شیر کشویی (Gate- Valve)
شیر کشویی که به آن شیر دروازه ای نیز می گویند، شیری است که با بالا بردن یک مانع (دروازه) در مسیر مایع، باز می شود. به بیان دیگر، شیرهای کشویی برای بستن جریان مایعات به منظور تنظیم جریان استفاده می شوند. شیرهای کشویی، نیازمند فضای بسیار کمی در طول محور لوله هستند و زمانی که دروازه به طور کامل باز باشد، به شدت می تواند جریان مایع را محدود کند. شکل دیسک دروازه می تواند به صورت موازی باشد اما معمولاً به شکل گووه ای است (تا بتوان روی سطح مسدود شده، فشار وارد آورد). این شیرها رایج ترین نوع شیر در بین سایر شیرآلات هستند. به طور کلی، شیر کشویی یک شیر مناسب برای قطع جریان سیال می باشد. شیرهای کشویی کاربردهای متنوع و گسترده ای دارند و هم برای سازه های روی زمینی و هم زیر زمینی، به کار می روند. به خصوص برای کاربردهای زیرزمینی، انتخاب نوع مناسب شیر برای جلوگیری از هزینه های بالای ناشی از نصب و جا به جایی، حائز اهمیت است.
ساختار شیرهای کشویی
شیرهای کشویی اغلب زمانی که نیاز به حداقل اتلاف فشار و یک دریچه آزاد باشد، استفاده می شوند. زمانی که یک شیر کشویی معمولی، به طور کامل باز باشد، هیچ مانعی که منجر به اتلاف فشار بسیار کمی هم شود، در مسیر جریان ایجاد نخواهد کرد و این طراحی، امکان استفاده از یک پیگ تصفیه لوله را فراهم می آورد. شیر کشویی یک شیر چند منظوره است به این معنا که کارکرد شیر به وسیله یک میله رزوه ای انجام می شود. از آنجایی که شیر برای اینکه از موقعیت باز به بسته، تغییر حالت دهد، باید چندین بار بچرخد، عملکرد آن کند می شود و در نتیجه از اثرات چکش آبی (ضربه قوچ)، جلوگیری می کند.
هنگامی که شیرهای کشویی به طور کامل باز باشند، هیچ مانعی که منجر به مقاومت بسیار کمی در مسیر جریان شود، نخواهند داشت. شعاع مسیر جریان باز، با حرکت دروازه (کشو)، به صورت غیرخطی تغییر می کند. بسته به نوع سازه، جریان مایع می تواند یک شیر نیمه باز را دچار ارتعاش کند. شیرهای کشویی اغلب با لوله های با قطر بزرگتر (از “2 تا بزرگترین اندازه) مورد استفاده قرار می گیرند چرا که نسبت به شیرهای دیگر در اندازه های بزرگ، پیچیدگی کمتری دارند.
در فشارهای بالا اصطکاک می تواند منجر به ایجاد مشکل شود. از آنجا که فشار متوسط جریان مایع، باعث فشار آمدن به دریچه شیر در برابر ریل هدایت کننده آن می شود، در نتیجه عملکرد اجرایی شیر سخت تر خواهد شد. شیرهای کشویی بزرگ، گاهی با یک گذرگاه چفت می شوند که تحت کنترل شیر کوچک قرار دارند تا فشار را قبل از عملیات شیر کشویی کاهش دهند.
قاعده کلی عملکرد شیر کشویی چیست؟
عملکرد شیر کشویی با حرکت چرخشی ساعت گرد میله (stem) برای باز (CTO) یا بسته (CTC) شدن، انجام می شود. هنگام کارکرد میله (stem) شیر، دروازه بر روی بخش رزوه ای میله، به سمت بالا یا پایین حرکت می کند.
هنگامی که سرفلکه (hand wheel) در جهت عقربه های ساعت چرخانده می شود، استم و دریچه، در جهت رو به پایین خط جریان مایع، جا به جا می شوند و دروازه به طور بسیار محکمی، بین دو جایگاه قرار خواهد گرفت. در نتیجه هنگامی که شیر به طور کامل بسته شود، هیچ نشتی مایعی از طریق شیر، رخ نخواهد داد.
هنگامی که سرفلکه در خلاف جهت عقربه های ساعت بچرخد، استم و دروازه، در جهت رو به بالای خط جریان مایع، جا به جا می شوند و شیر از موقعیت بسته به باز، تغییر حالت می دهد و امکان جریان یافتن مایع را از طریق شیر کشویی فراهم می آورد. زمانی که شیر کشویی به طور کامل باز باشد، هیچ مقاومتی دیده نمی شود یا مقاومت بسیار کمی نسبت به جریان مایع وجود خواهد داشت.
می توان از شیر کشویی در شرایط نیمه باز نیز استفاده کرد اما در این حالت مشکل فرسایش دروازه شیر وجود خواهد داشت چرا که در صورت نیمه باز بودن شیر، مایع به دروازه ضربه می زند. در نتیجه توصیه می شود شیر کشویی در شرایط کاملاً باز یا کاملاً بسته مورد استفاده قرار گیرد.
لازم به ذکر است که این شیرها به عنوان شیرهای جداکننده در خطوط لوله نصب شده اند و نباید به عنوان شیرهای تنظیم کننده یا کنترلی مورد استفاده قرار بگیرند.
انواع شیرهای کشویی
سه راه برای طبقه بندی شیر کشویی وجود دارد.
