شیر یک‌طرفه یا چک ولو چیست | انواع | مشخصات | کاربرد

شیر یکطرفه یا چک ولو (به انگلیسی: Check Valve) که به عنوان “شیر یک طرفه” و “شیر برگشتی” شناخته می‌شود، از شیرهای اتوماتیک و خودکار به حساب می‌آید که تنها اجازه عبور سیال در یک جهت را می‌دهد. این شیر اجازه ورود سیال را می‌دهد و از خروج آن جلوگیری می‌کند یا جلوی جریان معکوس آب و دیگر مایعات و گازها را می‌گیرد. شیرهای یک‌طرفه در وسایل روزمره ویژه خانگی نیز یافت می‌شود، همچنین در سیستم‌های آبیاری کشاورزی از این شیرها استفاده می‌شود. زمانی که آب از سر آب‌پاش خارج می‌شود، از بازگشت لجن یا آب باران به داخل لوله‌ها و در نهایت تانکر آب جلوگیری می‌کند.

تاریخچه چک ولو

اولین چک ولو در سال ۱۹۰۷ توسط Frank P. Cotter اختراع شد. نصب، بازرسی و تعمیر شیر وی آسان بود. در سال ۱۹۱۶ نیکولا تسلا چک ولو دیگری را اختراع کرد که وی آن را ولو تسلا نامید. این سوپاپ در سال ۱۹۲۰ ثبت اختراع شد و یک شیر مایع یک طرفه ساده بود.

هنگامی که پلاستیک و فناوری ساخت آن به اندازه کافی پیشرفت کرد. تولیدکنندگان شروع به ساخت چک ولو پلاستیکی دیافراگمی کردند که در صنعت پزشکی معمول است. در طی سال‌ها بر اساس نیازهای جدید که در صنایع مختلف ایجاد شد، صنعت‌گران بر پایه همان چک ولوهای اولیه، مدل‌های جدیدی را طراحی کردند.

چک ولو (شیر یک طرفه) چیست؟

شیر یک‌طرفه، دستگاهی مکانیکی است که اجازه می‌دهد گاز یا مایع تنها در یک جهت مشخص جریان یابد و از بازگشت آن در جهت مخالف جلوگیری می‌کند. جهتی که در آن سیال یا گاز به صورت آزادانه جریان پیدا می‌کند، Free Flow Direction نامیده می‌شود و جهتی که در آن، بازگشت جریان صورت می‌گیرد، جهت عدم بازگشت (Checked Direction) نام دارد.

شیر یک طرفه یا چک ولو چیست

شیر یک طرفه دارای دو دهانه یا درگاه است که یکی دهانه ورودی و دهانه دیگری، خروجی است. چک ولوها از جنس برنج، چدن، فولاد، استیل، نیکل، آلومینیوم، برنز، و از انواع آلیاژ برنج، وینیل کلراید (PVC)، چدن، فولادها، استنلس استیل، پلاستیکی، پلی پروپیلن و… برای تولید آنها استفاده می‌شود. شیرهای یک طرفه با توجه به نحوه عملکرد، انواع مختلفی دارند که در لیست زیر آنها را معرفی می‌کنیم:

• شیر یک‌طرفه پلاستیکی
• شیر یک‌طرفه سوپاپی
• شیر یک‌طرفه پنوماتیک
• شیر یک‌طرفه آب
• شیر یک‌طرفه پلی اتیلن
• شیر یک‌طرفه برنجی
• شیر یک‌طرفه تسلا
• شیر یک‌طرفه دوتایی
• شیر یک‌طرفه پمپ آب
• شیر یک‌طرفه پلیمری
• شیر یک‌طرفه پمپ باد
• شیر یک‌طرفه هوا

مزایای چک ولو

• از برگشت جریان جلوگیری می‌کند.
• فشار سیستم را حفظ می‌کند
• به عنوان سیستم پشتیبان کار می‌کند.
• می‌تواند به صورت افقی و عمودی نصب شود.

