شیر یک طرفه نوسانی در مقابل شیر یک طرفه بالابر: تفاوت‌ها و نحوه انتخاب

در میان انواع شیر یکطرفه مورد استفاده در لوله‌کشی صنعتی، طرح‌های نوسانی و بالابرنده بیشتر نیازهای جریان برگشتی را پوشش می‌دهند. شیر نوسانی از یک دیسک لولایی استفاده می‌کند که از مسیر جریان دور می‌شود. شیر بالابرنده از یک پیستون استفاده می‌کند که مستقیماً از روی نشیمنگاه بالا می‌رود.

نحوه کار شیر یکطرفه نوسانی

شیر یکطرفه نوسانی با اجازه دادن به فشار رو به جلو برای هل دادن یک دیسک لولایی به سمت بالا و خارج از مسیر جریان باز می‌شود، سپس زمانی که گرانش همان دیسک را به سمت پایین روی نشیمنگاه برمی‌گرداند، بسته می‌شود. این یکی از رایج‌ترین طرح‌های جریان برگشتی در لوله‌کشی در مقیاس بزرگ است، عمدتاً به این دلیل که مکانیزم ساده است و مسیر جریان باز می‌ماند.

مکانیزم دیسک لولایی و بسته شدن با کمک گرانش

در داخل شیر، یک دیسک از یک پین لولا که نزدیک بالای بدنه نصب شده است، آویزان است. هنگامی که فشار رو به جلو در ورودی افزایش می‌یابد، دیسک را به سمت بالا و خارج از مسیر جریان هل می‌دهد و آن را در یک فرورفتگی در بدنه قرار می‌دهد.

هنگامی که پمپ خاموش می‌شود یا فشار بالادست کاهش می‌یابد، دیسک دیگر چیزی برای باز نگه داشتن آن ندارد. گرانش آن را در همان قوس به سمت پایین می‌کشد تا زمانی که روی حلقه نشیمنگاه قرار گیرد، و فشار معکوس که به پشت دیسک فشار می‌آورد، کار را تمام می‌کند و آب‌بندی را در جای خود قفل می‌کند.

چرا برای نصب افقی مناسب‌تر است

شیر نوسانی برای شروع مرحله بسته شدن خود به گرانش متکی است، که تنها زمانی به طور تمیز کار می‌کند که دیسک عمود بر جریان آویزان باشد، وضعیتی که در یک مسیر افقی به دست می‌آورید. ASME B31.3 برای 5 تا 10 قطر لوله مستقیم بالادست برای جلوگیری از سایش ناهموار دیسک، نیاز دارد.

آن را به صورت عمودی با جریان رو به پایین نصب کنید و گرانش فقط دیسک را باز نگه می‌دارد، که کل هدف شیر را از بین می‌برد. عمودی با جریان رو به بالا از نظر فنی کار می‌کند، اما دیسک باید برای بسته شدن بیشتر در برابر گرانش حرکت کند، و این زمان اضافی سفر اغلب به صورت تأخیر در آب‌بندی یا کمی لغزش سیال به عقب قبل از تنظیم آب‌بندی ظاهر می‌شود.

مشخصات ظرفیت جریان و افت فشار

از آنجایی که دیسک کاملاً از سوراخ دور می‌شود، تقریباً هیچ چیز مانع مسیر جریان نمی‌شود. این باعث می‌شود ضریب جریان (Cv، معیاری از میزان سیالی که یک شیر در افت فشار معین عبور می‌دهد) بالا و افت فشار پایین بماند، یک شیر نوسانی استاندارد 4 اینچی با Cv حدود 400 کار می‌کند. 

تلاطم کمتر و افت اصطکاک کمتر در یک خط لوله طولانی جمع می‌شود، به همین دلیل است که این طرح اغلب در مواردی که حفظ فشار خط واقعاً برای بودجه مهم است، دیده می‌شود. یک شیر یکطرفه نوسانی فلنج‌دار همین کار را در قطرهای بزرگتر انجام می‌دهد و مستقیماً به خطوط صنعتی با حجم بالا پیچ می‌شود.

