شیر یکطرفه کمپرسور کاربرد و ویژگی ها

در این بخش به معرفی یکی از اجزای کمپرسور یعنی شیر یکطرفه کمپرسور می پردازیم.

شیر یکطرفه کمپرسور:

شیر یک طرفه قطعه مهمی برای هر کمپرسور باد به حساب می آید. شیر یک طرفه را می توان در تمامی کمپرسور های باد پیدا کرد و بخش جدایی ناپذیر این دستگاه است. شیر های یک طرفه به عنوان مثال در کمپرسور های پیستونی، کمپرسور پیچ دوار و کمپرسور های چرخشی نیز استفاده می شوند. در بسیاری از کمپرسور ها حتی بیش از یک شیر یک طرفه وجود دارد. با توجه به این توضیحات، در ادامه به بیان اهمیت و نقش شیر یک طرفه در کمپرسور باد می پردازیم. از این رو، ابتدا برای آشنایی بیشر لازم است شیر یک طرفه را تعریف کنیم. با ما همراه شوید تا اطلاعاتی جامع و ضروری در مورد این قطعه بدست آورید.

شیر یک طرفه چیست؟

شیر یک طرفه همواره یک سو تفاهم بزرگ برای کارکنان عادی در شرکت ها و خط تولید به شمار می آید. اگر از آنها بپرسید «شیر یک طرفه کجاست و چه کاری انجام می دهد» در بسیاری از مواقع پاسخی که می شنوید این است که شیر یک طرفه کار خاصی انجام نمی دهد. اگر بخواهیم به طور ساده بیان کنیم، شیر یک طرفه اجازه حرکت جریان را تنها از یک سمت می دهد و زمانی که هوا در جهت برعکس خط در حال حرکت است مانع از جریان برگشتی (جریان معکوس) می شود.

شیر یک طرفه نوعی شیر است که ماهیت خودکار دارد و برای باز و بسته شدن نیازی به کمک ندارد. برخلاف سایر شیر های موجود در کمپرسور باد، شیر یک طرفه حتی اگر هوا، برق یا حتی نیروی انسانی حضور نداشته باشد هم به کار خود ادامه می دهد. شیر یک طرفه در همه جا یافت می شود. مثلا اگر در خانه پمپ آب دارید حتی شیر یک طرفه نیز در آن وجود دارد تا مانع از برگشت جریان به داخل پمپ شود. به طور کلی در صنعت هر جایی که نیاز به پمپ باشد، شیر یک طرفه نیز وجود دارد.

مانند سایر شیر ها، شیر های یک طرفه قابل استفاده در انواع مختلفی از محیط ها هستند مانند: مایعات، هوا، گاز ها، بخار، میعانات و در بعضی موارد مایعات با ذرات ریز یا دوغاب ها. کاربرد شیر یک طرفه شامل موارد بسیاری است از جمله: تخلیه پمپ و کمپرسور باد، خطوط تولید، خلا شکن، تولید بخار و میعانات، پمپ های مواد شیمیایی، برج خنک کننده، خطوط تصفیه نیتروژن، دیگ های بخار، سیستم های HVAC، آب و برق، پمپ های فشار، ایستگاه های شستشو، و خطوط تزریق.

نحوه کار شیر یک طرفه

شیر های یک طرفه نوعی شیر حساس به جریان به حساب می آیند و به نوع حرکت سیال برای باز و بسته شدن بستگی دارند. شیر های یک طرفه در کمپرسور باد، در حقیقت قطعات بسیار ساده ای هستند و با اینکه حالت و انواع گوناگونی دارد اما اصول همگی آنها یکی است.

داخل شیر یک طرفه در کمپرسور باد یک دیسک یا گوی (در شیر های یک طرفه کوچک تر متداول است که از گوی استفاده شود) و فنر خواهید دید که وظیفه آن فشرده کردن دیسک یا گوی است. دیسک داخلی موجود در شیر یک طرفه به جریان اجازه حرکت به جلو را می دهد.

