شیر یکطرفه و انواع آن

معرفی شیر یک طرفه یا چک ولو Check valve

شیر یک طرفه گونه‌ای از شیرهای صنعتی است که در آن سیال تنها می‌تواند در یک جهت حرکت کند و در صورت برگشت سیال، مسیر حرکت مسدود می‌شود. این شیرها در تجهیزات مختلف صنعتی مانند پمپ‌ها، جک‌های هیدرولیک، تجهیزات نیروگاهی و صنایع شیمیایی کاربرد دارد. این نوع شیر ها از برگشت جریان در سیستم خطوط لوله جلوگیری می‌کنند.

شیر یک طرفه معمولا به عنوان شیرهای Check valve یا Non-return valve( NVR) هم شناخته می‌شود. شيرهای يك طرفه را مي‌توان جزو شيرهاي خودكار طبقه بندي نمود، چون اپراتور هيچ كنترلي روي آن ندارد. 

پیکاتک | راهنمای خرید و تامین کننده شیر کشویی برنجی | جهت مشاوره و خرید تلفنی با شماره : 87700142-021 ( 30 خط ویژه ) تماس بگیرید

نحوه عمکلرد شیرهای یکطرفه

طرز کار این نوع شیرها به این صورت می باشد که فشار مایع یا گاز دریچه شیر را بلند می کند و باعث عبور مایع یا گاز می شود تا زمانی که فشار زیر دریچه بیشتر از فشار روی آن باشد شیر باز می ماند و عبور مایع یا گاز ادامه می یابد اگر به هر علتی فشار زیر دریچه کمتر از فشار روی آن شود وزن خود دریچه و فشار موادی که قصد برگشتن دارند باعث بسته شدن شیر و جلوگیری از برگشت مواد می شود.

انواع شیرهای یکطرفه

در بازار انواع و اقسام شیر خودکار یا همان شیر یک طرفه وجود دارد که بسته به نوع کار کرد ،جنس بدنه ،نوع مایعات مورد استفاده و طبقه بندی می شوند. انواع مختلف این چک ولوها به شرح زیر است:

شیر یکطرفه لولایی یا  Swing Check Valve

این شیر که مصرف بیش‌تری دارد دارای بدنه و درپوش می‌باشد که درون آن دیسکی که ممکن است یکی یا دوتایی باشد به وسیله پین مخصوصی به بدنه لولا شده و آویزان می‌باشد. البته در نوع دوتایی آن این پین بین دو دیسک قرار دارد. جریان سیال درموقع ورود دیسک را به طرف مسیر خود بلند کرده و از اطراف آن عبورمی‌کند. درموقع قطع جریان دیسک به نشیمن‌گاه چسبیده و اجازه برگشت به سیال را نمی‌دهد.

شیر یکطرفه دو دیسکی (پروانه ای) یا Dual disc Check Valve

شیر یک طرفه پیستونی از نظر شکل داخلی شبیه شیرفلکه‌ای می‌باشد که جریان باعث فشار پیستون به طرف بالا و انتقال جریان شده که جهت عکس آن پیستون به طرف پائین آمده و مانع از برگشت سیال به طرف ورودی می‌شود. این نوع شیر به همراه شیر ساچمه‌ای و زاویه‌دار جهت جلوگیری از پدیده لرزش در اثر فشار در مسیر خطوط لوله به کار برده می‌شود.

شیر یکطرفه فنری یا Axial flow

این نوع شیر در محور عبور سیال قرار گرفته پلاگ آن متصل به یک فنر است و در هنگام ورود سیال، فنر فشرده شده و اجازه عبور سیال را میدهد. با کم شدن فشار سیال، این فنر به حالت عادی بر می گردد و شیر در حالت قطع قرار گرفته و اجازه عبور جریان از طرف دیگر را نمی دهد.

شیر یکطرفه پیستونی Piston Check Valve

شیر یک طرفه پیستونی از نظر شکل داخلی شبیه شیرفلکه‌ای می‌باشد که جریان باعث فشار پیستون به طرف بالا و انتقال جریان شده که جهت عکس آن پیستون به طرف پائین آمده و مانع از برگشت سیال به طرف ورودی می‌شود. این نوع شیر به همراه شیر ساچمه‌ای و زاویه‌دار جهت جلوگیری از پدیده لرزش در اثر فشار در مسیر خطوط لوله به کار برده می‌شود.

