در صنعت برای جلوگیری از آسیب‌دیدن دستگاه‌ها از تجهیزات کنترلی مختلفی استفاده می‌شود. به عنوان مثال در صنایع نیروگاهی و پتروشیمی در مسیر جریان سیالاتی مثل آب، مایعات شیمیایی و ... از پمپ استفاده می‌شود. پمپ انتقال دهنده مایعات در سیکل‌های بسته و باز است. ساختار بسیاری از دستگاه‌های سر راه جریان سیالات مثل پمپ به گونه‌ای است که جریان را در یک طرف عبور می‌دهند و در صورتی‌که برگشت جریان از خروجی به ورودی پمپ اتفاق بیوفتد منجر آسیب به اجزا داخلی پمپ و از کار افتادگی آن می‌شود. یکی از تجهیزات کاربردی که برای جلوگیری از برگشت جریان سیال به دستگاه‌هایی مثل پمپ استفاده می‌شود و البته استفاده از آن لازم و ضروری است، چک ولو یا شیر یک طرفه است. چک ولو یکی از انواع ولوها می‌باشد که به عنوان یک تجهیز مهم و ضروری از آسیب به سایر دستگاه‌ها و در پی آن هزینه‌های زیاد جلوگیری می‌کند. برای آشنایی با چک ولو، اجزا، عملکرد، انواع و کاربردهایی که دارد این مقاله کالاصنعتی را تا آخر مطالعه کنید.
چک ولو یا شیر یک طرفه چیست؟
چک ولو (Check valve) که با اسامی شیر یک طرفه یا شیر غیر برگشتی (NRV) نیز شناخته می‌شود، یکی از انواع رایج شیرهای کاربردی در صنایع مختلف می‌باشد. چک ولو قابلیت عبور سیالات در یک جهت را دارد و از برگشت سیال در سمت مخالف جهت جریان جلوگیری می‌کند. برای آگاهی از قیمت پمپ با کارشناسان ما در ارتباط باشید.
در واقع مکانیزم چک ولوها به گونه‌ای است که فشار جریان سیال عبوری از خط لوله منجر به این می‌شود که دیسک/ پیستون/ توپ موجود در آنها باز شده و جریان سیال از شیر در یک جهت عبور می‌کند. زمانی که فشار سیال کاهش می‌یابد و یا جریان در سمت مخالف جهت اصلی حرکت می‌کند، مکانیزم بازشونده چک ولو بسته می‌شود و از برگشت جریان سیال جلوگیری می‌کند.
معرفی کامل چک ولو در 5 دقیقه
در پادکست زیر می توانید با چک ولو یا شیر یکطرفه ، نحوه عملکرد ، مزایا و معایب و انواع آنها آشنا شوید.
اهمیت استفاده از چک ولو
در برخی از کاربردها برگشت سیال در مسیر فرآیند می تواند صدمات و آسیب های جدی را به دستگاه هایی نظیر انواع پمپ، کمپرسور، سیستم های پایپینگ و ... وارد کند و در صورت استفاده از شیرهای دوطرفه این مشکل دو چندان شده و حتی منجر به از کار افتادن دستگاه های فوق می شود، بنابراین در این مواقع استفاده از چک ولو یا شیر یک طرفه راه حلی مناسب، ارزان، موثر و آسان می باشد.
اجزا چک ولو
بطور کلی چک ولوها از اجزای بدنه، سیت، مکانیزم بازشونده (دیسک/ پیستون/ توپی) و درپوش تشکیل شده است.
نحوه عملکرد چک ولو یا شیر یک طرفه
همانطور که گفته شد چک ولو یا شیر یک طرفه جریان سیال عبوری از خود را فقط در یک جهت برقرار می کند. چک ولو دارای یک علامت جهت دار می باشد و هنگام نصب بایستی به جهت نشان داده شده بر روی آن توجه شود و در جهتی که جریان سیال حرکت می کند باید در سیستم نصب شود.
در حالت اولیه و زمانی که سیال جریان ندارد مکانیزم بازشونده در حالت بسته می باشد و سیال از شیر یک طرفه عبور نمی کند. به محض اینکه سیال جریان پیدا می کند و فشار به مکانیزم بازشونده وارد می شود، دیسک/ پیستون/ توپی از اتصال به سیت جدا و از حالت اولیه خود منحرف شده و به حالت باز در می آید و جریان سیال برقرار می شود. چک ولو یا شیر یک طرفه به صورت خودکار و با توجه به میزان فشار سیال عبوری از آن باز و بسته می شوند.
