شیر یکطرفه

تماس بگیرید

وظیفه اصلی یک شیر یکطرفه محافظت از تجهیزات مکانیکی موجود در یک سیستم لوله کشی در برابر برگشت جریان است که برگشت جریان به داخل آنها می تواند به قطعات داخلی آنها آسیب رسانده و باعث توقف کامل سیستم شود.

توضیحات

شیر یکطرفه (Check Valve)

شیرهای یک طرفه را میتوان جزو شیرهای خودکار طبقه بندی نمود، چون اپراتور هیچ کنترلی روی آن ندارد. شیرهای یکطرفه با جریان سیال (فشار سرعتی) بطور خودکار باز شده و قطع جریان و با استفاده از نیروی جاذبه یا نیروی ناشی از برگشت جریان سیال بسته می شوند و مانع از برگشت جریان از بالا دست جریان به پایین دست جریان می گردد.

 نمونه هایی از انواع این شیرها در زیر آمده است:

۱- شیر یکطرفه نوسانی(Swing check valve)

۲- شیر یکطرفه نوسانی از نوع ویفری(صفحه ای)(Swing type wafer check valve)

۳- شیر یکطرفه دیسکی(Disk check valve)

۴- شیر یکطرفه با دیسک دوتکه(Split disk check valve)

۵- شیر یکطرفه با دیسک وارونه(Till ting disk check valve )

۶- شیر یکطرفه دیافراگمی(Diaphragm check valve)

۷- شیر یکطرفه بالا رفتنیLift check valve))

۸- شیر یکطرفه قطع کننده ای(Stop check valve)

 

     شیر یکطرفه نوسانی (Swing Check Valve) 

هنگامیکه این شیر کاملاً باز می شود سیال بدون هیچگونه مقاومتی عبور می کند و به محض افت فشار سیال ، شیر بصورت خودکار مسیر را می بندد و از برگشت سیال جلوگیری می کند.

 

 

ایجاد آشفتگی در جریان و افت فشار در اینگونه شیرها بسیار کم می باشد.در فرآیند هایی که در آنها از Gate Valve ها استفاده می شود به دلیل افت فشار کم در اطراف این شیرها ، عموماً از شیر یکطرفه های نوسانی استفاده می گردد.

شیر یکطرفه های نوسانی دارای دیسکی می باشند که در بالای شیر به بدنه قلاب شده است . شیر یکطرفه های نوسانی عموماً در خطوط پیوسته که دارای Gate Valve می باشد مورد استفاده قرار می گیرند. چون این شیرها جریان آزاد نسبی را از خود عبور می دهند.

این شیرها برای خطوطی که سرعت سیال پائین می باشد مورد استفاده قرار می گیرند و در خطوطی که دارای جریان ضربانی می باشند نباید از این شیرها استفاده نمود.چون بطور پیوسته دیسک باز و بسته شده و کوبیده شدن آن باعث از بین رفتن متعلقات شیر خواهد گردید.

بطور کلی همانطور که بیان شد این نوع شیر یکطرفه ها برای حالتی که سیال حرکت ضربه ای داشته و یا برگشت سیال سریع باشد گزینه مناسبی نمی باشد . از آنجائیکه این شیرها دارای چندین قطعه بوده که بوسیله اتصالاتی به یکدیگر مرتبط گردیده اند لذا همین باعث گردیده که در میان سایر شیر یکطرفه ها دارای کمترین استحکام باشند . علاوه بر این در حالتیکه مجرابند حرکت نسبتا بزرگی داشته باشد این حالت می تواند منتج به افزایش سرعت برگشت مجرابند گردیده و نیروی ضربه ای بزرگی را در حالت ناگهانی باز و بسته شدن بوجود آورد.

این نوع  شیر یکطرفه ها را می توان هم در حالت افقی و هم در حالت عمودی مورد استفاده قرار داد. (درحالت نصب عمودی باید جریان سیال از پائین به بالا باشد تا نیروی جاذبه به بسته شدن مجرابند کمک نماید.) همچنین بدلیل سادگی تجهیزات تشکیل دهنده ، دارای تعمیرات به نسبت ساده تری در مقایسه با سایر شیر یکطرفه ها می باشند.

