طبقه بندی و جهت نصب شیرهای یکطرفه
نمای کلی شیر یکطرفه
شیرهای یکطرفه یک وسیله مهم کنترل سیال هستند که به طور گسترده در پروژه‌های حفاظت از آب، پتروشیمی، حفاظت از محیط زیست و سایر زمینه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. وظیفه اصلی آن جلوگیری از برگشت سیال و اطمینان از جریان یک طرفه سیال در سیستم خط لوله است. طبقه‌بندی و جهت نصب شیرهای یکطرفه مستقیماً بر عملکرد و طول عمر آنها تأثیر می‌گذارد. در این مقاله انواع مختلف شیرهای یکطرفه و ملاحظات مربوط به جهت نصب آنها به تفصیل معرفی خواهد شد.
انواع اصلی شیرهای یکطرفه
با توجه به ساختار و اصل کار، شیرهای یکطرفه عمدتاً به انواع زیر تقسیم می‌شوند:
۱. شیر یکطرفه دو صفحه‌ای
۲. شیر یکطرفه را بلند کنید
۳. شیر یکطرفه توپی
۴. شیر یکطرفه لولایی
نوع جهت نصب شیر یکطرفه
1. نصب افقی: به روش نصب شیر یکطرفه روی خط لوله افقی اشاره دارد که اغلب در سیستم های خط لوله کم فشار استفاده می شود و قطر فلپ شیر بزرگتر از قطر خط لوله است.
2. نصب عمودی: به روش نصب شیر یکطرفه روی خط لوله عمودی اشاره دارد که اغلب در سیستم های خط لوله فشار قوی استفاده می شود و قطر لنگه شیر از قطر خط لوله کوچکتر است.
۱. شیر یکطرفه دو دیسکی
شیر یکطرفه دیسکی دوتایی: معمولاً از دو دیسک نیم دایره‌ای تشکیل شده است که در اطراف ساقه عمود بر خط مرکزی جریان سیال حرکت می‌کنند. شیرهای یکطرفه دو دیسکی، شیرهای فشرده‌ای با طول کم هستند. آنها بین دو فلنج نصب می‌شوند. آنها عموماً گیره‌دار یا فلنج‌دار هستند. آنها معمولاً در لوله‌هایی با قطر ≤1200 میلی‌متر استفاده می‌شوند.
جهت نصب شیر یکطرفه دو دیسکی
شیرهای یکطرفه دو دیسکی را می‌توان به صورت افقی یا عمودی در خط لوله نصب کرد. نصب افقی می‌تواند باز و بسته شدن شیر یکطرفه را تحت تأثیر جاذبه قرار دهد، سرعت باز شدن آن را پایدارتر کند و به طور مؤثر افت فشار خط لوله را کاهش دهد. نصب عمودی می‌تواند شیر را در هنگام بسته شدن تحت تأثیر جاذبه قرار دهد و آب‌بندی آن را محکم‌تر کند. علاوه بر این، نصب عمودی می‌تواند از لرزش سریع دیسک شیر یکطرفه در حین تغییر سریع سیال جلوگیری کند، سایش لرزشی دیسک و نشیمنگاه شیر را کاهش دهد و عمر مفید شیر را افزایش دهد.
۲. شیر یکطرفه لولایی
شیرهای یکطرفه نوسانیدارای دیسک شیر هستند. وقتی سیال به سمت جلو جریان می‌یابد، دیسک شیر باز می‌شود؛ وقتی سیال در جهت معکوس جریان می‌یابد، دیسک شیر به نشیمنگاه شیر برمی‌گردد تا از جریان برگشتی جلوگیری کند. این نوع شیر اغلب به دلیل ساختار ساده و مقاومت کم در خطوط لوله با قطر بزرگ استفاده می‌شود.
جهت نصب شیر یکطرفه لولایی
شیرهای یکطرفه لولایی را می‌توان به صورت افقی یا عمودی نصب کرد، اما معمولاً توصیه می‌شود که در خطوط لوله افقی نصب شوند. لازم به ذکر است که بسته به شرایط واقعی، شیر یکطرفه لولایی را می‌توان به صورت مایل نیز نصب کرد، مادامی که زاویه نصب از ۴۵ درجه تجاوز نکند و موقعیت نصب مناسب باشد، این امر بر عملکرد طبیعی باز و بسته شدن شیر تأثیری نخواهد گذاشت.
۳. شیر یکطرفه بالابر افقی
دیسک شیر یکطرفه بالابر افقی در امتداد ریل راهنما در بدنه شیر به بالا و پایین حرکت می‌کند. هنگامی که سیال به جلو جریان می‌یابد، دیسک شیر بالا می‌رود؛ هنگامی که سیال در جهت معکوس جریان می‌یابد، دیسک شیر به سمت نشیمنگاه شیر برمی‌گردد تا از جریان برگشتی جلوگیری شود.