معایب چک ولو

• در سیستم‌های نامتناوب (تپش دار) نمی‌توان از چک ولو استفاده کرد. تپش و ضربه مداوم برای چک ولو مخرب است.
• عنصر بسته شدن ممکن است بسته شود و باعث آسیب و سایش بیش از حد شود.
• در سیستم‌هایی که نیاز است استریل باشند، نمی‌توان از چک ولو استفاده کرد زیرا چک ولو به راحتی تمیز نمی‌شود و آلودگی ممکن است باعث ساییدگی بیش از حد دیسک شود.

انواع شیر یک طرفه

شیرهای یک طرفه یا چک ولو از لحاظ کاربردی و تحمل فشار در انواع رده و کلاس‌ها، و با مواد و متریال گوناگونی طراحی و اجرا می‌شوند. این شیرها از نظر عملکردی به ۳ نوع تقسیم می‌شوند:

1. شیر یک‌طرفه دریچه‌ای (لولایی)
2. شیر یک‌طرفه سوپاپی
3. شیر یک‌طرفه ویفری

شیر یک طرفه دریچه‌ای

شیر یک‌طرفه دریچه‌ای یا لولایی (Swing Check Valve)، دیسک با پین به صورت عمودی به بدنه، لولا می‌شود. با فشار سیال دیسک تا ۱۸۰ درجه در جهت ورودی بالا می‌رود و سیال را عبور می‌دهد. در ادامه با افت فشار سیال و تغییر مسیر برگشت سیال، دیسک پایین می‌آید و مانع از برگشتن سیال می‌شود. این شیرها به صورت عمودی و افقی نصب می‌شود و در خطوطی که سیال دارای تلاطم و آشفتگی دارد، نباید از آن استفاده کرد. زیرا ممکن است با ضربه‌های ایجاد شده به دیسک، متعلقات شیر، آسیب ببیند.

شیر یک طرفه لولایی ویفری

شیر یک‌طرفه دریچه‌ای ویفری (Swing Type Wafer Check Valve)، یا شیر یک‌طرفه دریچه صفحه‌ای، مانند شیر یک‌طرفه دریچه‌ای استاندارد بوده و تنها تفاوت آن در نوع بدنه و طریقه اتصال شیر است. بدنه آن طول کمتری نسبت به شیر دریچه‌ای دارد، به همین دلیل نصب و اتصال آن در خط لوله بر خلاف شیر دریچه‌ای که از طریق پیچ و مهره انجام می‌شود، به صورت بین فلنجی است.

اگر در سیستم تاسیسات آب فضای کافی وجود نداشته باشد، می‌توان از شیر یک طرفه لولایی (ویفری) استفاده کرد. در این شرایط، دیسک با حرکت ۹۰ درجه یا همان شبه آونگ با سیال حرکت می‌کند و سیال را از خود عبور می‌دهد. در حالتی که شیر باز است، افت فشار نسبت به سایر حالت‌های شیر پروانه‌ای (Butterfly)‌ کمتر است. از مزایای این شیر می‌توان به وزن پایین، ابعاد کم، آب‌بند کردن در طرح سیت فلز به فلز و همچنین تعمیر و نگهداری آسان به دلیل قطعات کم اشاره نمود.

شیر یک‌طرفه سوپاپی

شیر خودکار سوپاپی یا چک ولو سوپاپی از یک دیسک و فنر تشکیل می‌شود. در این شیرها، دیسک با فنر به به صورت افقی به سقف شیر متصل شده است. وقتی فشار سیال به میزان مورد نظر برسد، فنر جمع شده و دیسک رو به بالا حرکت می‌کند، بدین شکل به سیال اجازه عبور داده می‌شود.

