شیر یکطرفه نوعی از شیرآلات صنعتی است که برای جلوگیری از برگشت جریان سیال در سیستم‌های لوله‌کشی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این شیرها، شیرهای Non-return یا NRV نیز نامیده می‌شوند. فشار سیالی که در خطوط لوله، در حال حرکت است شیر یکطرفه را باز می‌کند. همچنین هرگونه وارونگی جریان باعث بسته شدن این شیر می‌شود.
این امر باعث می‌شود تا هیچ مانعی در برابر جریان سیال قرار نگیرد و با کاهش فشار شیر به طور خودکار بسته شود. عملکرد این نوع از شیرآلات صنعتی بسته به مکانیسم شیر متفاوت خواهد بود.
اجزای شیرهای یکطرفه
شیرهای یکطرفه از اجزائی شامل بدنه، پوشش، دیسک، پین لولا و حلقه سیت تشکیل می‌شوند. شکل زیر اجزای یک شیر یکطرفه را نمایش می‌دهد.
انواع شیرهای یکطرفه
نوع دیسک به کار رفته در شیرهای یکطرفه، نوع شیر را تعیین می‌کند. متداول‌ترین انواع این مدل از شیرآلات صنعتی عبارتند از:
۱- نوع لولایی (Swing Type)
- نوع لولا در بالا
- نوع دیسک کج
۲- نوع فشاری (Lift Type)
- نوع پیستونی
- نوع توپی
۳- نوع دو صفحه‌ای (Dual Plate Type)
۴- شیر یکطرفه توقف (Stop Check Valve)
حال به توضیح هر کدام از انواع شیرهای یکطرفه می‌پردازیم.
شیر یکطرفه لولایی
این نوع از شیرآلات صنعتی، در صورت وجود جریان در خط لوله عمل می‌کند و در صورت عدم وجود جریان در داخل لوله کاملا بسته می‌شود. میزان تلاطم و افت فشار در این شیرهای یکطرفه بسیار کم است. طراحی دیسک و سیت این شیر می‌تواند به صورت فلز به فلز یا فلز به کامپوزیت باشد. زاویه بین سیت و صفحه عمودی به عنوان زاویه سیت شناخته شده و بین ۰ تا ۴۵ درجه می‌تواند متغیر باشد.
معمولا زاویه سیت بین ۵ تا ۷ درجه است. زاویه سیت بزرگ‌تر باعث کاهش حرکت دیسک شده و در نتیجه شیر سریع‌تر بسته می‌شود. بنابراین، این امر امکان آبچکش (صدای لوله آب در هنگام عبور گاز از لوله) را به حداقل می‌رساند. یک سیت عمودی دارای زاویه صفر درجه است.
نوع لولایی این مدل از شیرآلات صنعتی، با کاهش فشار به صورت خودکار بسته می‌شود. این شیرها معمولا به صورت ترکیبی با شیرهای کشویی نصب می‌شوند، زیرا آن‌ها ترکیبات جریان آزاد را ایجاد می‌کنند.
اجزای یک شیر یکطرفه لولایی شامل بدنه شیر، درپوش و یک دیسک که به لولا متصل می‌شود، است.
شیرهای یکطرفه دیسک کج به منظور رفع برخی از نقاط ضعف شیرهای لولایی معمولی طراحی شده‌اند. طراحی شیرهای دیسک کج باعث می‌شود تا شیر کاملا باز شود و در جریان‌های پایین‌تر پایدار بماند و هنگام توقف جریان به سرعت بسته شود.
دیسک‌های گنبدی شکل در جریان سیال شناور هستند. زمانی که فشار جریان سیال کاهش پیدا می‌کند، نیروی فنری دیسک کمک می‌کند تا شیر سریع‌تر بسته شود. در شکل زیر می‌توانید جریان عبوری از شیر را مشاهده کنید.
شیرهای یکطرفه دیسک کج در انواع ویفری و لاگ ساخته می‌شوند.
شیرهای یکطرفه فشاری
طراحی سیت شیرهای یکطرفه فشاری مشابه شیرآلات صنعتی کروی است. در این شیرها، از یک پیستون یا توپ به عنوان دیسک استفاده می‌شود.
شیرهای فشاری به خصوص برای سیستم‌های دارای فشار بالا و در جاهایی که سرعت جریان زیاد باشد، مناسب هستند. در شیرهای فشاری دیسک به دقت بر روی سیت شیر تنظیم می‌شود. این نوع از شیرآلات صنعتی برای نصب در خط لوله افقی یا عمودی با جریان رو به بالا مناسب هستند.
زمانی که جریان وارد شیر می‌شود، دیسک به واسطه فشار جریان سیال بالا می‌رود. هنگامی که جریان متوقف و یا معکوس می‌گردد، جریان برگستی و گرانش دیسک را به سمت پایین حرکت می‌دهد تا بر روی سیت قرار گیرد. این نوع از شیرها عموما در سیستم‌های لوله‌کشی که از شیرهای کروی به عنوان شیر کنترل جریان استفاده می‌شود، کاربرد دارند.
شیرهای یکطرفه دوصفحه‌ای (دو دیسکی)
شیرهای دوصفحه‌ای به عنوان شیرهای یکطرفه پروانه‌ای، شیرهای یکطرفه دیسک تاشو، شیرهای دودیسکی یا شیرهای یکطرفه دیسک جداگانه نیز شناخته می‌شوند. در این نوع از شیرآلات صنعتی، همان‌طور که از نام آن پیداست، دو نیمه دیسک با جریان رو به جلو و با جریان معکوس باعث باز و بسته شدن مسیر جریان می‌شود.
شیر یکطرفه توقف
شیر یکطرفه توقف، ترکیبی از شیرآلات صنعتی یکطرفه فشاری و شیرآلات کروی استد. این شیر می‌تواند به عنوان یک شیر یکطرفه یا شیر جداکننده، مانند شیرهای کروی، مورد استفاده قرار گیرد. این نوع از شیرآلات صنعتی با کمک یک میله (stem) که به دیسک شیر متصل نیست، بسته می‌شوند و مانند یک شیر NRV معمولی عمل کنند.
مزیت اصلی شیرهای یکطرفه
اصلی‌ترین مزیت این نوع از شیرآلات صنعتی این است که از جریان‌های برگشتی جلوگیری می‌کنند. همان‌طور که توضیح داده شد، انواع مختلفی از شیرهای یکطرفه وجود دارد که هر کدام برای کاربردهای مختلفی مناسب هستند. معمولا در صنعت این نوع از شیرها را نمی‌توان با شیرآلات صنعتی دیگر جایگزین کرد.