جهت نصب شیر یکطرفه بالابر افقی
شیر یکطرفه بالابر افقی باید روی خط لوله افقی نصب شود. از آنجا که هنگام نصب عمودی، هسته شیر آن در حالت افقی قرار می‌گیرد، عملکرد مرکزی آن با نشیمنگاه شیر تحت وزن خود کاهش می‌یابد و بر عملکرد آب‌بندی هسته شیر تأثیر می‌گذارد.
۴. شیر یکطرفه بالابر عمودی
برای حالت عمودیشیرهای یکطرفه بالابر، جهت حرکت هسته شیر موازی با جهت خط لوله است. و مرکز هسته شیر با مرکز کانال جریان منطبق است.
جهت نصب شیر یکطرفه بالابر عمودی
شیرهای یکطرفه عمودی باید در لوله‌هایی که سیال به سمت بالا جریان دارد، به صورت عمودی نصب شوند، زیرا نیروی جاذبه به بسته شدن سریع دیسک شیر هنگام توقف جریان کمک می‌کند.
۵. شیر یکطرفه توپی
یک شیر یکطرفه توپی از یک توپی استفاده می‌کند که در بدنه شیر بالا و پایین می‌رود. وقتی سیال به سمت جلو جریان می‌یابد، توپی از نشیمنگاه شیر دور می‌شود، کانال باز می‌شود و سیال عبور می‌کند؛ وقتی سیال در جهت معکوس جریان می‌یابد، توپی به نشیمنگاه شیر برمی‌گردد تا از جریان برگشتی جلوگیری کند.
جهت نصب شیر یکطرفه توپی
شیرهای یکطرفه توپی را می‌توان روی لوله‌های افقی نصب کرد، اما برای نصب عمودی مناسب‌تر هستند، به خصوص هنگامی که سیال به سمت بالا جریان دارد. وزن مرده توپی به آب‌بندی شیر هنگام توقف جریان کمک می‌کند.
عوامل مؤثر بر نصب عمودی شیر یکطرفه
هنگام نصب شیر یکطرفه به صورت عمودی، برای اطمینان از عملکرد مؤثر آن، باید چندین عامل در نظر گرفته شود:
۱. جهت جریان
در نصب عمودی، جهت جریان سیال بسیار مهم است. هنگام جریان به سمت بالا، دیسک شیر می‌تواند توسط فشار سیال باز شود و بسته شدن آن توسط نیروی جاذبه انجام می‌شود که به بازگشت دیسک شیر به موقعیت خود کمک می‌کند، در حالی که هنگام جریان به سمت پایین، ممکن است اقدامات اضافی برای اطمینان از بسته شدن مطمئن شیر لازم باشد.
۲. اثر جاذبه
نیروی جاذبه بر باز و بسته شدن شیر تأثیر می‌گذارد. شیرهایی که برای آب‌بندی به نیروی جاذبه متکی هستند، مانند شیرهای یکطرفه دو صفحه‌ای و بالابری، هنگام جریان عمودی به سمت بالا بهتر کار می‌کنند.
۳. ویژگی‌های رسانه
ویژگی‌های سیال، مانند ویسکوزیته، چگالی و محتوای ذرات، بر عملکرد شیر تأثیر می‌گذارند. سیالات ویسکوز یا حاوی ذرات ممکن است نیاز به طراحی قوی‌تر و نگهداری مکرر داشته باشند تا عملکرد قابل اعتماد شیر تضمین شود.
۴. محیط نصب
محیط نصب، از جمله دما، فشار و وجود مواد خورنده، بر عملکرد و عمر شیر تأثیر می‌گذارد. انتخاب مواد و طرح‌های مناسب برای یک محیط خاص می‌تواند عمر مفید شیر را افزایش دهد.
مزایای نصب عمودی از شیر یکطرفه
۱. استفاده از جاذبه
در صورت جریان رو به بالای سیال، نیروی جاذبه به بسته شدن شیر کمک می‌کند، عملکرد آب‌بندی را بهبود می‌بخشد و نیازی به کمک خارجی ندارد.
۲. کاهش سایش
استفاده از نیروی جاذبه محیط و صفحه شیر برای بستن شیر یکطرفه می‌تواند لرزش را کاهش دهد، سایش را کم کند، عمر مفید شیر را افزایش دهد و دفعات تعمیر و نگهداری را کاهش دهد.
معایب نصب عمودیاز شیر یکطرفه
۱. مقاومت در برابر جریان
نصب عمودی ممکن است مقاومت جریان را افزایش دهد، به خصوص برای شیرهای یکطرفه عمودی که نه تنها باید در برابر وزن صفحه شیر، بلکه در برابر فشار وارده از فنر بالای صفحه شیر نیز مقاومت کنند. این امر منجر به کاهش جریان و افزایش مصرف انرژی خواهد شد.
۲. پدیده ضربه قوچ
هنگامی که سیال به سمت بالا جریان می‌یابد، نیروی شیر یکطرفه و نیروی جاذبه سیال، فشار را در خط لوله افزایش می‌دهد و ایجاد پدیده ضربه قوچ را آسان‌تر می‌کند.