انواع چک ولو یا شیر یک طرفه

انواع شیر یک طرفه از نظر نوع دیسک (دریچه)

چک ولوها بر اساس نوع دیسک یا دریچه‌ای که در آنها تعبیه شده است به انواع زیر تقسیم می‌شوند:

1. چک ولوهای نوسانی یا سویینگ (Swing Check Valve): این نوع شیر یک طرفه در دو مدل لولایی و دیسکی موجود است. این نوع شیرها به صورت کاملا باز یا بسته عمل کرده و از افت فشار بسیار کمی برخوردار هستند.
2. چک ولو غیر برگشتی از نوع لیفت (Lift Check Valve): این شیرهای خودکار در دو نوع پیستونی و توپی موجود است در آنها از یک پیستون با توپ به عنوان دیسک سد کننده جریان استفاده می‌شود. این نوع شیر یک طرفه (غیر برگشتی) در تاسیسات فشار قوی که از سرعت بالایی برخوردارند، کارایی دارند.
3. شیر یک طرفه صفحه یا دیسک دوگانه (Dual Plate Check Valve): این نوع شیر به چک ولو دیسک تاشو شناخته می‌شود. در این محصول،‌سیالات از دو سوراخی که بر روی دیسک‌ها و در مرکز مسیر عبوری سیال تعبیه شده است،‌عبور می‌کنند. در صورت برگشت جریان، دو نیمه داخل ولو باز شده و با قرار گرفتن بر روی سایت مسیر عبوری را می‌بندند.
4. چک ولو خودکار یک طرفه قطع کننده: این محصول ترکیبی از چک ولو بالا رونده و گلوب ولو است. از این نوع شیرهای یک طرفه در صنایع پر فشار و با دمای بالا همچون تاسیسات بخار بازیابی، تاسیسات پالایش نفت، سرویس‌های زمین گرمایی و… استفاده می‌شود.

شیر یک طرفه چگونه کار می‌کند؟

مراحل عملکرد شیر یک طرفه عبارتند از:

1. فشار شکست: چک ولو برای باز شدن و عبور سیال از خود، به اختلاف فشار بین ورودی و خروجی نیاز دارد که به آن فشار شکست شیر یک طرفه گفته می‌شود. فشار شکست بر اساس طراحی و اندازه شیر تغییر می‌کند، بنابراین مطمئن شوید که فشار سیستم می‌تواند فشار شکست چک ولو را ایجاد کند.
2. بسته شدن: اگر فشار بالا دست (فشار قبل شیر) از فشار شکست پایین‌تر باشد یا فشار برگشتی وجود داشته باشد (جریان تلاش می‌کند از خروجی به ورودی حرکت کند)، چک ولو بسته می‌شود. شیرهای یک طرفه دارای دیسک‌هایی به شکل دروازه، توپ، دیافراگم یا صفحه‌ای هستند که برای بستن شیر روی یک درزگیر فشار داده می‌شود. نیروی جاذبه یا فنر نیز می‌تواند به فرآیند بسته شدن کمک کند.
3. جهت نصب: از آنجایی که شیر یک طرفه جریان را فقط در یک جهت مجاز می‌داند، دانستن جهت نصب، ضروری است. معمولا یک فلش روی بدنه چک ولو جهت جریان را نشان می‌دهد. اگر فلشی وجود ندارد، مطمئن شوید که در جهت جریان مورد نظر نصب شده است. اگر شیر در جهت اشتباه نصب شود، سیال نمی‌تواند در سیستم حرکت کند و افزایش فشار باعث آسیب می‌شود.
4. شیر یک طرفه باز و بسته: چک ولو باز به سیال اجازه عبور می‌دهد اما در صورت برگشت جریان، جریان را قطع می کند. چک ولو بسته تا زمانی که فشار شکست ایجاد شود، از عبور سیال جلوگیری می کند.