- بر اساس نوع صفحه
- گووه ای مخروطی مستحکم
- گووه ای انعطاف پذیر
- گووه ای دو بخشی یا صفحات موازی
- بر اساس نوع اتصال کلاهک (بونت) بدنه
- بونت پیچ خورده
- بونت پیچی
- بونت جوشی
- بونت آب بندی شده تحت فشار
- انواع جا به جایی میله (stem)
- دسته بالارونده یا نوع OS و Y (دسته خارجی و نوع پیچ خورده)
- دسته درجا
شیرکشویی گووه ای مستحکم
شیر کشویی گووه ای مستحکم، به دلیل سادگی و قدرتی که دارد، رایج ترین و گسترده ترین نوع دیسک مورد استفاده است. یک شیر با گووه مستحکم، می تواند در هر حالتی نصب شود و تقریباً برای تمام مایعات، مناسب است و در جریان های آشفته نیز می تواند مورد استفاده قرار بگیرد.
اگرچه به دلیل بارهای لوله یا انبساط حرارتی، نمی تواند پاسخگوی تغییرات در تراز جایگاه (seat) باشد. در نتیجه این نوع از دیسک، بسیار مستعد نشت است.
در واقع می توان برای این نوع از شیرهای کشویی یک بازه حرارتی تعریف کرد تا مسیر جریان مایعات را در صورت بالا رفتن حرارت، بیش از بازه تعیین شده، مسدود کنند. عملکرد این شیرها برای مسدود کردن جریان به این صورت است که دیسک گووه ای با انبساط فلز، پایین آمده و بین دو جایگاه (seat) گیر می کند.
شیر کشویی گووه ای منعطف
دیسک گووه ای منعطف، یک دیسک یک تکه ای مستحکم با یک برش، حول محیط آن است. این برش ها از نظر اندازه، شکل و عمق، متفاوت هستند. یک برش باریک و کم عمق روی محیط دیسک گووه ای، انعطاف کمتری به دیسک می دهد اما استحکام آن را حفظ می کند.
این نوع طراحی، یکپارچگی جایگاه را بهبود بخشیده و سفتی بهتری را در برابر نشتی، ارائه می دهد. همچنین در شرایطی که امکان وجود حرارت بالا باشد، عملکرد را بهبود می بخشد. شیرهای کشویی گووه ای انعطاف پذیر در سیستم های بخار، مورد استفاده قرار می گیرند. توسعه حرارتی خط بخار، گاهی اوقات باعث از ریخت افتادگی بدنه های شیر می شود که ممکن است منجر به کور شدن حرارتی شود. دروازه منعطف، این امکان را ایجاد می کند که دروازه با فشرده شدن جایگاه ناشی از انبساط حرارتی لوله بخار، خم شود و از کور شدن حرارتی جلوگیری کند.
شیر کشویی گووه ای دو بخشی یا صفحات موازی
دیسک گووه ای دو بخشی، شامل دو بخش سخت می شود و با کمک یک مکانیسم مخصوص در کنار هم قرار می گیرند. در این طراحی، دیسک آزاد است تا خود را با سطح جایگاه، تنظیم کند. دیسک دو بخشی می تواند به شکل گووه یا نوع موازی آن باشد.
دیسک های موازی به صورت فنری، بار می شوند. لذا آنها همیشه متصل به جایگاه ها هستند و به صورت دو طرفه، آب بندی شده اند. گووه دو بخشی برای گازها و مایعات غیر متراکم در دمای معمولی و بالا مناسب است.
کاربرد شیر کشویی
شیرهای کشویی تقریباً در تمام سرویس های سیال نظیر هوا، گاز مایع، بخار آب، روغن گریس، هیدروکربن و تقریباً هر سرویسی، مورد استفاده قرار می گیرند.
برخی شیرهای کشویی مخصوص نظیر شیر کشویی چاقویی، در محصولات پودری و آبکی مورد استفاده قرار می گیرند.
مزایای شیر کشویی
- افت فشار، حین عملکرد آن بسیار پایین است.
- از بیشتر شیرهای کشویی می توان به عنوان شیرهای دو طرفه استفاده کرد.
- برای به کارگیری در فشار و دمای بالا مناسب هستند و نیاز به نگهداری کمتری دارند.
- از آنجایی که کانال واسطه ای بدنه، مستقیم است، مقاومت کمتری نسبت به مایع نشان می دهد.
معایب شیر کشویی
- نمی توان از آن برای کنترل جریان استفاده کرد.
- سرعت عملکرد شیر کشویی، کند است و باز و بسته کردن آن زمان بر است، این مورد همچنین می تواند یک مزیت محسوب شود، چرا که احتمال ضربه خوردن را کاهش می دهد.
- هنگامی که نیمه باز باشد، صدا و لرزش ایجاد می کند.
- تعمیراتی نظیر لپینگ و سنگ زنی به دلیل دسترسی محدود، با این شیرها دشوارتر خواهد شد.
آهن اول انواع شیر کشویی را با بهترین کیفیت عرضه می دهد. همچنین شما مشتریان عزیز می توانید جهت اطلاع از قیمت شیر پروانه ای، قیمت شیر یکطرفه، قیمت شیر توپی، قیمت شیر سوپاپی، قیمت شیر صافی و سایر محصولات با کارشناسان آهن اول در ارتباط باشید.