زمانی که فشار جریان سیال پشت چک ولو از فشار جریان اصلی مدار بیشتر می شود و به نوعی جریان معکوس داشته باشیم، مکانیزم باز شونده به حالت بسته در می آید و جریان قطع می شود و از برگشت سیال در خلاف جهت اصلی به دستگاه هایی مثل پمپ جلوگیری می کند.
مزایا چک ولو
- جلوگیری کردن از برگشت جریان سیال
- بسته به نوع چک ولو، قادر به تحمل فشارهای پایین الی بالا
- قابل استفاده بصورت افقی و عمودی
- عملکرد خودکار
- جلوگیری از اتفاق ضربه قوچ
- واکنش سریع
- عملکرد کاملا مکانیکی و عدم نیاز به برق
- دارای قطعات داخلی کم
- هزینه تعمیر و نگهداری پایین
- فضای اشغال شده کم
معایب چک ولو
- نامناسب در سیستم هایی با جریان پالس دار
- عدم دسترسی به قطعات داخلی
- امکان گیرکردن مکانیزم بازشونده (دیسک و لولا)
- تعیین وضعیت باز و بسته بودن شیر دشوار می باشد
- در بعضی انواع (دیسک دار) ایجاد سر و صدا در اثر ضربه زدن
کاربرد چک ولو
در قسمت های قبلی توضیح داده شد که وظیفه چک ولو یا شیر یک طرفه جلوگیری از برگشت جریان در جهت معکوس می باشد. به عبارت دیگر می توان گفت در تمام صنایعی که سیستم پایپینگ دارند و جریان سیال از لوله برقرار است و بایستی سیال در یک جهت جریان داشته باشد شیر یک طرفه (چک ولو) کاربرد دارد.
حتی در ابعاد کوچک تر و خانگی در سیستم آبرسانی به ساختمان های مسکونی و بعد از کنتور آب و یا وسایل خانگی مثل ماشین لباسشویی و ماشین ظرفشویی نیز شیر یک طرفه کاربرد دارد. چک ولو در صنایع مختلفی از جمله موارد زیر بکار می رود؛
- خطوط لوله کشی در پتروشیمی، پالایشگاه
- تاسیسات و سیستم های HVAC
- خطوط مایع سازی نیتروژن
- خطوط انتقال مواد شیمیایی
و در صنایع نفت و گاز، صنایع غذایی و دارویی و نیروگاه ها و به طور کلی در اکثر صنایعی که در آنها دستگاه هایی مثل پمپ، کمپرسور و یا تجهیزات ابزار دقیق مثل فلومتر و ... استفاده می شود به منظور جلوگیری از آسیب به آنها در موقع برگشت سیال شیر یک طرفه کاربرد اساسی دارد.
انواع چک ولو
چک ولو لولایی یا دریچه ای (Swing check valve)
در چک ولو لولایی مکانیزم بازشونده یک دیسک یا صفحه می باشد که بصورت عمود بر جریان سیال عبوری بوسیله یک پین به بدنه لولا می شود. این دیسک فقط در یک جهت می تواند تغییر جهت دهد و با حرکتی شبیه آونگ، مسیر عبور جریان سیال را باز و بسته می کند. با به حرکت در آمدن سیال قبل چک ولو و افزایش فشار پشت لولا، دیسک از قسمت لولا باز شده و جریان سیال از شیر عبور می کند.
زمانی که فشار سیال کاهش پیدا می کند و برگشت جریان سیال اتفاق می افتد، دیسک پایین آمده و به قسمت سیت متصل می شود و بنابراین مسیر جریان سیال مسدود و قطع می شود. چک ولو لولایی نسبتا ارزان قیمت می باشد و بصورت خودکار عمل می کند. در کاربردهایی که سیال حاوی ذرات جامد زیاد می باشد این نوع شیر یک طرفه مناسب می باشد.
چک ولو ویفری (Wafer check valve)
چک ولو ویفری یا شیر یک طرفه دریچه ویفری دارای یک دیسک نازک می باشد و مکانیزم آن شبیه چک ولو لولایی می باشد با این تفاوت که شکل بدنه و نحوه نصب شیر در مدار سیستم متفاوت می باشد.
