شیر های یکطرفه

حالت تنظیم جریان در شیر های یکطرفه به گونه ای است که از جریان معکوس جلوگیری می کند. شیر یکطرفه در طول لوله مکش پمپ بکار می رود تا پمپ را پر نگه دارد و بدین وسیله به عملکرد آن کمک کند. شیر یکطرفه همچنین در لوله های متصل به سیستم های ثانویه (مثل انشعابات) که ممکن است فشار آن ها بیش از سیستم اصلی شود، به کار می رود تا مانع از ورود سیال از سیستم ثانویه به سیستم اصلی شود. شیر های یکطرفه باید به آسانی در برابر جریان رو به جلو باز شود و افت هد کمی در حالت تمام باز داشته باشد. همچنین بسته شدن شیر یکطرفه در برابر جریان معکوس نباید ضربه قوچ نامناسبی ایجاد کند.

شیرهای یکطرفه از نظر کلی به دو دسته تقسیم می شوند:

1. شیرهای یکطرفه ای که با فشار استاتیک جریان بسته می شوند.
2. شیرهای یکطرفه ای که توسط اهرم خارجی بسته می شوند.

نوع دوم مانع از بستن سریع شیر توام با صدا و در نتیجه برخورد شدید دیسک با نشیمن شیر می شود. شدت ضربه دیسک بر بدنه شیر (مخصوصا اگر سطوح برخورد آهنی باشند) باعث ایجاد صدا و ارتعاشات گشته و خط لوله را می لرزاند. این نوع برخورد می تواند باعث ترکاندن لوله ها و بدنه پمپ ها، ایجاد تنش های اضافی در لوله ها و اتصالات، ایجاد نشت و بطورکلی افزایش تعمیرات سیستم شود.

چگونگی نصب شیر یکطرفه عامل مهمی در عملکرد آن است و این بواسطه نیروی وزن قطعه متحرک شیر است که به بسته شدن آن کمک می کند. همچنین وضعیت جریان بالادست شیر عامل مهمی در پایداری شیر است. بطور مثال، اگر در بالادست شیر، زانویی و یا عامل دیگری باعث ناپایداری جریان شود، این ناپایداری جریان ممکن است در قطعه متحرک شیر نوساناتی ایجاد کرده و منجر به خیزاب شود.

در انتخاب شیر یکطرفه توجه به دو عامل، یکی کم بودن افت هد شیر در برابر جریان رو به جلو و دیگری کنترل ضربه قوچ ناشی از بستن شیر ضروری است. مقدار ضربه قوچ به سرعت جریان معکوس بستگی داشته و این سرعت خود به دینامیک سیستم و شیر بستگی دارد. برای سیستمی که در آن «جریان معکوس با سرعت کمی برگشت می کند، اکثر شیرهای یکطرفه، بخصوص آنهایی که مجهز به فنر هستند، قبل از اینکه جریان معکوس به مقدار قابل توجهی برسد، بسته می شوند. در مواردی که جریان با سرعت زیاد برگشت کند، استفاده از شیرهای یکطرفه ساده توصیه نمی شود و بهتر است از شیرهای یکطرفه با اهرم خارجی استفاده شود.

برحسب نوع حرکت قطعه در داخل نشیمن شیر، شیرهای یکطرفه به سه دسته تقسیم می شوند:

1. شیرهای یکطرفه بالارونده : جهت حرکت قطعه متحرک در این نوع شیر عمود بر صفحه نشیمن شیر است.
2. شیرهای یکطرفه بادبزنی : در این نوع شیر، قطعه متحرک حول لولایی که در بالای نشیمن شیر قرار دارد، می چرخد.
3. شیرهای یکطرفه دورانی : در این نوع شیر، قطعه متحرک حول لولایی که کمی بالاتر از مرکز نشیمن شیر (بین مرکز و لبه بالایی دیسک) قرار دارد دوران می کند.

بهره برداری از شیر های یکطرفه

شیرهای یکطرفه باید به نحوی عمل کنند که از موارد زیر  جلوگیری بعمل آورند.

1.  ایجاد ضربه قوچ شدیدی که از بسته شدن شیر ناشی می شود
2. نوسانات سریع قطعه متحرک شیر،

برای جلوگیری از ضربه قوچ شدید، سرعت بستن شیر باید به اندازه ای باشد که قبل از آنکه سرعت جریان معکوس قابل توجه گردد، شیر بسته شود. بعنوان مثال، اگر یک سیستم آبرسانی دارای تعدادی پمپ موازی باشد و یکی از پمپ ها از کار بیفتد، شیر یکطرفه ای که در لوله رانش پمپ از کار افتاده نصب شده است باید به سرعت بسته شود. اما در سیستم آبرسانی دارای یک پمپ با خط لوله طولانی و فشار رانش استاتیکی و هد پمپاژ کم، شیر یکطرفه ای که آهسته بسته شود، مناسب است.

نوسانات سریع قطعه متحرک منجر به فرسودگی آن و در نهایت خرابی زود هنگام شیر می شود. برای جلوگیری از چنین نوساناتی، اندازه شیر های یکطرفه  طوری انتخاب می شود که سرعت آب، قطعه متحرک را محکم به نشیمن شیر بفشارد. نوسانات سریع قطعه متحرک ناشی از آشفتگی جریان نیز است که در چنین حالتی، باید شیر یکطرفه در محلی نصب شود که آشفتگی جریان حداقل باشد. همچنین رعایت حفظ یک حداقل طول لوله بصورت افقی در بالادست شیر یکطرفه ضروری است که این طول با توجه به توصیه های شرکت سازنده شیر تعیین می شود. اگر چنین توصیه هایی در دسترس نباشد، این طول حداقل باید پنج برابر قطر لوله انتخاب شود.