در این صورت شیر باز است. اما اگر فشار جریان رو به جلو کم شود یا جریان بخواهد در خلاف جهت وارد شیر شود، بسته به نوع طراحی، دیسک شروع به بستن شیر یک طرفه می کند. شیر یک طرفه ساختمان ساده دارد و تنها از بدنه، محل قرار گیری دیسک، دیسک جریان و پوسته تشکیل شده است.

بسته به طراحی ممکن است موارد دیگری مانند میله، پین لولا، بازوی دیسک، فنر، پلوله، الاستومر ها و یاتاقان در آن وجود داشته باشد. عایق بندی داخلی دیسک شیر یک طرفه و محل قرار گیری آن به فشار جریان برگشتی بستگی دارد. این برخلاف مکانیزمی است که در شیر روشن / خاموش برقرار می باشد.

از این رو ، نرخ نشت مجاز برای شیرهای یک طرفه نسبت به شیر های روشن / خاموش بیشتر است. سطوح آب بند فلزی به طور کلی مقداری نشتی دارند در حالی که الاستومرها، از جمله Buna-N و Viton نشت صفر را فراهم می کنند. به همین دلیل، الاستومر ها را باید برای محیط هوا / گاز و آب بندی کم فشار، که از نظر شیمیایی نیز باید سازگار باشند، در نظر گرفت.

در حقیقت هرچه فشار هوا بیشتر باشد، سخت تر است که دیسک یا گوی به حالت ابتدایی برگردند. گاهی اوقات شیر های یک طرفه در فشار پایین باعث نشتی هوا می شوند و زمانی که فشار بیشتر می شود نشتی آنها متوقف می گردد. اگرچه این ممکن است عجیب به نظر برسد اما وقتی نحوه کار داخلی شیر یک طرفه را بدانید، به راحتی می توانید نشتی آن در فشار پایین را درک کنید.

شیر یک طرفه چه کاری در کمپرسور باد انجام می دهد؟

شیر یک طرفه در کمپرسور هوا فقط یک وظیفه مهم دارد: اجازه می دهد هوا از یک طرف به طرف دیگر جریان یابد، در حالی که جریان هوا را در جهت مخالف مسدود می کند. اگر شیر یک طرفه را در دست خود نگه دارید و از یک طرف در آن بدمید، مشاهده می کنید که هوا به راحتی و بدون هیچ مشکلی از طرف دیگر خارج می شود.

اما اگر شیر یک طرفه را بچرخانید و از طرف دیگر در آن بدمید، آنگاه امکان ندارد هوا از طرف دیگر خارج شود. همین اتفاق در داخل کمپرسور باد یا سیستم هوای فشرده اتفاق می افتد. هنگامی که هوای فشرده شده از دریچه یک طرفه عبور می کند راهی وجود ندارد که بتواند دوباره به عقب باز گردد.

چرا از شیر یک طرفه در کمپرسور باد استفاده می شود؟

دلایل زیادی در مورد چرایی استفاده از شیر یک طرفه در کمپرسور باد وجود دارد. گاهی اوقات حتی تا بیش از 5 شیر یک طرفه در یک کمپرسور باد استفاده می شود. تعداد استفاده از شیر یک طرفه به نوع، اندازه و مدل و شرکت سازنده کمپرسور باد بستگی دارد. همانطور که در بخش قبلی گفتیم، شیر یک طرفه تنها اجازه عبور هوا از یک جهت را می دهد، در واقع با کمک شیر های یک طرفه در کمپرسور باد می توان فشار هوا را در بخش هایی از دستگاه حفظ کرد و همزمان بخش های دیگر را از فشار هوا تخلیه نمود.