نحوه کار شیر یک طرفه بالابرنده

شیر یک طرفه بالابرنده بر اساس اصلی کاملاً متفاوت از طرح چرخان کار می کند و به جای قوس چرخان از حرکت مستقیم استفاده می کند. چیدمان داخلی شباهت بیشتری به شیر کروی دارد و این هندسه باعث می شود که در فشارهای بالا، آب بندی محکم تر و دقیق تری داشته باشد.

دیسک یا پیستونی که به صورت عمودی از روی نشیمنگاه بلند می شود

یک دیسک، پلاگ یا پیستون هدایت شده در بالای یک نشیمنگاه افقی در داخل شیر قرار دارد. سیال از زیر نشیمنگاه وارد شده و به سمت بالا فشار می آورد. هنگامی که اختلاف فشار بالادست از فشار تعیین شده فراتر رفت فشار باز شدن (معمولاً برای مدل های فنر دار بین 0.5 تا 2.0 psi کالیبره می شود), ، پیستون داخلی به صورت عمودی در مسیر راهنمای ماشین کاری شده دقیق خود بالا می رود.

این بالارفتن مسیری را برای عبور سیال از روی نشیمنگاه و خروج از طریق خروجی باز می کند. مسیر راهنما همه چیز را در مرکز نشیمنگاه نگه می دارد، بنابراین عنصر آب بندی حتی در هنگام افزایش سرعت بالا، از محور خارج نمی شود.

انواع فنر دار در مقابل بازگشت گرانشی

شیرهای یک طرفه بالابرنده به دو سبک بسته شدن تقسیم می شوند. مدل بازگشت گرانشی فقط اجازه می دهد وزن پیستون پس از کاهش جریان رو به جلو، آن را به پایین بکشد.

نسخه فنر دار یک فنر کویل دار را در بالای پیستون اضافه می کند که به طور مداوم به سمت پایین فشار می آورد. این فنر شیر را در لحظه ای که فشار رو به جلو کاهش می یابد، می بندد، بسیار قبل از اینکه سیال فرصتی برای برگشت واقعی داشته باشد، که از رسیدن موج فشار به تجهیزات بالادست جلوگیری می کند.

چرا به جهت نصب خاص تری نیاز دارد

سیستم راهنما در داخل شیر بالابرنده، محل قرارگیری آن را محدود می کند. یک مدل استاندارد بازگشت گرانشی به خط افقی نیاز دارد، زیرا پیستون باید مستقیماً بالا برود و کج کردن شیر به پهلو، خطر گیر کردن مکانیزم راهنما را دارد.

برای مسیرهای عمودی، مهندسان معمولاً یک شیر یک طرفه بالابرنده عمودی را مشخص می کنند که با کشش فنر کالیبره شده ساخته شده است تا پیستون بدون توجه به زاویه نصب خط، مربع روی نشیمنگاه قرار گیرد.

تفاوت های کلیدی بین شیرهای یک طرفه چرخان و بالابرنده

مقایسه شیر یک طرفه لولایی و شیر یک طرفه بالابرنده از نظر مکانیک داخلی هر کدام بر اندازه، عمر مفید و ایمنی لوله تأثیر می‌گذارد.

مکانیزم بسته شدن — چرخان (دورانی) در مقابل بالابرنده (خطی)

تفاوت اصلی در مسیر حرکت است. شیر چرخان دیسک خود را در یک قوس وسیع می‌چرخاند تا بسته شود. شیر بالابرنده مستقیماً به بالا و پایین، عمود بر نشیمنگاه حرکت می‌کند. این مسیر خطی باعث سایش کمتر سطوح آب‌بندی در عملیات با چرخه بالا می‌شود. مکانیزم بالابرنده همچنین در زیر یک درپوش محصور شده و بدون نفوذ شفت خارجی قرار دارد که خطر انتشار فراری، نشت گاز یا بخار از اطراف قطعات متحرک را در مقایسه با پین لولای نمایان شیر چرخان کاهش می‌دهد.

