معرفی انواع شیر کشویی در صنعت + طبقه بندی شیرهای کشویی بر اساس قطعات

شیر کشویی چیست و انواع شیرهای کشویی

گیت ولو یا شیر کشویی، نوعی از شیرهای مورد استفاده در سیستم پایپینگ و لوله کشی صنعتی است که با قرار دادن یک دروازه یا گوه مستطیلی شکل در مسیر سیال، برای قطع جریان استفاده می شود. شیر کشویی به فضای بسیار کمی در امتداد محور لوله نیاز دارد. شیرهای کشویی معمولا برای خطوط لوله با قطر بزرگتر از 2 اینچ استفاده می شوند، زیرا ساخت آنها نسبت به سایر ولوها در اندازه های بزرگ، پیچیدگی کمتری دارد.

شیر کشویی چیست؟(Gate Valve)

همانطور که در تصویر نشان داده شده است، شیر کشویی از یک دیسک کشویی شکل تشکیل شده است که توسط یک ساقه رزوه دار و چرخ دستی فعال می شود.چرخ دستی به صورت عمودی به سمت بالا و پایین حرکت می کند. در حالت بسته، دیسک مسیر جریان را قطع می کند. می توانید مقاله شیر دروازه ای را نیز مطالعه کنید.

اصول کار شیر کشویی

شیر کشویی از سه جزء اصلی تشکیل شده اند:

• بدنه (body)
• بونت (bonnet)
• تریم (trim)

بدنه شیر کشویی با اتصالات فلنجی، پیچی یا جوشی به لوله کشی متصل می شود.بونت، حاوی قطعات متحرک است که با پیچ و مهره به بدنه متصل می شود تا امکان تمیز کردن و نگهداری را فراهم کند. تریم شامل ساقه، گیت، گوه یا دیسک و حلقه های سیت است.

مکانیسم کار شیر کشویی بسیار ساده است. هنگامی که چرخ دستی چرخانده می شود، ساقه را می چرخاند که از طریق رزوه ها به حرکت عمودی گیت تبدیل می شود.از این نوع شیرها به عنوان شیرهای چند چرخشی نیز یاد می شود، زیرا برای باز و بسته شدن کامل شیر بیش از یک چرخش 360 درجه نیاز است. هنگامی که دروازه از مسیر جریان برداشته می شود، شیر باز می شود و هنگامی که به جای خود باز می گردد، شیر بسته است

انواع شیر کشویی بر اساس طراحی عامل بستن جریان

همانطور که انواع مختلفی از شیرهای کنترلی و انواع کنترل ولو وجود دارند، عامل بستن جریان در شیر کشویی نیز در طرح ها و تکنولوژی های گوناگون وجود دارد. که شامل دو نوع است :

1. شیر کشویی موازی یا گیت ولو پارالل (Parallel Gate Valve): در این نوع شیر از یک دروازه صاف بین دو سیت موازی استفاده می شود.
   • دروازه موازی معمولی (Conventional Parallel Gate)
   • دروازه کانالی (Through-Conduit Gate)
   • دروازه چاقو شکل (Knife Gate)
2. شیر کشویی گوه ای یا گیت ولو وج (Wedge Gate Valve) : از دروازه شیبدار نامتقارن بین سیت های شیبدار استفاده می شود.
   • گوه مخروطی ساده (Solid Taper Wedge)
   • گوه تقسیم شده (Split Wedge)
   • گوه انعطاف پذیر (Flexible Wedge)

شیر کشویی موازی

شیر کشویی موازی دارای یک دروازه موازی برای بستن جریان است. این عضو ممکن است از یک دیسک منفرد یا دیسک های دوقلو با مکانیزم انتشار در بین آنها تشکیل شده باشد.نیرویی که دیسک را بر روی سیت اعمال می کند، توسط فشار سیال بر روی یک دیسک شناور یا یک سیت شناور کنترل می شود. از آنجایی که دیسک روی سطح سیت می لغزد، شیر دروازه موازی قادر به جابجایی مایعاتی هستند که دارای مواد جامد معلق هستند.

