گیت ولو (شیر دروازه ای) Gate Valve
عمل اصلی این شیر در حقیقت قطع کامل و یا ایجاد ارتباط بین دو جریان سیال می‌باشد. این بدان معناست که این نوع شیرها یا بایستی کاملا بسته و یا کاملا باز باشند و در واقع بصورت نیمه باز نمی‌توان از آنها استفاده کرد. زیرا با اینکار در شیر لرزش ایجاد شده و خوردگی دیسک و نشیمنگاه را به همراه دارد. بدین ترتیب عمر بهره برداری آن به شدت کاهش خواهد یافت. همینطور که از نام این شیر مشخص است به کمک دروازه‌ای که درمسیر حرکت سیال قابل تغییر مکان دادن می‌باشد عمل می‌نماید که این دروازه به صورت عمودی در مسیر جریان حرکت کرده و جریان را قطع و یا برقرار می‌کند. این شیر در نمونه‌ها و اندازه‌های مختلف موجود می‌باشد.
در مورد این نوع شیرها ذکر این نکته لازم است که همگی دارای اجزای یکسان می‌باشند که با توجه به مدل‌های مختلف از نظر نوع شرکت سازنده با یکدیگر تفاوت جزئی از نظر ساختمانی دارند ولی تمامی شیرها دارای مکانیزم یکسان می‌باشند. استاندارد ۶۰۰ API یکی از مهمترین استانداردهایی است که برای گیت ولو (شیر دروازه ای) Gate Valve فولادی از اندازه 1 NPS تا اندازه ۲۴ NPS کاربرد دارد.
همچنین استاندارد 34-16 ASME B گیت ولو (شیر دروازه ای) Gate Valve کلاس ۱۵۰ تا کلاس ۲۵۰۰ را در بر می‌گیرد.
طبقه بندی گیت ولو (شیر دروازه ای) Gate Valve
شیرهای دروازه‌ای بر اساس ساقه و نوع دیسک، در هر کدام به انواع مختلف تقسیم بندی می‌شوند
که در ادامه ذکر می‌گردند.
انواع شیرهای دروازه‌ای براساس ساقه (محور)
شیرهای دروازه‌ای بر اساس ساقه به سه دسته زیر تقسیم بندی می‌شوند:
· گیت ولو (شیر دروازه ای) ساقه متحرک (Rising Stem Gate Valve)
· گیت ولو (شیر دروازه ای) ساقه ثابت (Non Rising Sterm Gate Valve)
· گیت ولو ( شیر دروازه ای) ساقه گوشواره‌ای (Sliding Stem Gate Valve)
شیر دروازه‌ای ساقه متحرک
در این نوع شیرها با چرخاندن فلکه دستی، ساقه و کشو با هم حرکت نموده و آن دو بالا و پایین می‌روند، ساقه این نوع شیرها در قسمت مجاور فلکه پیچ شده و قسمت پیچ شده در بوش ساقه قرار گرفته به طوری که پیچهای بوش درگیر هم می‌باشند. انتهای ساقه با کشوی شیر نیز یکپارچه شده به طوری که هنگام گردش فلکه کشوی شیر همراه ساقه به طرف بالا یا پایین حرکت می‌کند و در نتیجه موقعی که شیر در حالت کاملا باز باشد ساقه به اندازه طول کشو از فلکه دستی بالاتر و بیرون قرار می‌گیرد.
مزایای این نوع شیر این است که چون قسمت پیچ دار ساقه با سیال درون شیر تماس ندارد بنابراین از اثرات نامطلوب مواد شیمیایی داخل شیر محافظت میشود و به علت در دسترس بودن ساقه روغنکاری آن آسان می‌باشد.