بدنه شیر یک طرفه ویفری طول کمتری دارد و فضای کمتری اشغال می کند بنابراین در کاربردهای تاسیساتی مناسب تر می باشند. همچنین نحوه اتصال آن در خط لوله برخلاف نوع لولایی با پیچ و مهره نمی باشد بلکه بصورت فلنجی اتفاق می افتد.
چک ولو دیسکی مایل (Tilting disc check valve)
در چک ولو دیسکی مایل محور و لولای آن خارج از مرکز دیسک و بصورت نامتقارن می باشد. شیر یک طرفه دیسکی مایل جهت کنترل جریان سیال و جلوگیری از برگشت سیال در حالت های شیبدار استفاده می شود. از این شیر در مواردی که برگشت جریان مداوم وجود دارد مناسب می باشد.
چک ولو توپی (Ball check valve)
در چک ولو توپی از یک کره یا توپ به عنوان مکانیزم بازشونده استفاده می شود. به گونه ای که زمانی که سیال عبوری وارد شیر یک طرفه می شود، فشار اعمالی توپ را به بالا حرکت داده و شیر باز می شود و زمانی که فشار کاهش می یابد توپ پایین آمده و جریان سیال قطع می شود.
چک ولو پروانه ای (Butterfly check valve)
چک ولو پروانه ای که به دبل دیسک نیز معروف است دارای دو دیسک نیمه می باشد که از وسط به یکدیگر لولا شده اند. به منظور بسته بودن دیسک ها در حالت غیر فعال و زمانی که فشار سیال وجود ندارد در پین لولای وسط آنها از فنر ارتجاعی استفاده می شود.
هنگامی که فشار اعمالی سیال به دیسک ها برخورد می کند، دو دیسک از قسمت لولا باز شده و به دلیل اینکه این نوع شیر یک طرفه از دو دیسک نیمه تشکیل شده مقدار چرخش کمتری انجام می دهند و بنابراین در موقع باز و بسته شدن ضربه کمتری دارند، به همین دلیل صدای کمتری نیز دارند. سر و صدای کم چک ولوهای پروانه ای مزیتی است که آنها را در کاربردهای سیستم های سرمایش، گرمایش و تهویه مطبوع مناسب کرده است.
چک ولو لیفت یا فشاری (Lift check valve)
در چک ولو فشاری، از پیستون جهت باز و بسته شدن شیر استفاده می شود. در حالت غیر فعال و نبود فشار سیال، پیستون به دلیل جاذبه (یا توسط نیروی فنر) بر روی سیت قرار دارد و زمانی که جریان سیال به زیر پیستون وارد و به آن فشار اعمال می کند، پیستون بالا رفته و شیر باز می شود و تا زمانی که جریان سیال و فشار آن برقرار باشد به همین صورت باقی می ماند. با کاهش فشار به دلیل وزنی که پیستون دارد و اصل جاذبه، پیستون پایین آمده و بر روی سیت سوار شده و شیر بسته می شود و بنابراین از برگشت احتمالی جریان سیال جلوگیری می کند.
چک ولو سایلنت یا بی صدا (Silent check valve)
چک ولو های بی صدا که به چک ولو پاپت (Poppet) نیز شناخته می شود، قابلیت بسته شدن نرم و با سرعت را دارد و هیچ ضربه ای موقع باز و بسته شدن ندارد بنابراین بدون سر و صدا می باشند.
چک ولو نیوماتیکی (Pneumatic check valve)
چک ولوهای نیوماتیکی در سیستم های نیوماتیکی بکار می روند و بنابراین تفاوت آنها با سایر چک ولوها در نوع سیال عبوری از آنها می باشد که در این مورد سیال از نوع هوا می باشد. شیر یک طرفه نیوماتیکی به منظور عدم برگشت هوای عبوری به داخل منبع و یا دستگاه هایی نظیر کمپرسور استفاده می شود.
چک ولو هیدرولیکی (Hydraulic check valve)
چک ولو هیدرولیک یا شیر یک طرفه هیدرولیک از انواع چک ولوهای کاربردی در صنعت می باشد که در سیستم های هیدرولیکی بکار می روند. شیر یک طرفه هیدرولیک به منظور جلوگیری از برگشت سیال فرآیند هیدرولیک (روغن) در جهت معکوس جریان اصلی استفاده می شود و از آسیب به تجهیزات هیدرولیکی جلوگیری می کند.