از نکاتی که باید در این گونه شیرها در نظر گرفت بوجود آمدن ضربه قوچی در آنها می باشد . ضربه قوچی در اثر یک فشار موجی (Surge Pressure) خیلی بزرگ در هنگامیکه این شیرها بسته می شوند بوجود می آید. این شیرها فاقد متعلقات محافظ در مقابل ضربه قوچی می باشد. مجرابندها در این شیرها باید مسافت زیادی را جهت باز و بسته کردن شیر طی نماید. در یک فاصله زمانی کوتاه در طی این مسیر توسط مجرابند که می خواهد مسیر را ببندد این امکان وجود دارد که سرعت برگشت سیال در این حالت کمی افزایش یابد هنگامی که مجرابند در چنین وضعیتی قرار بگیرد ضربه قوچی بوجود خواهد آمد.

     شیر یکطرفه نوسانی از نوع ویفری(صفحه ای)(Swing Type Wafer Check Valve)

این نوع شیر یکطرفه شباهت زیادی به شیر یکطرفه های نوسانی استاندارد دارند با این تفاوت که بدنه شیر بطور کامل دور تا دور آنرا در بر نمی گیرد. در عوض هنگامیکه شیر باز می شود زبانه آن به قسمت بالای لوله فشار وارد می کند. نکته مهم دیگر آنکه زبانه شیر یکطرفه باید کوچکتر از قطر لاین باشد. و دیگر اینکه افت فشار در این شیر یکطرفه که عموماً بیشتر از نوع Swing Check Valve ها می باشد. خیلی سریعتر از این نوع شیر یکطرفه ها افزایش می یابد.

     شیر یکطرفه دیسکی(Disk Check Valve)

شیر یکطرفه دیسکی دارای ۴ قسمت تشکیل دهنده می باشند:

۱- بدنه

۲- مجرابند(دیسک)

۳- فنر

۴- نگهدارنده فنر

در این شیر یکطرفه ها ، مجرابند در محلی که قرار گرفته است با زاویه ۹۰ درجه در جهت مسیر جریان حرکت کرده و میزان حرکت آن توسط فنری که در پشت مجرابند قرار گرفته است کنترل می گردد . بدنه به گونه ای طراحی گردیده که دور تادور مجرابند را در بر می گیرد.

در مواردیکه نشتی صفر از این شیر مدنظر باشد باید یک نشیمنگاه نرم نیز به مجموعه اضافه گردد.

هنگامیکه نیروی وارده بر مجرابندکه بوسیله فشار جریان ایجاد می گردد از نیروی فنر بزرگتر باشد سبب می گردد که مجرابند از محل قرارگیری خود جدا شده و اجازه دهد تا جریان از داخل شیر عبور نماید. هنگامیکه اختلاف فشار در داخل شیرکاهش یابد در این حالت فنر بر مجرابند نیرو وارد کرده و باعث می گردد که مجرابند در محل نشیمنگاه قرار گرفته و مسیر جریان را قبل از عبور جریان معکوس ببندد.

علاوه بر استانداردهای موجود در مورد فنرها ، حالتهای مختلفی از دسته بندی فنرها را میتوان در نظر گرفت که مهمترین آنها بصورت زیر دسته بندی می گردند:

۱- فنر با آلیاژ NO (آلیاژ اکسید نیتروژن ) (NitrogenOxide Spring)

این آلیاژ فنر برای مواردیکه اختلاف فشار ایجاد شده در داخل شیر یکطرفه ناچیز باشد مورد استفاده قرار می گیرد.

۲- فنر با آلیاژ Nimonic (آلیاژی شامل ۸۰ درصد نیکل و ۲۰ درصد کروم و دیگر موارد افزودنی شامل تیتانیوم و آلومینیوم)

این آلیاژ هنگامی مورد استفاده قرار می گیرد که دما عملکرد بسیار بالا باشد.

۳- فنر مخصوص کارهای سنگین (Heavy-Duty Spring)

استفاده از این فنر باعث افزایش میزان فشار لازم برای باز کردن شیر یکطرفه می گردد. مثلاً هنگامی که بر روی خطوط آب رسیده به بویلر بخار (Boiler Feed Water) نصب گردد می تواند محافظت خوبی از دیگهای بخار در مقابل طغیان در بویلرها گردد.

