شیر دروازه ای یا گیت ولو یا شیر کشویی چیست؟
شیر دروازه ای یا گیت ولو (Gate Valve) یک شیر از نوع حرکت خطی (Linear Motion) می باشد که تنها جهت به حرکت در آوردن (ON) و یا متوقف کردن جریان سیال (OFF) مورد استفاده قرار می گیرد ﻭ هدف از بکار گیری آن، تنظیم جریان نمی باشد.
نام “گیت” (Gate) برای این شیر از ظاهر دیسک (Disk) آن که مانند یک دروازه می باشد، گرفته شده است.
در مقاله امروز بلاگ آریا فیدار آزما به برسی انواع گیت ولو ها از نظر جنس (کست استیل، فورج استیل و…) نوع دیسک، طرح استم و مزایا و معایب شیر های دروازه ای خواهیم پرداخت. با ما همراه باشید 🙂
نحوه عملکرد شیر دروازه ای
در ویدئو زیر نحوه عملکرد شیر کشویی را مشاهده خواهید کرد.
شکل زیر یک نمونه ﺍﺯ گیت ولو و اجزای آن را نمایش می دهد.
انواع شیر دروازه ای
شیر کست استیل (Cast Steel)
کست استیل رایج ترین نوع گیت ولو است که با API 600 (کربن و آلیاژ استیل) و API 603 (استیل ضد زنگ و درجه بالاتر) پوشش داده می شود. این نوع شیر تنها در اندازه های بالاتر از 2 اینچ (5 سانتیمتر) و حداکثر 80 اینچ (200 سانتیمتر) موجود می باشد.
شیر فورج استیل (Forged Steel)
شیر فورج استیل شیر کشویی با مشخصات پوششی API 602 و BS 5352 به طور کلی برای لوله کشی های مجرای کوچک (کمتر از 5 سانتی متر) مورد استفاده قرار می گیرد.
API 6D برای خط لوله ها
این شیر دروازه ای برای خطوط لوله ها بوده و در دو طرح اصلی، اسلب (Slab) و اکسپندینگ (Expanding) دیده می شود.
بست فشار (Pressure Seal)
شیر بست فشار شیر دروازه ای نیز برای فشار قوی کاربرد دارد که رایج ترین نمونه آن گوه منعطف و شیر موازی است.
این نوع شیر معمولا با بدنه های کست یا فورج، در ابعاد 2 تا 24 اینچ ( یا به عبارتی 5 تا 60 سانتیمتر) و درجه فشار از 600 به 4500 در دسترس می باشد.
مطلب پیشنهادی>> شیر صافی (Strainer Valve)
شیر دروازه ای چاقویی (Knife Gate Valve)
شیر کشویی چاقویی (گیت ولو چاقویی) ابتدا در صنعت خمیر کردن کاغذ بکار گرفته شد. از این نوع شیرها نباید به عنوان دریچه های تعدیل کننده برای تنظیم جریان استفاده کرد، چون عبور جریان سیال از طریق دریچه نیمه بسته، باعث لرزش و در نتیجه ساییدگی دیسک و سیت می شود. شیرهای چاقویی باید مانند همه انواع گیت ولو ها به صورت کاملا بسته و یا کاملا باز استفاده شوند (شیرهای کروی یا گلوب ولو ها برای تنظیم جریان توصیه می شوند). شیر چاقویی را می توان از آهن تا فولاد ضدزنگ و در اندازه های بین 2 تا 24 اینچ (5 تا 60 سانتیمتر) معمولا با بدنه کست با درجات فشار کم (کمتر از 300 پوند) تولید کرد.
شیر دروازه ای چاقویی نیز دارای انواع مختلفی است که عبارتند از:
- سیت نرم (نوع ارتجاعی با سیت الاستومری)
- سیت فلزی (سیت و دیسک، مهر و موم فلزی شده اند)
- انواع دروازه کشویی (Slide Gate)
- کلاهکی (Bonneted)
مزایا و معایب گیت ولو ها
مزایای شیر دروازه ای:
- افت فشار کم در مسیر جریان
- قیمت نسبتا پایین
- ساختار متراکم و ساده
- تعمیر و نگه داری ساده
- قابلیت استفاده برای انواع سیالات
معایب شیر کشویی:
- جهت تنظیم جریان مناسب نمی باشد.
- در حالت نیمه باز در معرض ارتعاش و سایش قرار می گیرد.