همچنین شیر یک طرفه در کمپرسور باد مانع از این می شود که هوای فشرده شده ای که از مخزن خارج شده دوباره وارد کمپرسور باد (مخزن یا لوله ها) شود. شاید برایتان این پرسش به وجود بیاید که در چه بخش (بخش هایی) از کمپرسور باد می توان شیر یک طرفه را پیدا کرد. پاسخ این پرسش با توضیحات مفصل در بخش بعدی ارائه می شود. پس همچنان با ما همراه باشید.

مکان قرار گیری شیر یک طرفه در کمپرسور باد

کمپرسور های پیستونی رفت و برگشتی:
این نوعی از کمپرسور باد است که با حرکت پیستون به عقب و جلو کار می کند. در بخش های مختلفی از این کمپرسور می توان شیر یک طرفه را پیدا کرد. دو شیر یک طرفه به صورت مجموعه در داخل پستون قرار دارند تا جریان هوایی که به پیستون ها وارد می شود را کنترل کنند. زمانی که پیستون به سمت پایین حرکت می کند، جریان هوا به داخل شیر یک طرفه اول مکیده می شود.

زمانی که پیستون دوباره به سمت بالا می آید، هوا فشرده شده و از پیستون به شیر یک طرفه دوم وارد می شود. این شیر خروجی بوده و مانع از برگشت هوا به داخل سیلندر می گردد. علاوه بر این دو شیر یک طرفه، یک شیر دیگر نیز بین کمپرسور و گیرنده هوای فشرده (منظور مخزن هوای فشرده است که کمپرسور اغلب بر روی آنها نصب می شود) قرار دارد. وجود شیر های یک طرفه این اطمینان را به وجود می آورد زمانی که هوا به داخل مخزن پمپ شد امکان بازگشت دوباره به کمپرسور باد و خاموشی دستگاه را ندارد.

در زمان خاموشی، در داخل لوله بین کمپرسور پیستونی رفت و برگشتی و مخزن هوا (لوله تخلیه) هوا دمیده می شود. این کار توسط شیر دمنده انجام می شود. دمیده شدن به این معناست که فشار هوا در داخل لوله ای که دمش در آن انجام می شود به 0 (صفر) بار می رسد.

این کار به فعالیت دوباره کمپرسور باد کمک می کند. شیر دمنده اغلب با سوئیچ فشار یکپارچه می شود. شیر یک طرفه که بین این لوله ها و مخزن هوا نصب شده این اطمینان را به وجود می آورد که دمش فقط در یک لوله نازک انجام می شود و فشار کل مخزن صفر نمی شود.

مشکلاتی اغلب در کمپرسور های باد مشاهده می شود. اگر خارج از بخش سوئیچ فشار و زمانی که کمپرسور خاموش است، صدای نشتی هوا را حس کردید، باید بدانید که سوئیچ شما خراب شده و این صدای شیر یک طرفه است که نشتی دارد و هوا را بیرون می دهد.

کمپرسور های پیچ دوار: شیر یک طرفه در شیر ورودی (یا شیر تخلیه) کمپرسور های پیچ دوار وجود دارد. این شیر یک طرفه زمانی کار می کند که کمپرسور باد متوقف شده باشد. در این حالت، هوای فشرده هنوز هم داخل کمپرسور است و تلاش می کند تا راهی برای خروج بیابد.

وظیفه شیر یک طرفه در کمپرسور های پیچ دوار این است که مانع از ورود دوباره هوای فشرده (یا حتی روغن پمپ) به داخل کمپرسور باد شود. با این حال ممکن است مشکلاتی در این مورد به وجود بیاید. به دفعات مشاهده شده که به دلیل گیر کردن شیر یک طرفه مقدار زیادی روغن خارج شده و مشکلاتی را برای کمپرسور باد ایجاد کرده است.

در کمپرسور های پیچ دوار شیر یک طرفه دیگری نیز وجود دارد که درست زیر کمپرسور نصب می شود. این شیر وظیفه دارد تا مانع از بازگشت دوباره هوا و روغن به داخل المان کمپرسور شود. آخرین شیر یک طرفه در کمپرسور های پیچ دوار مربوط به خروجی کمپرسور باد است.