شیر کشویی موازی معمولی

در یک شیر کشویی موازی معمولی، عامل بستن جریان از دو دیسک با فنرهایی در بین آنها تشکیل شده است. وظیفه این فنرها حفظ اتصالات بالادست و پایین دست در تماس لغزشی و تنظیم فشارهای کم سیال است. دیسک ها به گونه ای حرکت می کنند که از طغیان جریان هنگام حرکت ولو به سوی حالت کاملا باز جلوگیری کنند. مزایای استفاده از این ولو، تولید آسان، قیمت پایین و هزینه نگهداری اندک است. تنها عیب آن وجود افت فشار جزئی در سراسر ولو است.

شیر کشویی کانالی

شیر کشویی کانالی، یک ولو تک واحدی است که تنها یک سوراخ دارد. همان طور که در شکل زیر می بینید، در حالت باز، اندازه سوراخ با دو حلقه سیت تراز می شود تا جریانی آرام با کمترین تلاطم ایجاد کند. این طراحی خاص حداقل افت فشار را در سیستم امکان پذیر می کند. این ویژگی برای حمل و نقل نفت خام و مشتقات گاز طبیعی (NGL ) مناسبی است.سیت های ولو تمیز می مانند و حفره دیسک مواد خارجی را جذب می کند. از این رو حفره دارای یک پلاگین داخلی برای تعمیر و نگهداری و تخلیه مواد خارجی انباشته شده است.

این شیرها در خطوط لوله ای استفاده می شود که در آن از پیگ ها برای تمیز کردن رسوبات یا زباله های درون لوله استفاده می شود.کاربردهای معمول شیرهای کشویی کانالی در سیستم های حاوی آب آلوده، فاضلاب و سیالات دارای مواد جامد معلق، لجن یا زباله است.

شیر کشویی چاقو شکل

شیر کشویی چاقو شکل نوع خاصی از شیر کشویی موازی است که برای کنترل سیستم هایی با درصد زیاد جامدات معلق طراحی شده اند.از این نوع شیر کشویی برای جابجایی دوغاب، سیالات چسبناک، خورنده و مواد ساینده استفاده می شود. وجود یک دیسک لبه چاقویی که قادر به برش مواد فیبری است و عدم وجود حفره بدنه دریچه، موجب شده که این شیر توانایی انتقال این سیالات را داشته باشد.

این دیسک حرکت جانبی دارد و با گیره هایی در پایین به سیت فشار می آورد. اگر سیال چگالی بالایی داشته باشد، سیت های او رینگ ( O-ring) عایق بندی کاملی به شیر می دهند.این شیرها در صنایع کاغذسازی، مواد معدنی و فلزات، کارخانه های فولاد، نیروگاه های حرارتی و صنایع شیمیایی و پتروشیمی کاربرد دارند. شیر کشویی چاقویی در مقایسه با سایر شیرهای کشویی دارای طول کوتاهتری است. در نتیجه این شیر در مقایسه با سایر شیرهای کشویی وزن کمتری دارد.

شیر کشویی گوه ای

تفاوت شیر دروازه گوه ای با شیر کشویی موازی در این است که عامل بستن جریان گوه ای شکل است. شکل گوه ای، شیر را قادر می سازد نه تنها در برابر فشارهای زیاد، بلکه در برابر فشارهای پایین سیال نیز آب بندی خوبی ایجاد کند. بنابراین میزان سفتی سیت که با شیر کشویی گوه ای به دست می آید، بسیار بالاتر از شیرهای کشویی موازی معمولی است.در ادامه انواع گوناگون شیرهای کشویی گوه ای را می بینید.

شیر کشویی گوه ای ساده

گوه ساده به دلیل سادگی و استحکام رایج ترین و پرکاربردترین انواع دیسک است. این نوع دیسک ممکن است دارای ساختار توپر یا توخالی باشد.این طراحی ساده و مستحکم است، اما اعوجاج بدنه شیر به دلیل تنش های حرارتی ممکن است گوه فلزی را از بین ببرد یا گیر کند و آن را مستعد نشتی کند.