شیر یکطرفه های دیسکی همواره از شیر یکطرفه های نوسانی و شیر یکطرفه های بالا کشیدنی (Lift & Sewing Check Valve) سبکتر و کوچکتر بوده و نهایتا هزینه آنها نیز کمتر خواهد بود.

شیر یکطرفه های دیسکی را در مواردیکه جریان ضربه ای (پالسی) سنگینی در خطوط وجود داشته باشد نباید مورد استفاده قرار داد. برای مثال نباید در قسمت خروجی کمپرسورهای رفت و برگشتی از این نوع شیر یکطرفه ها استفاده نمود چون ضربات متعدد بر روی مجرابند می تواند موجب از بین رفتن نگهدارنده فنر شده و نهایتاً باعث تمرکز زیادی بر روی فنر گردد و آنرا از بین ببرد.

طریقه باز و بسته شدن این شیر یکطرفه ها در شکهای زیر نشان داده شده است.

     شیر یکطرفه با مجرابند دو تکه (Split Disk Check Valve)

شیر یکطرفه های با مجرابند دو تکه جهت فائق آمدن بر افت فشار و سایز خطوط در شیر یکطرفه های نوسانی و شیر یکطرفه های دیسکی ، طراحی گردیده اند.

مجرابند این شیر یکطرفه ها در واقع دو تکه شده و از طرف مرکز شان لولا گردیده اند . همانند اینکه دو مجرابند در یک مسیر بصورت لولایی قرار گرفته باشند. این مجرابند بر روی نشیمنگاه بوسیله یک فنر پیچشی در یک قلاب قرار داده شده اند . در شکل روبرو نمونه ای از این شیر یکطرفه ها نشان داده شده است.

این شیر یکطرفه ها در حالت معمولی بصورت بسته می باشند.(Normally Closed) و مجرابندها توسط فنر پیچشی بصورت بسته نگه داشته می شوند. هنگامیکه مسیر جریان به سمت جلو باشد ، فشار سیال سبب می گردد تا مجرابند لولا را باز کرده و اجازه عبور جریان داده می شود. در این حالت به محض قطع شدن جریان سیال و قبل از ایجاد جریان معکوس در شیر یکطرفه ، دیسکها بوسیله نیروی فنر مجددا بسته می شوند.

     مزیتهای Split Disk Check Valve 

۱- افت فشار در این نوع شیر یکطرفه ها به مراتب کمتر از سایر شیر یکطرفه ها می باشد.

۲- این شیر یکطرفه ها قادر هستند با حداقل فشار باز شوند.

۳- این شیر یکطرفه ها را می توان در هر وضعیتی از جمله بصورت عمودی نیز مورد استفاده قرار داد.

     شیر یکطرفه با مجرابند وارونه(Tilting Disk Check Valve)                                     

شیر یکطرفه با مجرابند وارونه شبیه به شیر یکطرفه نوسانی می باشند . این شیرها بصورت افقی در خطوط      قرار می گیرند همچنین در مکانهایی که حرکت سیال رو به بالا باشد بصورت عمودی نیز مورد استفاده قرار می گیرد.هنگامیکه جریان سیال به سمت جلو برقرار می گردد، مجرابند بالا کشیده شده و در مسیر جریان سیال بصورت شناور باقی می ماند و در این حالت حداقل مقاومت در مقابل عبور سیال توسط مجرابند بوجود می آید.هنگامیکه جریان سیال کاهش می یابد و یا سیال می خواهد که در جهت مخالف جریان وارد خطوط گردد ، مجرابند به حالت عمود برگشته و مسیر عبور سیال را می بندد.مرکز ثقل مجرابند در این شیر یکطرفه ها به محور گردش مجرابند بسیار نزدیک بوده و مجرابند می تواند خیلی سریع باز یا بسته شده بدون اینکه به بدنه یا مجرابند و نشیمنگاه صدمه ای وارد گردد.