الزامات جهت نصب

چیدمان لوله‌کشی اغلب تعیین می‌کند که کدام یک از انواع شیرهای یک طرفه موجود واقعاً برای کار مناسب است. شیرهای چرخان استاندارد فقط در مسیرهای افقی استفاده می‌شوند تا گرانش بتواند دیسک را به درستی ببندد. شیرهای بالابرنده نیز به دلیل مسیرهای راهنمای خود خاص هستند، اگرچه مدل بالابرنده با کمک فنر این امکان را کمی باز می‌کند و در خطوط افقی و خطوط عمودی با جریان رو به بالا بدون خطر عدم هم‌ترازی کار می‌کند.

ظرفیت جریان — شیر چرخان اجازه CV بزرگتر را می‌دهد، شیر بالابرنده فشرده‌تر است

شیر چرخان اجازه می‌دهد سیال در یک خط مستقیم حرکت کند، که به آن برتری در ظرفیت جریان و مقاومت می‌دهد. شیر بالابرنده سیال را مجبور می‌کند در مسیر خود دو چرخش ۹۰ درجه‌ای تند را از روی نشیمنگاه و بازگشت به پایین به سمت خروجی طی کند. این مسیر پیچیده به معنای اصطکاک بیشتر و CV پایین‌تر است، معمولاً ۱۵۰ تا ۱۸۰ در اندازه ۴ اینچ در مقابل ۴۰۰ شیر چرخان. در طول عمر عملیاتی طولانی، این افزایش مقاومت جریان مصرف انرژی پمپ را به شدت افزایش می‌دهد و هزینه‌های عملیاتی بلندمدت را بالا می‌برد, ، یک بده بستان حیاتی هنگام انتخاب ردپای فشرده‌تر شیر بالابرنده.

خطر ضربه قوچ — شیر بالابرنده سریع‌تر بسته می‌شود و کوبش را کاهش می‌دهد

ضربه قوچ زمانی اتفاق می‌افتد که سیال در حال برگشت با شدت کافی به شیر برخورد می‌کند تا موج شوک را از طریق خط ارسال کند. مسیر طولانی حرکت شیر چرخان به سیال در حال برگشت سریع اجازه می‌دهد تا دیسک را بگیرد و آن را به شدت ببندد. شیر بالابرنده، به خصوص نوع فنری، کورس بسیار کوتاه‌تری دارد و به محض توقف جریان رو به جلو، قبل از اینکه سیال بتواند شتاب قابل توجهی در جهت معکوس ایجاد کند، بسته می‌شود.

رسانه‌ها و شرایط سیال مناسب

مکانیک هر طرح تعیین می‌کند که چه چیزی را می‌تواند تحمل کند. شیر چرخان مایعات تمیز و مقدار معقولی از جامدات معلق یا سیال ویسکوز را تحمل می‌کند، زیرا دهانه باز اجازه می‌دهد ذرات بدون گیر کردن در لولا عبور کنند. شیر بالابرنده به سیال یا گاز تمیز و با ویسکوزیته پایین نیاز دارد، زیرا تلورانس‌های تنگ در مسیر راهنمای آن به این معنی است که هرگونه شن یا رسوب می‌تواند پیستون را بچسباند.

حداقل سرعت جریان نیز در اینجا اهمیت دارد، زیرا کارکرد زیر یک آستانه معین باعث لرزش دیسک می‌شود، یک ارتعاش با سایش بالا که به مرور زمان نشیمنگاه را تخریب می‌کند. شیر چرخان در آستانه سرعت نسبتاً پایینی به طور کامل بلند می‌شود، در حالی که شیر بالابرنده برای عبور از نشیمنگاه و ثابت نگه داشتن پیستون در برابر مسیر راهنمای خود به سرعت به طور قابل توجهی بیشتری نیاز دارد.

