شیر یک طرفه چیست؟ معرفی انواع و کاربرد آن‌ها در صنعت برودت و تهویه

در این مطلب می‌خوانید:

تعریف

شیر یک­ طرفه (Check Valve) یکی از انواع شیرهای کنترلی در سیستم‌های تبرید و تهویه مطبوع است که برای کنترل جهت جریان سیال طراحی شده است. با وجود این شیر در خط لوله، سیال می­تواند تنها در یک جهت جریان داشته باشد و امکان برگشت سیال در همان مسیر رفت وجود نخواهد داشت. از شیر­ یک­طرفه به طور معمول برای جلوگیری از برگشت مبرد به کمپرسور در سیستم‌های تبرید و تهویه مطبوع و همچنین کنترل جهت جریان در خطوط مختلف لوله­کشی در شبکه‌های لوله‌کشی صنعتی استفاده می­گردد.

نکته: شیر یک ­طرفه با وجود ساختار نسبتاً ساده ­ای که دارد، اما نقش مهمی در خطوط جریان، به خصوص در سیستم­ های برودتی ایفا می­کند. از مهمترین مزایایی که بکارگیری این قطعه در یک سیستم خواهد داشت، می­توان به قابلیت حفاظت از تجهیزات حساس در برابر جریان معکوس اشاره نمود.
 

انواع شیر یک طرفه

شیر یک­طرفه در انواع گوناگونی ساخته و تولید می­شود که هرکدام با توجه به محل استفاده و نوع نیاز سیستم مورد استفاده قرار می­گیرند.

1. شیر یک­ طرفه دیسکی: دارای یک دیسک به عنوان درپوش برای کنترل جریان
2. شیر یک­ طرفه فنری(سوپاپی): دارای یک فنر برای کنترل باز و بسته شدن شیر
3. شیر یک­ طرفه لولایی(دریچه­ ای): دارای یک دیسک چرخان بر روی یک لولا
4. شیر یک­ طرفه توپی: دارای یک قسمت کروی برای کنترل جریان عبوری
5. شیر یک­ طرفه پروانه ­ای: دارای یک جزء لوله­ای دوار برای کنترل جریان
6. شیر یک­ طرفه دوبل: متشکل از شیرهای به هم پیوسته برای جلوگیری از آشفتگی جریان
7. شیر یک­ طرفه فشاری(پیستونی): دارای یک دیسک بالا رونده برای کنترل جریان سیال بر اساس تغییرات فشار

از پرکاربردترین این شیرها در سیستم­ های تبرید، انواع دریچه ­ای و فنری آن می­باشند.
 

اجزای تشکیل‌دهنده شیر یک ­طرفه

شیر یک ­طرفه نیز مانند دیگر انواع شیرهای کنترل­ کننده ­ی جریان، شامل اجزایی از قبیل: بدنه، پایه، فنر و ... می­باشد. از پرکاربردترین شیرهای یک­طرفه در صنعت تبرید و سیستم­ های برودتی، شیرهای یک­طرفه سری NRV شرکت دنفوس می­باشند که در تصویر زیر، اجزای اصلی این سری از شیرها قابل مشاهده می­باشند:

تصویر سمت راست: شیر یک­طرفه غیر مستقیم(Angleway) با اتصال جوشی
تصویر سمت چپ: شیر یک­طرفه مستقیم(Straightway) با اتصال جوشی
1- لوله ­ی اتصال / 2- خط جوش /  3- واشر / 4- دیسک / 5- پیستون / 6- فنر / 7- بدنه­ ی شیر / 8- قطعه­ ی هدایت­گر / 9- صفحه­ ی متوقف ­کننده جریان / 10- کاور
 