انواع چک ولو هیدرولیکی
چک ولو هیدرولیکی پیلوت دار (Pilot hydraulic check valve): چک ولو پیلوت دار قابلیت نصب بصورت زیر شیری در مدارهای هیدرولیکی را دارد. شیر یک طرفه پیلوت دار مانع از برگشت سیال فرآیند سیستم های هیدرولیکی (روغن) در جهت معکوس جریان اصلی می شود.
چک ولو هیدرولیکی سوپاپ خطی (Inline hydraulic check valve): چک ولو سوپاپ خطی در مدارهای هیدرولیکی بکار می روند و ساختاری بسیار ساده تر نسبت به نوع پیلوت دار دارد البته امکان نصب شیر یک طرفه خطی بصورت زیر شیری وجود ندارد و در این صورت از نوع پیلوت دار باید استفاده شود.
چک ولو هیدرولیکی کارتریجی (Cartridge hydraulic check valve): چک ولو کارتریجی قابلیت نصب بر منیفولدهای هیدرولیکی را دارد. این چک ولو بصورت خطی می باشد و در دو نوع با فنر و بدون فنر ساخته می شوند.
جنس مواد سازنده چک ولو
عموما چک ولوها از موادی با دوام ساخته می شوند تا در شرایطی کارکردی با فشار بالا مقاومت داشته باشند. مواد متداول مورد استفاده در ساخت چک ولوها شامل PVC، CPVC، برنز، برنج، آهن و فولاد ضدزنگ می باشد.
- پلی وینیل کلراید (PVC): پی وی سی در برابر خوردگی مقاوم بوده و انعطاف پذیر می باشند.
- پلی وینیل کلراید کلردار (CPVC): سی پی وی سی همانند PVC می باشد اما قادر به تحمل دماهای بالاتری می باشد.
- برنز: برنز برای کاربردهای با فشار کم تا متوسط استفاده می شود و نسبت به خوردگی مقاوم می باشد.
- برنج: برنج همانند برنز می باشد اما قیمت پایین تری نسبت به برنز دارد.
- چدن: به دلیل مقاومت عالی در برابر خوردگی برای شیرهای یک طرفه مورد استفاده در محیط های آب سرد و گرم، بخار، گاز و همچنین در چک ولوهای مورد استفاده در تاسیسات و HVAC کاربرد دارد.
- چدن داکتیل: چدن داکتیل بیشتر از 3% کربن دارد و به این دلیل به راحتی خم می شود و منعطف می باشد. داکتیل استحکام بالاتری دارد.
- آهن: آهن در محیط های آب، بخار، نفت و گاز کاربرد دارد. در طیف گسترده ای از دما و فشار بکار می رود ولی هزینه بالاتری به نسبت دارد.
- فولاد ضدزنگ: در برابر خوردگی مقاوم بوده و در برابر محیط های شیمیایی مقاومت بالایی دارند.
- پروپیلن (PP): در برابر خوردگی مقاومت بسیار بهتری نسبت به PVC و CPVC دارد و بنابراین ساخت چک ولو از آن استفاده می شود.
- پلی وینیلیدن فلوراید (PVDF): پلاستیک PVDF در چک ولوهایی که از خود سیالات اسیدی، هیدروکربن ها و حلال ها را عبور می دهند، مورد استفاده قرار می گیرد.
جمع بندی
تنوع زیادی در شیرآلات صنعتی وجود دارد و هر کدام از آنها قابلیت ها و ویژگی هایی دارند. یکی از انواع شیرآلات چک ولو یا شیر یک طرفه است. این تجهیز جریان سیال را فقط در یک جهت از خود عبور می دهد. عبور جریان مایع فقط در یک جهت در صنایع مختلفی مثل نیروگاه، پتروشیمی و کارخانه ها بسیار مهم است چرا که برگشت مایع در خلاف جهت جریان اصلی می تواند در عملکرد تجهیزات سر راه مثل پمپ خلل ایجاد کند. چک ولو انواع مختلفی دارد که بسته به نوع کاربرد هر کدام از آنها می توانند استفاده شوند. چک ولو هیدرولیکی، لولایی، سایلنت و ... از جمله آنهاست. در این مقاله کالاصنعتی به معرفی کامل چک ولو از منظر نحوه عملکرد، اجزا، انواع، مزایا، کاربرد و جنس پرداخته شد. برای خرید چک ولو می توانید با کارشناسان ما تماس بگیرید.