- دیسک و نشیمنگاه آن بیشتر از شیر های کروی (گلوب ولو ها) ، در معرض سایش می باشد.
- انجام کارهای تعمیراتی مورد نیاز بر روی آن مانند آب بندی و سنگ زنی معمولا به سختی انجام می پذیرد.
انواع شیر دروازه ای بر اساس نوع گوه یا دیسک (Disk)
طرح های مختلف گیت ولو ها دارای دیسک های گوناگون می باشند. دسته بندی گیت ولو ها معمولا بر اساس نوع دیسک مورد استفاده در آن انجام می پذیرد.
انواع دیسک های مورد استفاده در شیر های دروازه ای عبارت است از:
- گوه تو پُر یا جامد (Solid Wedge)
- گوه دو تکه (Split Wedge)
- گوه ارتجاعی یا منعطف (Flexible Wedge)
- گوه موازی (Parallel Disk)
سه نمونه اول یعنی Solid Wedge ﻭ Split Wedge ﻭ Flexible Wedge در شیر هایی مورد استفاده قرار می گیرند که دارای نشیمنگاه (Seat) مایل هستند و Parallel Disk در شیر هایی که دارای نشیمنگاه های موازی هستند مورد استفاده واقع می شوند.
صرف نظر از نوع گوه و یا دیسک مورد استفاده در شیر، دیسک ها عموما عضو تعویض پذیر در این نمونه شیر ها هستند.
در سرویس هایی که سیال آنها سرعت بالایی دارد و یا حاوی ذرات جامد می باشد برای جلوگیری از سایش سریع دیسک و نشیمنگاه می بایست این دو قسمت دارای سطوح سختی بوده و نیز علاوه بر دیسک ، نشیمنگاه آن ها هم تعویض پذیر باشد.
در صورتی که نشیمنگاه این گونه شیر ها تعویض پذیر نباشد، در صورت خراب شدن و یا سایش دیسک می بایست شیر جهت لبه سازی مجدد (Refacing) از سرویس خارج گردد. لذا شیر های مورد استفاده در سرویس هایی که خورنده می باشد معمولا از دسته شیر هایی می باشند که نشیمنگاه آن ها تعویض پذیر می باشد.
شیر دروازه ای با گوه تو پُر یا جامد (Solid Wedge Gate Valve)
این نمونه از دیسک ها عمومی ترین نوع دیسک مورد استفاده در گیت ولو ها است که این امر به دلیل سادگی و در عین حال استحکام خوب آن ها می باشد.
شیری که دارای این نمونه دیسک است، تقریبا برای تمامی سیال ها همچنین در سرویس هایی که جریان سیال آن آشفته (Turbulent) است، مناسب می باشد و آن شیر را در هر موقعیت (افقی، عمودی و مایل) می توان نصب نمود.
شیر دروازه ای با گوه دو تکه (Split Wedge Gate Valve)
نمونه دیگری از انواع دیسک های گیت ولو، شیر دروازه ای با گوه دو تکه (Split Wedge) ﺍﺳﺖ. این گونه از دیسک ها به نحوی طراحی شده اندکه دارای توانایی خود تنظیمی (Self-Adjusting) و خود محوری (Self-Aligning) می باشند. در صورتی که به علت گیر افتادن مواد و ذرات خارجی معلق در سیال میان دیسک و نشیمنگاه آن مقداری خارج از محوری برای یک نیمه دیسک اتفاق افتد، هر نیمه قادر است خود را تنظیم نماید. این نمونه از دیسک برای خطوطی با سرویس Non-Condensing Gas و مایعات در دماهای معمولی و خصوصا مایعات خورنده مناسب می باشد. شیر هایی با این نمونه دیسک می بایست حتما به صورت افقی در سرویس قرار گیرند.
(استم آن ها به صورت عمودی باشد.)
شیر دروازه ای با گوه ارتجاعی یا منعطف (Flexible Wedge Gate Valve)
شیر های با نوع دیسک ارتجاعی یا منعطف (Flexible Wedge) دارای دیسکی یک تکه می باشند که محیط آن یک برش خورده است تا دیسک خود را با تغییر زاویه درون نشیمنگاه منطبق سازد. بسته به نوع دیسک این برش و شکاف ایجاد شده می تواند دارای سایز، عمق و ظاهر متفاوتی باشد. برای مثال یک برش باریک، در عین حفظ استحکام دیسک مقدار کمی ارتجاع پذیری به آن می دهد در حالی که یک برش عریض تر و با عمق بیشتر، ارتجاع پذیری بیشتر همراه با کاهش استحکام دیسک را به همراه خواهد داشت.