کاربردهای شیر یک‌طرفه

شیر یک طرفه در صنایع مختلف مانند نفت و گاز، استخراج مواد معدنی، صنایع شیمیایی، تصفیه‌خانه‌ها، صنایع غذایی، دارویی و صنایع دریایی کاربرد دارد که نشان‌دهنده کاربرد گسترده شیر یک طرفه یا چک ولو است. چند نمونه دیگر از کاربردهای این شیر عبارتند از:

• انواع تاسیسات صنعتی
• سیستم‌های آبیاری و کشاورزی
• تاسیسات برودتی و حرارتی
• خروجی پمپ‌ها
• صنایع نیروگاهی و انرژی
• شبکه‌های فرآوری شیمیایی و پالایشگاهی
• مدارهای فرمان هیدرولیک و پنوماتیک

ضرورت وجود شیر یک طرفه در کنار پمپ‌های آب

در تاسیسات لوله کشی که به انواع پمپ آب مجهز هستند، برای جلوگیری از برگشت جریان آب، یک چک ولو بعد از پمپ آب قرار داده می‌شود. وجود شیر غیر برگشتی، بعد از پمپ‌هایی که آب را به کانال‌های تامین آب روانه می‌سازد یا بمب‌های آب را به بویلرهای بخار می‌رسانند، لازم و ضروری است.

کاربرد شیر یک طرفه در پروژه‌های صنعتی

استفاده از چک ولو در صنایعی مانند هوا و فضا به دلایل دما، لرزش، خورندگی بالای مایعات ضروری است. همینطور در صنایع گاز، از شیر یک طرفه برای جلوگیری از برگشت هر یک از جریان‌های گاز اولیه استفاده می‌شود.

از چک ولو ها در تاسیسات گرمایشی، سرمایشی، سیستم آبگرمکن یا پکیج، سیستم ذخیره و جمع آوری آب باران، مخازن آب آتش نشانی، سیستم فاضلاب و… در ساختمان‌های مسکونی و اداری استفاده می‌شود.

سپتیک تانک چیست و چگونه کار می‌کند؟ (معرفی انواع مخزن سپتیک)

بیشتر بخوانید

بهترین برندهای تولید کننده شیر یک طرفه

از جمله برندهای مطرح تولید کنندگان معتبر شیرآلات صنعتی از جمله شیر یک‌طرفه در ایران می‌توان به شرکت یورک ایتالیا، DN، سیتکو، KGS، کیز ایران، سام، کیتز (KITZ)، ویسپار اشاره کرد.

چک ولو یا شیر یک‌طرفه

قبل از خرید چک ولو (شیر یک طرفه) به چه نکاتی باید توجه کرد؟

چک ولو در ابعاد بسیار گسترده ای تولید می شود و جنس بدنه آن نیز بسته به کاربردش تغییر می کند پس طبیعی است قیمت چک ولو نیز رنج بسیار گسترده ای داشته باشد. اما به طور کلی هنگام انتخاب شیر یک طرفه، معیارهای زیر را در نظر بگیرید:

• مطمئن شوید که ماده چک ولو با سیالی که از آن عبور می‌کند، سازگار است.
• چک ولو متناسب با اندازه لوله را انتخاب کنید.
• شیر یک طرفه‌ای را انتخاب کنید، که فشار شکست آن کمتر از فشار کاری که باید تحمل کند باشد.
• برخی از شیرهای یک طرفه را می‌توان به صورت افقی یا عمودی نصب کرد، در حالی که بعضی از آنها برای یک جهت خاص طراحی شده‌اند.
• اطمینان حاصل کنید که فضای کافی برای نصب و نگهداری از شیر یک طرفه وجود دارد.
• در نظر بگیرید که برای بازرسی یا تعمیر دسترسی نیاز است یا خیر.

سخن پایانی

شیر یکطرفه که با نام چک ولو (Check Valve) نیز شناخته می‌شود، از دسته شیرهای خودکار و اتوماتیک است، به طوری که تنها اجازه عبور سیال در یک جهت را می‌دهد. هنگام استفاده از برخی تجهیزات به خصوص پمپ‌ها و کمپرسورها، عدم بازگشت آب به داخل لوله‌ها بسیار مهم می‌شود، زیرا برگشت آب می‌تواند به بخش‌های داخلی این تجهیزات آسیب وارد کند. در این موارد استفاده از چک ولو برای پیشگیری از خرابی سیستم ضروری است.