شیر چک چیست؟
شیر چک وسیله ای مکانیکی است که به سیال اجازه می دهد فقط در یک جهت جریان یابد. با تغییر جهت جریان سیال، دریچه مسیر عبور سیال را می بندد. همچنین به عنوان شیرهای بدون برگشت یا شیرهای یک طرفه شناخته می شود. به طور کلی در خط لوله سیال برای جلوگیری از برگشت سیال نصب می شود.
شیرهای چک، به طور کلی، دو دریچه پورت هستند ، به این معنی که دارای یک دریچه ورودی و یک درگاه خروجی است. شکل 1 شیر چک معمولی را نشان می دهد. اولین شیر چک در تاریخ توسط مهندسی به نام فرانک پی کوتر در سال 1907 طراحی و ساخته شد. پس از آن، نیکولا تسلا یک سوپاپ قطع کننده زمین ساخت که هیچ قطعه متحرکی ندارد، به شکل 2 مراجعه کنید. شیر تسلا
عملکرد شیر چک
عملکرد شیر چک عمدتاً به اختلاف فشار بین خروجی و درگاه ورودی بستگی دارد. هنگامی که فشار در سمت ورودی بالا باشد، دریچه مسیر عبور سیال را باز می کند. با معکوس شدن جریان، فشار در درگاه خروجی بیشتر از درگاه ورودی می شود، شیر مسیر عبور خود را می بندد و جریان مسدود می شود. این دریچه ها برای کارکردن شیر نیازی به مکانیزم محرک، انسانی و غیره ندارند.
شیرهای بازرسی معمولاً در عملیاتی نصب می شوند که جریان برگشتی سیال ممکن است به سیستم آسیب برساند و آن را غیرفعال کند. برای مثال؛ خطوط لوله سیستم های فاضلاب دارای شیر برگشتی هستند به طوری که زباله ها فقط می توانند از سیستم خارج شوند و دوباره وارد سیستم نشوند یا در فرآیند اسمز معکوس سیال فقط در یک جهت سیستم را عبور دهد، بنابراین برای اطمینان از این امر شیر چک نصب شده است. در خط جریان
برای درک انتخاب و نصب شیر، باید سه چیز را دانست. فشار ترک خوردگی، فشار آب بندی مجدد و جهت گیری سوپاپ. فشار ترک خوردگی حداقل فشاری است که در ورودی ورودی که مسیر را حتی اندکی باز می کند. فشار آب بندی مجدد حداقل فشار در درگاه خروجی شیر است که برای جلوگیری از برگشت سیال، شیر را به طور کامل آب بندی می کند. و از همه مهمتر، شیر باید مطابق جهت جریان نصب شود، بنابراین قبل از نصب، اطمینان از جهت عملکرد شیر توصیه می شود.
انواع شیرهای چک
1. شیر چک در خط با فنر : (Spring Loaded in-line Check Valve)
این شیرها کارکردن، نگهداری و طراحی ساده ای دارند، شکل 3 را ببینید. جایی که A بدنه شیر، B دیسک، C فنر و D راهنما است. از آنجایی که فشار در سمت ورودی شیر از فشار ترک فراتر می رود، دیسک تحت فشار قرار می گیرد که یک دهانه ایجاد می کند و سیال اجازه می دهد از طریق شیر جریان یابد. اگر فشار در ورودی کمتر از فشار ترک خوردگی باشد یا فشار در خروجی از فشار آب بندی مجدد بیشتر شود، دیسک با کمک نیروی فنر در مسیر معکوس حرکت می کند و دهانه را می بندد تا از جریان برگشتی سیال جلوگیری شود. این شیر همچنین برای مراقبت از افزایش فشار در خط لوله طراحی شده است، بنابراین خط لوله را از اثر چکش محافظت می کند.
2. سوپاپ بازدارنده Y با فنر : ( Spring Loaded Y Check Valve)
شکل 2 تصویر معمولی شیر چک Y با بارگذاری فنری را نشان می دهد. عملکرد آن شبیه به شیر چک در خط است اما تنها یک تفاوت وجود دارد و آن این است که دیسک در زاویه ای نسبت به جهت جریان سیال قرار می گیرد. این تغییر شیر چک را قادر می‌سازد تا زمانی که شیر به خط لوله متصل است، بازرسی و نگهداری کند. اما به دلیل شکلی که دارد فضای بیشتری نسبت به شیر درون خطی اشغال می کند.
3. سوپاپ چک توپ : (Ball Check Valve)
شیر چک توپ یا فنری یا شناور آزاد است. زیرا فشار ترک برای شیر فنری بیشتر از شیر توپی شناور آزاد است . بنابراین، نوع شناور آزاد برای اعمال فشار کم و نوع فنری برای اعمال فشار بالا استفاده می شود. شکل 3 تصاویری از شیرهای چک توپ فنری را نشان می دهد. اصل کار آن نیز مشابه شیر چک در خط است، اما به جای دیسک، از یک توپ برای این منظور استفاده می شود.
4. شیر چک دیافراگمی : (Diaphragm Check Valve )
این شامل یک دیافراگم لاستیکی است که در داخل دریچه خم می شود تا مسیر عبور را باز یا بسته کند. شکل 4 نمودار شماتیک یک شیر چک دیافراگمی را نشان می دهد. به دلیل دیافراگم، فشار ترک بسیار کم یا بدون فشار دریچه وجود دارد. با افزایش فشار در ورودی دیافراگم بیشتر خم می شود و اندازه گذر بر این اساس افزایش می یابد. در صورت بروز هر گونه جریان برگشتی، دیافراگم در مقابل دهانه فشار داده می شود و برای جلوگیری از برگشت مسیر، مسیر را آب بندی می کند. این نوع شیرهای چک برای اعمال فشار کم یا خلاء ایده آل هستند.