شیر یکطرفه توپی Ball check Valve

این نوع شیر یک طرفه در دو نوع توپی افقی و عمودی وجود دارد. در نوع عمودی مسیر جریان مستقیم است و این شیر بیش‌تر درجاهایی که قطع جریان به صورت فوری لازم باشد بکار می‌رود. نحوه کار این نوع شیر بدین صورت است که مسیر سیال ورودی یک توپ را در داخل سیال معلق نگه داشته وسیال از اطراف آن به طرف دیگر می‌رود و وقتی که جریان سیال برعکس شود توپ مورد نظر در نشیمن‌گاه خود نشسته که مانع از عبور سیال به طرف ورودی می‌شود. یکی از مزایای این نوع شیر یک طرفه، استفاده آن‌ها در سیالاتی  است که ویسکوزیته آن‌ها بسیار زیاد است.

پیکاتک | راهنمای خرید و تامین کننده شیر یکطرفه برنجی | جهت مشاوره و خرید تلفنی با شماره : 87700142-021 ( 30 خط ویژه ) تماس بگیرید

انواع شیرهای یک طرفه از نظر نوع عملکرد دیسک

شیرهای یک طرفه را میتوان براساس روش حرکت عضو مسدود کننده آنها به طرف مقر نشیمنگاهی دسته بندی نمود.

شیرهای یک طرفه بلند شونده

در این شیرها عضو مسدود کننده; در جهتی عمود بر سطح نشیمنگاهش جا به جا شده و باعث باز و بسته شدن شیرمیگردد.

شیرهای یک طرفه لولایی ساده

در این شیرها عضو مسدودکننده حول یک نقطه لولایی که خارج از سطح نشیمنگاهی در کنار ان قرارگرفته است میچرخد.

شیرهای یک طرفه لولایی الاکلنگی

در این شیرها نیز عضو مسدود کننده حول یک لوله میچرخد ولی لولا در نزدیکی مرکزمقر نشیمنگاه تعبیه شده است.

پیکاتک | راهنمای خرید و تامین کننده شیر یکطرفه فاراب | جهت مشاوره و خرید تلفنی با شماره : 87700142-021 ( 30 خط ویژه ) تماس بگیرید

کاربردهای شیر یکطرفه

شیر یک طرفه یکی از مهمترین قطعات لوله کشی و جزء اتصالات اصلي لوله کشی پمپ است. برای جلوگیری از بازگشت آب پمپاژ شده به شبکه لوله کشی، شیر یک طرفه باید به همراه پمپ نصب ‌شود. این قطعه چنان از اهمیت بالایی برخوردار است که در صورت اتصال در جای نادرست و استفاده از جنس نا مرغوب می تواند کارکرد منظم پمپ را تحت تاثیر قرار دهد. موارد کاربرد این شیرها عبارتند از:

در پمپ ها

بسیاری از کاربردهای پمپ شامل شیرهای برگشتی برای جلوگیری از جریان برگشتی در سر پمپ در هر دو خط ورودی و خروجی هستند. به عنوان مثال، پمپ های تغذیه برای دیگ های بخار معمولا دارای یک شیر یکطرفه به همراه پمپ هستند و برای حفظ نرخ جریان در یک فشار خروجی خاص استفاده می شود. آنها همچنین در کروماتوگرافی (جداسازی اجزای یک مخلوط) کاربرد دارند. 

 مصارف صنعتی

در خط لوله ی سیستم های فرایندی سیالات مانند سیستم های قدرت، صنایع دارویی و همچنین سوخت رسانی در حمل و نقل به طور رایج از این نوع شیرها استفاده می شود. علاوه بر این، انژکتورها در سیستم های سوخت رسانی، شیرهای یکطرفه ای هستند که برای کار با فشار بالا در کنترل پیشرانه هواپیما و یا فضاپیماها طراحی شده اند.

 مصارف خانگی

در این نوع مصارف شیر یکطرفه باید از نوع فنردار با نشیمن آب بند باشد و فقط در یک جهت به آب اجازه جریان دهد. کاربرد اول این شیرها در مصارف خانگی این است که در مسیر ورودی آب را به طرف ساختمان قرار می دهند که در صورت قطع آب مقدار آبی که در وسائل خانگی و داخل لوله ها ذخیره شده به لوله اصلی باز نگردد. همچنین در مسیر لوله ورودی آب گرمکن ها قرار می دهند که بر اثر قطع آب و یاشکستن لوله در داخل ساختمان آب ذخیره شده در مخزن آب گرمکن خالی نشود . زیرا ممکن است کوره به کار ادامه دهد و باعث سوختن آب گرمکن گردد.