هرگونه هوایی که توسط کمپرسور باد تولید می شود نباید تحت هیچ عنوانی دوباره وارد کمپرسور شود. هوا باید تنها در یک جهت حرکت کند. مقصد نهایی هوای فشرده باید فقط جایی باشد که شما به آن نیاز دارید و خروج آن از جایی دیگر به هیچ عنوان قابل قبول نیست. شیر یک طرفه هوای فشرده شده این اطمینان را برای شما به وجود می آورد که اتفاق ناگواری رخ نمی دهد.

نحوه انتخاب شیر یک طرفه

فاکتور های مختلفی برای انتخاب شیر یک طرفه مناسب برای کمپرسور باد شما وجود دارد. برخی از این فاکتور ها به صورت خلاصه عبارتند از:

• سازگاری مواد سازنده شیر با محیط کار
• دسته بندی شیر یک طرفه (ANSI)
• اندازه خط تولید
• برگه اطلاعات (جریان، طراحی و شرایط کاری)
• روش نصب (عبور جریان به صورت عمودی است یا افقی، هوا از بالا به پایین می رود یا برعکس)
• اتصال انتهایی
• ابعاد بسته
• زمانی که قصد انتخاب شیر یک طرفه را دارید باید توجه کنید که نحوه دیگر اتصالات (لوله ها و مخزن) با شیر جدید مطابقت داشته باشد.
• میزان نشتی
• نحوه تمیز کردن
• NACE و NSF

جایگزینی شیر یک طرفه در کمپرسور باد

زمانی که قصد جایگزینی شیر یک طرفه را دارید باید به دو پرسش زیر پاسخ دهید:

• چرا این شیر را جایگزین می کنم؟
• مشکل این شیر چیست؟

زمانی که سرمان بسیار شلوغ است یا درگیر کارهای دیگر هستیم این نکته را فراموش می کنیم که علت مشکل می توان به حل مشکل کمک کند. مشکلات مرسوم شیر های یک طرفه عبارتند از: نشتی، لرزش، جریان برعکس، حذف فواصل و خرابی.

دلیل اصلی تمامی این مشکلات نیز عدم توجه به طول عمر و عدم بازرسی پیوسته شیر ها است. در این حالت مشکل از ماست نه از شیر کمپرسور باد . زمانی که متوجه جریان برعکس شدید باید سریعا شیر های ورودی و خروجی بسته شوند. این مشکل می تواند بسیار هزینه بر باشد و باعث صدمه دیدن تاسیسات شود.

هزینه های خرابی که شیر یک طرفه در کمپرسور باد به وجود می آورند شامل هزینه تعمیر و جایگزین پمپ، هزینه جایگزینی لوله ها و هزینه خاموش بودن دستگاه است که به کل خط تولید ضرر می رساند. به این ها باید هزینه خرید و نصب شیر یک طرفه جدید را نیز اضافه کرد. گاهی اوقات ممکن است به علت وجود ناخالصی و آلودگی در هوای فشرده، شیر یک طرفه گیر کند و بترکد. پس بهترین راهکار این است که به طور منظم تجهیزات بازرسی شوند.

شیر یکطرفه در کمپرسور های کوچک با مخزن های 10 الی 30 لیتر هم وجود دارد و در قسمت ورودی هوای کمپرسور به داخل مخزن کار گذاشته می شود که از برگشت هوای مخزن به داخل موتور جلوگیری می کند و هنگام خاموش شدن موتور فشار هوای باقی مانده بین پیستون و مخزن را تخلیه می کند.

حسین موسوی نیا

من متخصص و پژوهشگر در زمینه هوای فشرده و انواع کمپرسور باد هستم و سعی می کنم تا جدیدترین و کارامدترین اطلاعات را در خصوص صنعت هوای فشرده با شما به اشتراک بگذارم.