یک شیر با گوه جامد می تواند در هر موقعیتی نصب شود و تقریبا برای همه سیالات مناسب است. می توان از آن در جریان آشفته نیز استفاده کرد.گوه جامد در صورت استفاده در سرویس های با دمای بالا دچار قفل حرارتی می شود. قفل حرارتی پدیده ای است که در آن به دلیل انبساط فلز، گوه بین سیت ها گیر می کند. شیرهای کشویی گوه ساده معمولا در کاربردهای فشار و دمای متوسط ​​تا پایین استفاده می شوند. برای غلبه بر مشکل هم ترازی گوه های ساده، گوه های خود تراز یا تقسیم شده ایجاد شدند. بدین ترتیب گوه با مقادیر کمی اعوجاج ناشی از کشیدگی خط لوله یا سایش سیت تطبیق پیدا کرد.

شیر کشویی گوه ای تقسیم شده یا گیت ولو اسپلیت وج

دیسک تقسیم شده گوه ای از دو قطعه تشکیل شده که با کمک مکانیزم خاصی مانند حلقه یا فنر در کنار هم قرار می گیرند.برای نگه داشتن صفحات در کنار هم، بدنه دارای شیارهایی است که مجموعه گوه در آنها حرکت می کند. گوه تقسیم شده، به گونه ای تنظیم می شود که در هر دو طرف سیت تراز می شود. انعطاف پذیری ویژگی اصلی طراحی گوه تقسیم شده است. این انعطاف‌پذیری باعث می شود که گوه راحت تر آب بندی شود.این نوع گوه برای تصفیه گازها و مایعات غیر متراکم در دمای معمولی به ویژه مایعات خورنده مناسب است.

شیر کشویی گوه ای انعطاف پذیر

گوه انعطاف پذیر یک دیسک جامد یک تکه با برش در اطراف آن است. این گوه به اندازه ای کافی انعطاف پذیر است که جهت گیری خود را پیدا می کند.از آنجایی که گوه ساده است و فاقد اجزای جداگانه ای است، این ساختار به یک طراحی مطلوب تبدیل شده است. این طراحی تراز سیت را بهبود می بخشد و آب بندی بهتری را ارائه می دهد.

انواع شیر کشویی بر اساس طراحی ساقه

ساقه عامل اتصال چرخ دستی و دیسک به یکدیگر است که وظیفه قرارگیری مناسب دیسک را بر عهده دارد. ساقه ها معمولا قطعاتی فورج شده هستند و با رزوه یا روش های دیگر به دیسک متصل می شوند. بسته به اینکه کدام انتهای ساقه رزوه شود، ساقه ها می توانند بالارونده یا غیربالارونده باشند.

گیت ولو با ساقه بالارونده

ساقه بالارونده به گیت متصل می شود و با کار کردن شیر، با هم بالا و پایین می روند. همچنین امکان گریس کاری ساقه نیز وجود دارد.یک مهره دور ساقه رزوه دار می چرخد ​​و آن را حرکت می دهد. این نوع شیر دارای ساقه رزوه ای داخلی است و به دلیل بالا و پایین رفتن و حرکت چرخشی، در معرض سایش قرار می گیرد. این نوع شیر فقط برای نصب روی زمین مناسب است.

شیر کشویی با ساقه غیر بالا رونده

ساقه غیر بالا رونده به داخل گیت رزوه می شوند و با بالا و پایین رفتن گوه در داخل شیر می چرخند. چرخش چرخ دستی، شیر را به کار می اندازد، اما ساقه از محفظه خارج نمی شود.این شیر فضای عمودی کمتری را اشغال می کنند زیرا ساقه در داخل بدنه شیر نگه داشته می شود. این نوع شیر برای تاسیسات روی زمین و تاسیسات زیرزمینی مناسب هستند.