 در پالایشگاه ها

شیر یکطرفه را روی لوله خروجی تلمبه قرار می دهند که پس از انتقال مقدار لازم مواد نفتی ، و بستن تلمبه یا خاموش شدن اضطراری تلمبه مواد ارسال شده نتواند برگردد زیرا در اثر برگشت علاوه بر هدر رفتن انرژی مصرف شده برای ارسال آن ممکن است طرف دریافت کننده مواد را نیز با کمبود فوری مواجه سازد از این مهمتر ممکن است فشار مایع برگشتی که از همان مسیر رفته معکوس شود و در نتیجه تلمبه گریز از مرکز را با سرعت فزاینده بچرخاند و سرعت آنقدر زیاد شود که تلمبه داغ شده از کار بیفتد و حتی منفجرشود.

اصطلاحات رایج در شیرهای یکطرفه

شیر یکطرفه یا چک‌والو شیری است که اجازه می‌دهد سیال فقط در یک جهت حرکت کند و با برگشت جریان، مسیر را می‌بندد تا از برگشت سیال (Backflow)، آسیب به پمپ، ضربه قوچ، آلودگی خط و اختلال فرآیند جلوگیری شود.

Flow Direction (جهت جریان) و Flow Arrow (فلش جریان)

روی بدنه بسیاری از چک‌والوها فلش جهت جریان حک می‌شود. نصب اشتباه (برعکس) باعث عمل‌نکردن درست دیسک و حتی شکست قطعه می‌شود.

 Cracking Pressure (فشار بازشدن اولیه)

کمترین فشاری که لازم است تا دیسک/کلپر از نشیمن جدا شده و شیر شروع به باز شدن کند. هرچه Cracking Pressure کمتر باشد، افت فشار اولیه کمتر است اما ممکن است در سیستم‌های با نوسان جریان، ریسک باز و بسته‌شدن‌های مکرر بیشتر شود.

 Disc (دیسک) / Poppet (سوپاپ) / Clapper (زبانه)

عضو متحرکی که با جریان باز می‌شود و با برگشت جریان می‌بندد:

• Disc اصطلاح عمومی دیسک در انواع مختلف
• Poppet معمولاً در چک‌والوهای سوپاپی/فنردار (Spring Loaded)
• Clapper بیشتر در چک‌والوهای لولایی (Swing)

 Seat (سیت/نشیمن‌گاه) و Seat Ring (رینگ سیت)

سطح آب‌بندی که دیسک روی آن می‌نشیند. کیفیت ماشین‌کاری سیت، جنس و روکش (مثلاً استنلس، Stellite) مستقیماً روی نشتی (Leakage) و عمر شیر اثر دارد.

 Seal / Soft Seat / Metal Seat (آب‌بندی نرم یا فلزی)

• Soft Seat: آب‌بندی با لاستیک/تفلون (NBR, EPDM, PTFE)؛ نشتی بسیار کم، ولی محدودیت دما/سیال دارد.
• Metal Seat: مقاوم‌تر در دما و فشار بالا (مثل بخار)، اما ممکن است نشتی مجاز بیشتری داشته باشد.

 Spring (فنر) و Spring-Assisted Closing (بسته‌شدن کمکی)

در چک‌والوهای فنردار، فنر باعث بسته‌شدن سریع‌تر می‌شود و می‌تواند ضربه قوچ (Water Hammer) را کاهش دهد. انتخاب فنر نامناسب می‌تواند افت فشار را بالا ببرد.

 Pressure Drop (افت فشار) و Cv (ضریب جریان)

افت فشار مقدار انرژی از دست‌رفته در عبور سیال از شیر است. شاخص Cv نشان می‌دهد شیر چه‌قدر “راه‌دهی” دارد (Cv بالاتر یعنی افت فشار کمتر در دبی مشخص).

 Slam (کوبش) و Non-Slam Check Valve (ضد ضربه)

اگر شیر دیر ببندد، با برگشت ناگهانی جریان کوبش رخ می‌دهد. چک‌والوهای Non-Slam یا Silent برای کاهش صدا و ضربه طراحی می‌شوند.

 Face-to-Face / End-to-End (طول نصب)

ابعاد استاندارد طولی شیر برای جاگذاری در خط لوله. در پروژه‌ها برای جایگزینی، تطابق Face-to-Face حیاتی است.

 End Connection (نوع اتصال)

• Flanged (فلنجی)، Threaded (رزوه‌ای)، Wafer (ویفری)، Butt Weld (جوشی)

نوع اتصال بر نصب، تعمیرپذیری، وزن و هزینه اثر می‌گذارد.