معمولا گیت ولو هایی که در یک سرویس بخار مورد استفاده قرار می گیرند دیسک آن ها از نوع ارتجاعی (Flexible Wedge) است. زیرا هنگامی که خطوط بخار در سرویس قرار می گیرد، شیر انبساط یافته و این افزایش طول از طریق فلنج های خط و یا اتصال خط به بدنه شیر، نیرو وارد نموده و مقداری پیچیدگی (Distortion) در بدنه شیر ایجاد می نماید. این نیرو از طریق بدنه شیر به نشیمنگاه های شیر منتقل می گردد و در صورتی که شیر در حالت بسته باشد دیسک ها (ﺍﺯ ﻧﻮﻉ Flexible Wedge) به علت ارتجاع پذیر بودنشان، بدون این که خللی در کارِ بسته بودن مسیر به وجود آید، این نیرو ها را تحمل می نمایند.
مطلب پیشنهادی>> تراپ ترمودینامیک فلنج دار
شیر دروازه ای با گوه موازی (Parallel Disk Gate Valve)
گیت ولو با گوه موازی برای سیستم هایی که انتقال حرارت زیادی در خط وجود دارد و برای بسته شدن مطمئن و بدون نشتی در سرویس های کم فشار و هم پر فشار کاربرد دارد. در این گونه از دیسک ها از دو سطح گوه ای علاوه بر دو عدد دیسک استفاده شده است که به واسطه نیروی وارد شده از طرف مغزی پس از بسته شدن، نیروی اضافی آن صرف فشردن دیسک ها در نشیمنگاه می گردد، که این مسئله آب بندی بهتر را به دنبال خواهد داشت.
طرح استم (Stem) در گیت ولو ها
شیر های دروازه ای از نظر استم به دو دسته تقسیم می گردند:
- استم بالارونده یا Rising Stem (و یا گاهی به نام O.S&Y که مخفف Outside Stem & Yoke)
- استم غیر بالارونده یا Non-Rising Stem (NRS)
Rising Stem
استم بالارونده این مزیت را دارد که در صورت باز بودن شیر، این مسئله به راحتی با مشاهده وضعیت مغزی قابل تشخیص می باشد. در شیر هایی با طرح استم بالارونده (رایزینگ استم) رزوه ایجاد شده، بر روی قسمت بالایی مغزی و یا سمت دستگیره می باشد و سمت دیگر مغزی به وسیله یک اتصال صلب و غیر دنده ای به گیت متصل گردیده است. در این نمونه به کمک یک استم بوشینگ (Stem Bushing) ، با چرخاندن دستگیره بسته به جحت چرخش، مغزی به سمت بالا و یا پایین حرکت خواهد کرد.
Rising Stem ها هام خود به دو دسته تقسیم می گردند، دسته ای از آن ها همان گونه که توضیح داده شد، هنگام باز شدن، مغزی از درون دستگیره و به سمت بالا حرکت می نماید و دسته ای دیگر با پیش بینی دندانه هایی درون درپوش مطابق با دندانه های مغزی و در هنگام باز شدن شیر، مغزی و دستگیره با هم به سمت بالا حرکت می نمایند.
Non-Rising Stem
در نمونه استم غیر بالارونده (NRS) ، بر روی قسمت پایین مغزی یعنی سمت گیت (Gate) آن دندانه هایی ایجاد گردیده است و مطابق این دندانه ها، دندانه هایی نیز درون گیت ایجاد گردیده است. هنگامی که دستگیره (Hand Wheel) متصل به مغزی می چرخد باعث می شود بر اساس جهت چرخش آن، گیت بر روی دندانه های مغزی به سمت بالا و پایین حرکت نماید. این در حالی است که مغری در محل خود ثابت مانده و ارتفاع آن تغییری نمی کند. معمولا برای نشان دادن وضعیت باز و یا بسته بودن این نمونه از شیر ها یک نشان دهنده دندانه ای بر روی قسمت بالای مغزی نصب گردیده است.
این نمونه از مغزی در شیار هایی مورد استفاده قرار می گیرد که به علت محدودیت فضای بالای شیر امکان استفاده از استم از نوع بالارونده نباشد.
ثبت ديدگاه