در این شیر یکطرفه ها ، شیر سریعاً بسته می شود فلذا امکان افزایش سرعت سیال برگشتی در مسیر برگشت بسیار پائین می باشد و به همین  دلیل تاثیرات ضربه قوچی در این مدل از شیر یکطرفه ها بسیار اندک می باشد.در مقایسه با Sewing Check Valve ها ، از این شیر یکطرفه ها می توان در جریانهای ضربه ای و همچنین در جریانهای با مقدار جریان عبوری کم نیز استفاده نمود. در این شیر یکطرفه ها بدلیل مسیر مستقیم عبور جریان ، میزان افت فشار حداقل می باشد.

 

     شیر یکطرفه دیافراگمی (Diaphragm Check Valve)

در این شیر یکطرفه ها عموماً از یک دیافراگم لاستیکی قابل انعطاف که در یک قسمت مخروطی در محل عبور جریان قرار داده شده است استفاده می گردد . هنگامیکه جهت جریان به سمت جلو می باشد ، دیافراگم را از قسمت اصلی خود جدا کرده و به سمت درون خط منحرف می کند. در این حالت جریان بصورت کاملاً آزاد از درون خطوط عبور می کند. هنگامیکه جریانی وجود نداشته باشد و یا دیافراگم تحت فشار نباشد ، آنگاه دیافراگم به محل اصلی خود بازگشته و جهت جلوگیری از برگشت جریان ، مسیر را می بندد.

     شیر یکطرفه بالا رفتنی (Lift Check Valve)

این نوع  از شیر یکطرفه ها در سیستمهایی که در آنها از Globe Valve بعنوان یک شیرکنترل جریان استفاده می شود مورد استفاده قرار می گیرد.  شیر یکطرفه های بالارفتنی  برای قرارگیری در سیستم پایپینگ افقی مناسب بوده و همچنین در سیستمهای پایپینگ عمودی که مسیر جریان از پائین به بالا می باشد نیز مورد استفاده قرار می گیرد. این شیر یکطرفه ها برای استفاده در مسیر هوا ، گاز ، بخار و آب مورد استفاده قرار می گیرند. وقتیکه سیال به سمت جلو جریان پیدا می کند فشار سیال قسمت مخروطی را از Seat جدا کرده و به سمت بالا فشار می دهد و در این حالت شیر یکطرفه باز شده و جریان سیال برقرار می گردد. هنگامیکه جریان سیال معکوس گردد قسمت مخروطی به محل قبلی خود در نشیمنگاه بازگشته و فشار معکوس جریان باعث بسته شدن کامل مسیر می گردد.این شیر یکطرفه ها بهترین گزینه برای حالتی که امکان بوجود آمدن جریان برگشت سریع سیال وجود دارد می باشند.

میزان حرکت در این شیر یکطرفه ها کمترین حرکت در مقایسه با سایر شیر یکطرفه هاست. با توجه به نوع طراحی در این شیر یکطرفه ها از هیچگونه پین و لولا و یا پیچ و مهره استفاده نمی شود. با توجه به اینکه این شیر یکطرفه ها دارای کوتاهترین کورس حرکتی و همچنین حداقل قطعات تشکیل دهنده را در مقایسه با دیگر شیر یکطرفه ها دارا می باشند لذا مقدار نیروی ضربه ای و همچنین فرسایش در این شیر یکطرفه ها بسیار پائین می باشد.میزان افت فشار در این شیر یکطرفه ها به مراتب کمتر از Sewing Check Valve و Check Valve Tilting Disk می باشد.این شیر یکطرفه ها دارای حداقل لقی مجاز بین بدنه و مجرابند را دارا بوده فلذا گزینه برای هنگامیکه سیال دارای ذراتی می باشد نخواهند بود.