همانطور که در تصاویر بالا مشخص است، شیرهای سری NRV شرکت دنفوس، در دو نوع مستقیم (Straightway) و غیرمستقیم (Angleway) تولید می­شوند. در هنگام انتخاب میان شیر یک‌طرفه غیرمستقیم و شیر یک‌طرفه مستقیم، توجه به عوامل زیر ضروری است:
جهت جریان:
شیرهای مستقیم برای مدارهایی مناسب‌اند که مسیر جریان بدون انحراف و به‌صورت مستقیم ادامه دارد. در مقابل، شیرهای غیرمستقیم زمانی کاربرد دارند که نیاز به تغییر جهت جریان وجود داشته باشد یا محدودیت فضا اجازه استفاده از مسیر مستقیم را ندهد.
محدودیت‌های فضایی:
در محیط‌ هایی با فضای نصب کم یا سیستم‌های لوله‌کشی پیچیده، مدل‌های غیرمستقیم عملکرد بهتری دارند. شیرهای مستقیم بیشتر برای مسیرهای مستقیم و بدون تغییر جهت مناسب هستند.
افت فشار:
به دلیل مسیر مستقیم عبور سیال، شیرهای مستقیم معمولاً افت فشار کمتری ایجاد می‌کنند. در شیرهای غیرمستقیم، تغییر جهت جریان می‌تواند موجب افزایش جزئی افت فشار شود؛ با این حال، در بسیاری از کاربردها این افت فشار قابل قبول و ضروری است.
نگهداری و سرویس:
شیرهای مستقیم ساختار ساده‌تری داشته و معمولاً نیاز به سرویس و نگهداری کمتری دارند. شیرهای غیرمستقیم ممکن است اجزای متحرک بیشتری داشته باشند و در نتیجه نیازمند مراقبت و بازرسی دوره‌ای باشند.
هزینه:
مدل‌های مستقیم به‌طور معمول از نظر ساخت و نصب مقرون‌به‌صرفه‌تر هستند. شیرهای غیرمستقیم هزینه اولیه بالاتری دارند، اما در شرایط خاص ـ به‌ویژه زمانی که نیاز به تغییر جهت جریان بدون افزودن اتصالات اضافی باشد ـ می‌توانند انتخاب اقتصادی‌تری باشند.
جمع‌بندی:
انتخاب بین شیر یک‌طرفه غیرمستقیم و مستقیم کاملاً وابسته به شرایط طراحی سیستم لوله‌کشی است؛ از جمله جهت جریان، محدودیت فضا، میزان افت فشار قابل قبول، الزامات نگهداری و هزینه‌های نصب و بهره‌برداری.
 

نصب شیر یک ­طرفه

در هر قسمتی از یک سیستم که جلوگیری از برگشت جریان سیال امری ضروری باشد، از شیر یک­طرفه استفاده می­گردد. در سیکل­های برودتی، شیر یک­طرفه در دو قسمت:
 1. خط دهش(دیسشارژ) کمپرسور؛ برای جلوگیری از برگشت گاز مبرد به کمپرسور
 2. خط مایع؛ برای جلوگیری از برگشت سیال مبرد به کندانسور بیشترین استفاده را دارد.


مهمترین نکاتی که هنگام نصب این شیر در سیستم باید در نظر گرفته شوند عبارتند از:

1. جهت نصب: نشانگر روی بدنه شیر باید با جهت جریان سیال تطابق داشته باشد،
2. محل نصب: این شیر باید در نزدیکی تجهیزات حساس مانند کمپرسور و ... نصب گردد،
3. فاصله مناسب: فاصله­ ی مناسب بین محل نصب شیر یک­طرفه از زانوها، محل تغییرات قطر لوله و دیگر اتصالات باید حتماً لحاظ شود،
4. بررسی نهایی: برای اطمینان از نحوه عملکرد صحیح شیر، الزامی است که این قطعه، پس از نصب و قبل از بکارگیری نهایی مورد بررسی قرار گیرد.

نکات مهم در حین انتخاب شیر یک­ طرفه

با توجه به اینکه شیر یک­طرفه نیز مانند دیگر شیرآلات سیستم­های تبرید در انواع گوناگون و با اندازه­های مختلف تولید می­شود، بنابراین، در روند انتخاب آن رعایت برخی نکات الزامی است.

1. جنس بدنه؛ تناسب با شرایط محیطی، نوع سیال و شرایط کاری سیستم،
2. نوع شیر؛ انتخاب نوع شیر(فنری، لولایی، توپی و غیره) بر اساس نوع کاربری مورد نظر، جریان سیال و محل نصب،
3. اندازه و ظرفیت؛ تناسب شیر انتخابی با اندازه­ ی خطوط لوله و نوع سیستم،
4. فشار و دما؛ کارایی مناسب در سیستم مورد نظر،
5. مقاومت در برابر خوردگی؛ مقاوم بودن در برابر رطوبت و یا سیالات خورنده،

شیرهای یک­طرفه با محافظت از تجهیزات و سیستم‌ها در برابر آسیب­های ناشی از جریان معکوس سیال، به افزایش راندمان و طول عمر تجهیزات کمک شایانی می‌کنند.