چگونه بین شیر یک طرفه چرخان و بالابرنده انتخاب کنیم

هنگامی که رفتار هر مکانیزم را بدانید، انتخاب عمدتاً به جهت‌گیری، پروفیل فشار و تعداد دفعات چرخه خط بستگی دارد.

چک سوینگ را انتخاب کنید چه زمانی — خطوط با قطر بزرگ، مسیرهای افقی، سیال تمیز

طراحی سوینگ برای خطوط توزیع آب با قطر بزرگ، خطوط شهری، یا انتقال سیال تمیز که در آن حفظ انرژی اهمیت دارد، مناسب است.

 اگر سیستم با جریان ثقلی کم فشار یا محدودیت‌های افت فشار سخت کار می‌کند، مسیر باز مکانیزم چرخان هزینه‌های پمپاژ را کاهش می‌دهد و این انتخاب استاندارد برای مسیرهای افقی طولانی است که به حداکثر جریان حجمی نیاز دارند. 

طبق API 598، نشتی جزئی متناسب با اندازه برای نشیمنگاه فلز به فلز در این خطوط مجاز است.

شیر پروانه‌ای را انتخاب کنید در شرایط — سرویس با چرخه بالا، خطوط عمودی، فضای محدودتر

طراحی پروانه‌ای برای کارهای پرفشار و با چرخه بالا مانند خطوط میعانات بخار، سیستم‌های فشرده‌سازی هوا یا حلقه‌های تزریق شیمیایی مناسب است. 

اگر چیدمان نیاز به مسیر عمودی دارد یا شاهد برگشت‌های ناگهانی و مکرر جریان است، شیر پروانه‌ای فنری خطر ضربه قوچ را کاهش می‌دهد و از پمپ‌ها و ابزارهای بالادستی در فضاهای صنعتی محدود محافظت می‌کند.

جفت کردن بدنه پروانه‌ای با نشیمنگاه پلیمری نرم، معیارهای نشتی صفر قابل مشاهده را طبق آزمایش API 598 در صورت نیاز به این سطح از آب‌بندی برآورده می‌کند.

فلنج دار نوع سوپاپ

• اندازه: DN15~DN450
• فشار: PN10، PN16، 150 پوند
• جنس: WCB، CF8، CF8M، CF3M
• آستر: PFA، FEP
• ابعاد رو به رو: HG/T 3704, DIN 3202

مشاهده جزئیات محصول

تطبیق شیر با کاربرد

انتخاب بین انواع شیرهای یک‌طرفه موجود به تطبیق استحکام مکانیکی با شرایط و استانداردهای واقعی فرآیند شما بستگی دارد، نه اینکه به هر شیری که از قبل در قفسه موجود است بسنده کنید. اسیدهای خورنده، مواد شیمیایی خطرناک و سیالات با خلوص بالا به سرعت شیرهای فلزی استاندارد را فرسوده می‌کنند، که در اینجاست که ساختار آستردار ارزش خود را نشان می‌دهد.

YOUFUMI شیرهای یک‌طرفه آستردار با فلوروپلیمر (PFA/FEP) و مقاوم در برابر خوردگی را برای خطوط سرویس سخت, می‌سازد، که هر دو طرف این مقایسه را پوشش می‌دهد: یک پیکربندی چرخان سنگین برای مسیرهای افقی با حجم بالا، و یک مجموعه پروانه‌ای عمودی دقیق برای فضاهای محدود. 

برای نگاهی جامع‌تر به کل مجموعه، راهنمای تولیدکنندگان شیر یک‌طرفه صنعتی ما بقیه دسته را پوشش می‌دهد، و تیم مهندسی ما می‌تواند در تطبیق کمک کند. مواد آستر و درجه فشار به خط خاص شما.