شیر یک طرفه (Check Valve) چیست؟

شیر یک طرفه (Check Valve) که گاهی به نام چک ولو نیز شناخته می شود، شیرهایی برای جلوگیری از برگشت سیال هستند. بدنه (Body)، بندآور (دیسک)، درپوش (کپ) و سیت (Seat) اساسی ترین و مهم ترین اجزای شیر یک طرفه هستند. عملکرد کنترلی چک ولو به صورت خودکار (به وسیله جریان برگشتی) است یعنی در شیر یک طرفه، جریان برگشتی سیال موجب مسدود شدن حرکت سیال می شود.

انواع شیر یک طرفه (Check Valve)

شیر یک طرفه یا چک ولو بر اساس چگونگی و نحوه حرکت دیسک (Disc) به سه دسته ی Lift Check Valve، Swing Check Valve و Diaphragm Check Valve تقسیم می شوند.

• Lift Check Valve

در این نوع شیر یک طرفه، حرکت سیال و حرکت دیسک (Disc) هم جهت است. بیشترین کاربرد این شیرها برای انتقال جریان های افقی یا عمودی (جهت جریان رو به بالا)، است. همچنین عموماً از این شیرها برای انتقال جریان آب، گاز، هوا و بخار استفاده می شود. مهم ترین اجزای این شیر بدنه (Body)، دیسک (Disc)، درپوش (کپ) و سیت (Seat) است. زمانی که جریان سیال وارد شیر می شود، دیسک به وسیله وزن خود و کمک نیروی جریان بازگشتی بر روی سیت (Seat) قرارگرفته و موجب بسته شدن جریان می شود. در بعضی از طراحی ها برای بالا بردن سرعت واکنش شیر از یک فنر برای فشار بیشتر بر بندآور استفاده می کنند.

بزرگ ترین مزیت این نوع شیر سرعت پاسخ و واکنش بالا است. برای فهم بیشتر، باید بدانید که مسیری که دیسک در حالت باز تا بسته و بالعکس طی می کند، بسیار کوتاه است و سیال فرصت کمی برای جریان یافتن در مسیر نامطلوب پیدا می کند به همین دلیل این شیرهای یک طرفه سرعت عکس العمل بالایی دارند. شایان ذکر است که یکی از علت های انتخاب یک شیر مناسب، می تواند سرعت واکنش آن باشد.

به منظور آب بندی بهتر از یک راهنما یا Guide در کنار دیسک استفاده می شود. استفاده از راهنما معایبی نیز دارد. در صورتی که سیال رسوب زا یا دارای ذرات معلق باشد احتمال گیر کردن دیسک روی راهنما وجود دارد. همچنین اگر ویسکوزیته یا گرانروی سیال بالا باشد، سرعت واکنش شیر تحت تأثیر قرار می گیرد یا حتی موجب عمل نکردن شیر می شود. گاهی برای رفع این معایب از بندآور توپی استفاده می شود اما شیر با بندآور توپی نیز در صورتی که سیال ویسکوزیته بالایی داشته باشد دچار مشکلاتی که ذکر شد، می شود. با توجه به معایب مطرح شده، بهترین استفاده این نوع شیر یک طرفه برای سیالات غیر ویسکوز و عاری از ذرات معلق است.

•  Swing Check Valve

مهم ترین جز استفاده شده در این نوع شیر یک طرفه همان دیسک است که به صورت لولایی به سیت (Seat) متصل است و با حرکت آونگ مانند باعث باز و بسته شدن مسیر سیال می شود. حرکت آونگی آن باعث می شود که این شیرها حساسیت کمتری نسبت به ذرات معلق داشته باشند. اساسی ترین مزیت این شیر جهت حرکت بندآور آن به صورت آونگی است.

در مقایسه با شیرهای Lift، شیرهای Swing زمان واکنش بیشتری دارند زیرا زمان حرکت دیسک آن بین باز و بسته شدن بیشتر است. این زمان واکنش در شیرهای سایز بزرگ یا مایع های دارای ویسکوزیته بالا، مسئله ساز می شود که در بعضی موارد برای حل این مشکل راه حل هایی در نظر گرفته شده است به عنوان مثال از فنرهایی به منظور برگشت سریع تر دیسک استفاده می شود یا در بعضی شیرها، دیسک را به دو بخش تقسیم می کنند. یکی دیگر از مزیت های این شیر، افت فشار و اغتشاش کم سیال است. این مزیت باعث می شود تا به طور معمول در سیستم های لوله کشی، از شیر یک طرفه به همراه شیر دروازه ای استفاده می شود.

امروزه هزینه استفاده از این شیرها افزایش یافته است زیرا تولید و تعمیر این نوع شیرهای یک طرفه سخت تر شده است؛ بنابراین از آن ها در شرایطی استفاده می شود که شیرهای عادی جواب گو نباشند.

• Diaphragm Check Valve

شیرهای یک طرفه Swing و Lift برای انتقال سیالات ویسکوز مناسب نیستند زیرا زمان بسته شدن و سرعت عملکرد پایینی دارند بنابراین در این موارد از شیرهای یک طرفه دیافراگمی استفاده می شود. مهم ترین اجزای این شیرها بدنه درپوش و دیافراگم است. در این شیرها از چند قطعه انعطاف پذیر استفاده می شود که حرکت سیال می تواند آن ها را باز کند.

زمانی که جریان سیال متوقف می شود، دیافراگم به حالت اول خود باز می گردد و باعث مسدود شدن مسیر می شود. زمان واکنش این شیر بسیار پایین است و دچار استهلاک نمی شوند. در این شیرها از یک لایه لاستیکی استفاده شده است. استفاده از این لایه لاستیکی باعث می شود تا فشار قابل تحمل این شیرها محدود باشد و این لایه لاستیکی به دما حساس است برای همین این شیرها را نمی توان برای سیالاتی با دمای بالا استفاده کرد.