5. شیر چک را بالا ببرید : (Lift Check Valve)
این دیسک از یک دیسک فنری تشکیل شده است که وقتی فشار در ورودی از فشار ترک خوردگی بیشتر شود بلند می شود و به سیال اجازه می دهد از شیر عبور کند، همانطور که در شکل 5 نشان داده شده است . از آنجایی که فشار در ورودی کمتر از فشار ترک خوردگی کاهش می یابد یا جریان برگشتی در سیستم وجود دارد، دیسک با کمک نیروی فنر حرکت خود را معکوس می کند و دهانه شیر را می بندد. به جای فنر، حرکت دیسک به کمک گرانش نیز گاهی در دریچه گنجانده می شود.
6. سوپاپ چک تاب : (انواع شیرهای چک)
این شیر چک به نام شیر چک دیسکی کج شده نیز شناخته می شود. این شامل یک دیسک است که به صورت شعاعی از یک طرف لولا شده است. با افزایش فشار در درگاه ورودی سوپاپ، دیسک در اطراف لولا می چرخد و مسیر عبور جریان سیال را باز می کند. در صورت جریان برگشتی، دیسک به حالت اولیه برگشته و مسیر عبور را به طور کامل می بندد. در این سوپاپ از فنر استفاده نشده و حرکت دیسک کاملا متکی بر گرانش است. شکل 6 به عنوان مثال یک سوپاپ بازرسی نوسانی را نشان می دهد.
7. سوپاپ چک بیل : (Duckbill Check Valve)
این شیر چک از یک لوله نرم استفاده می کند که شکل خود را با توجه به جهت جریان تغییر می دهد و از این رو، جریان یک طرفه سیال را در داخل شیر تضمین می کند. اگر سیال در جهت جلو جریان داشته باشد، انتهای لوله نرم شکل خود را به نوع واگرا تغییر می دهد و به سیال اجازه می دهد به راحتی عبور کند. همانطور که سیال جهت خود را معکوس می کند، انتهای لوله نرم همگرا می شود و سیال را برای ورود به آن محدود می کند، شکل 7 را ببینید .
8. شیر چک ویفر : (Wafer Check Valve)
شیر چک ویفر از یک دیسک به سبک ویفر تشکیل شده است که از یک طرف به کمک فنر لولا شده است ، همانطور که در شکل 8 مشاهده می شود . اگر جریان برگشتی در سیستم اتفاق بیفتد، ویفر می چرخد و گذرگاه را می پوشاند.
9. سوپاپ چک را متوقف کنید : (انواع شیرهای چک)
دریچه بازرسی استاپ اساساً یک شیر برگشتی یا شیر چک Y با کمک فنر است. این سوپاپ دارای قابلیت بازگردانی دستی است که به آن اجازه می دهد تا علاوه بر عملکرد به عنوان شیر چک معمولی، شیر را در حالت باز یا بسته نگه دارد. بنابراین، این شیر می تواند برای دو ویژگی در یک زمان استفاده شود. همانطور که در شکل 9 نشان داده شده است، برای انجام شناسه‌های فعال‌سازی نادیده گرفته می‌شود . این نوع شیرها عموماً در نیروگاه های تولید برق، به ویژه در ژنراتورهای بخار، توربین ها و لوازم جانبی ایمنی استفاده می شود.
10. سوپاپ چک پایی : (انواع شیرهای چک)
همانطور که در شکل 10 نشان داده شده است، در این نوع شیر، درگاه ورودی در دسترس نیست، در عوض، یک صافی به جای درگاه ورودی موجود است . این در اصل یک سوپاپ چک توپ درون خطی با کمک فنر است . این به شیر کمک می کند تا جریان را فقط در یک جهت حفظ یا اجازه دهد در حالی که مسیر عبور را در جهت معکوس مسدود می کند. صافی موجود در ورودی از ورود زباله ها و ذرات شن و ماسه به شیر چک جلوگیری می کند که ممکن است باعث آسیب به شیر چک و همچنین سیستم جریان سیال شود. به طور کلی در انتهای خط مکش پمپ یک سیستم جریان سیال نصب می شود.
مواد مورد استفاده برای ساخت انواع مختلف شیرهای چک معمولاً فولاد ضد زنگ، برنج، پلی وینیل کلراید (PVC)، پلی پروپیلن (PP) و غیره است. انتخاب نوع شیر و مواد آن به عوامل زیر بستگی دارد:
- سازگاری مواد با سیال در حال جریان.
- اندازه خط لوله و فضای موجود
- نیاز به فشار ترک خوردگی و فشار آب بندی مجدد.
- جهت نصب؛ افقی یا عمودی.
- ابعاد و شکل پاکت نامه.
- دسترسی برای بازرسی، نگهداری و تعمیر.
- دمای سیال جاری و همچنین محیط کار.
کاربردهای شیر چک
بر اساس عملکرد کار شیرهای چک، می توان از آن برای دنبال کردن برنامه های مختلف استفاده کرد.
- برای جلوگیری از برگشت سیال که باعث آسیب به سیستم می شود.
- برای اطمینان از جلوگیری از آلودگی ناشی از جریان برگشتی سیال.
- برای جلوگیری از عمل سیفون در یک خط لوله.
- برای حفظ مهر و موم خلاء.