این نوع شیر یکطرفه ها در سه شکل وجود دارند:

۱- بدنه افقی

۲- بدنه عمودی

۳- بدنه زاویه ای

عملکرد شیرهای یک طرفه :

شیرهای یک طرفه باید به گونه ای عمل کنند که :

۱.به هنگام بسته شدن شیر، افزایش فشار ناگهانی و ضربه قوچ ایجاد نشود
۲.عضو مسدود کننده دچار حرکات نوسانی سریع نشود

برای پیشگیری از ایجاد ضربه قوچ به هنگام  بسته شدن ناگهانی شیرهای یک طرفه ، سرعت بسته شدن شیر فقط باید آنقدر باشد که از ایجاد جریان برگشتی بیش از حد در سیستم جلوگیری کند همانطور که قبلا گفته شد بسته شدن ناگهانی شیر دلیل عمده ایجاد ضربه قوچ در سیستمها می باشد . سرعت مطلوب بسته شدن شیرهای یک طرفه در سیستمها و کاربردهای مختلف ممکن است خیلی متفاوت باشد . مثلا اگر در یک سیستم ، چند پمپ به صورت موازی نصب شده باشد و ناگهان یکی از آنها خاموش شود شیر یک طرفه نصب شده در خروجی این پمپ باید تقریبا بلافاصله پس از توقف پمپ بسته شود از طرف دیگر ، اگر در سیستم فقط یک پمپ نصب شده باشد و این پمپ باید تقریبا بلا فاصله پس از توقف پمپ بسته شود . از طرف دیگر اگر در سیستم فقط یک پمپ نصب شده باشد و این پمپ ناگهان خاموش شود و در عین حال طول مسیر خروجی پمپ طولانی بوده و فشار در خروجی لوله و ارتفاع پمپاژ کم باشد بهتر است از یک شیر یک طرفه با ویژگی بسته شدن آهسته استفاده گردد .

     انتخاب شیر یکطرفه بر اساس شرایط کاری 

شیر یکطرفه ها ، شیرهای اتوماتیکی هستند که هنگامی که جریان رو به جلو باشد باز شده و در هنگام برگشت سیال به عقب ، مسیر عبور سیال را می بندد . اگر چه شیر یکطرفه ها دارای ساختاری ساده بوده ولی انتخاب نادرست نوع شیر یکطرفه باعث بروز شرایط بحرانی در مجموعه خواهد شد.

اولین گام در انتخاب یک شیر یکطرفه ، تعریفی کامل از متعلقات و عملگرهایی است که بر روی شیر اثر می گذارند که شامل دما ، نوع سیال ، حداقل و حداکثر سیال عبوری ، افت فشار مجاز در درون شیر ، میزان جریان برگشتی ، ملزومات آب بندی ، محدودیت فضای شیر و موقعیت و وضعیت شیر در سیستم پایپینگ می باشد. شیرهای یک طرفه را می توان با مقایسه دو ویژگی : سرعت بسته شدن و نحوه بسته شدن شیر انتخاب کرد . در اغلب موارد این روش انتخاب نتیجه خوبی خواهد داشت . البته سایز شیر نیز پارامتر مهمی است . در کاربرد های دقیق و بحرانی توصیه می شود با سازنده شیر در مورد انتخاب آن مشورت شود .

 شیرهای یک طرفه مخصوص سیالات غیر قابل تراکم :

مبنای اصلی انتخاب شیرهای یک طرفه برای این نوع سیالات قابلیت بسته شدن آنها به نحوی است که در اثر جریان برگشتی  و بسته شدن سریع شیر ضربه قوچ ایجاد نشود افت فشار کم در این شیرها نیز پارامتری است که در درجه دوم اهمیت قرار دارد

گام اول در انتخاب این نوع شیرها ارزیابی کیفی سرعت بسته شدن مورد نیاز است گام دوم انتخاب نوع شیر یک طرفه است که بتواند سرعت بسته شدن مطلوب را ایجاد نماید .

 شیرهای یک طرفه مخصوص سیالات قابل تراکم :

شیرهای یک طرفه ای که برای اینگونه سیالات مناسب هستند را به روشی مشابه شیرهای مخصوص سیالات غیر قابل تراکم انتخاب کرد . البته شیرهای یک طرفه از نوع بلند شونده که میزان جابجایی عضو مسدود کننده در آنها زیاد است ممکن است در سیستمهای حامل گاز دچار لرزش شوند که در اینگونه موارد باید به آنها مکانیزم ضربه گیر اضافه نمود . در صورتی که در جریان عبوری گاز ، تغییرات شدیدی وجود داشته باشد ، شیر یک طرفه مخصوص کمپرسورها انتخاب خوبی می باشد .

دیدگاهها

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.

اولین فردی باشید که نظر می دهید. “شیر یکطرفه”