گیت ولو (شیر دروازه ای) Gate Valve ساقه ثابت
ساقه این نوع شیرها در قسمت انتهایی پیچ شده و فلکه دستی آن با ساقه شیر یکپارچه ساخته شده است. ضمنا قسمتی از ساقه در محلی که از داخل کلاهک عبور می‌کند با یک عدد فلنج پوشانیده شده که در نتیجه نمی‌تواند به بالا و پایین حرکت نماید. هنگامی که فلکه دستی می‌گردد ساقه نیز می‌چرخد و به علت اینکه کشو (دیسک) نیز از داخل پیچ شده در اثر درگیری پیچ ساقه با پیچ کشو، هنگام حرکت ساقه، کشو کار مهره را انجام داده و بر حسب گردش ساقه بالا یا پایین می‌رود و در نتیجه شیر باز یا بسته میشود. به این نوع شیرهای دروازه‌ای در اصطلاح و به اختصار، NRS می‌گویند.
در این نوع شیرها به علت اینکه قسمت پیچدار با مواد داخل شیر تماس دارد در معرض حمله اثرات شیمیایی زنگ زدگی و رسوبات قرار می‌گیرند. لذا آنها را روی جریان سیالاتی که جنبه خورندگی دارند قرار نمی‌دهند. ضمناً به علت اینکه قسمت پیچ دار ساقه داخل دنده شیر قرار دارد ضربه نخواهد دید.
گیت ولو (شیر دروازه ای) Gate Valve ساقه گوشواره ای
عملکرد ساقه این نوع شیر بصورت خطی بوده و در مسیر مستقیم به سمت بالا و پایین حرکت می‌کند. این عملیات با استفاده از اهرمی که جایگزین دسته گردان شده است، انجام می‌پذیرد. ساقه در این نوع شیر دارای هیچ دنده‌ای نمی‌باشد. این ساقه بیشتر در جاهایی که نیاز به باز و بسته شدن سریع خط می‌باشد کاربرد مفید دارد.
انواع شیر گیت ولو Gate Valve یا شیر دروازه‌ای براساس نوع دیسک
شیرهای دروازه‌ای بر اساس نوع دیسک به پنج دسته زیر تقسیم بندی می‌شوند:
· گیت ولو یا شیر دروازه‌ای دیسک موازی (Parallel Disk Gate Valve)
· گیت ولو یا شیر دروازه‌ای دیسک گوه ای (Wedge Disk Gate Valve)
· گیت ولو یا شیر دروازه‌ای دیسک تیغه‌ای یا چاقویی (Knife Disk Gate Valve)
· گیت ولو یا شیر دروازه‌ای دیسک مجرای مدور (Conduit Disk Gate Valve)
· گیت ولو یا شیر دروازه‌ای دیسک کشویی یا دریچه‌ای (Penstock Disk Gate Valve)
گیت ولو یا شیر دروازه‌ای دیسک موازی (Parallel Disk Gate Valve)
این نمونه از شیرهای دروازه‌ای دارای دو صفحه موازی در اطراف دیسک می‌باشند که به صورت دروازه‌ای بین دو سیت رینگ موازی حرکت می‌کنند. در برخی از انواع این نوع شیر می‌توان کلیه مکانیزم‌های موجود در شیرهای توپی از نوع باز و بسته را بکار برد. به همین دلیل می‌توان از آن در خطوط انتقال نفت و گاز استفاده نمود. این نوع شیر در دو نوع تک دیسک موازی (Single Disk Parallel) و دو دیسک موازی (Double Disk Parallel) تولید میشود.
از مزایای شیر دروازه‌ای با دیسک موازی می‌توان به گشتاور نسبتا پایین آن اشاره نمود، ولی قیمت آن نسبت به نوع گوهای بالاتر و تعمیر آن سخت تر می‌باشد. برای افزایش عمر کارکرد این نوع شیر، سطح آنرا پس از سنگ زنی، سخت کاری می‌کنند که این عمل با پوشش دهی موادی مانند نیکل، کروم، کادمیم، و کربید تنگستن صورت می‌گیرد به طوری که پس از انجام این عمل سطح دیسک همانند یک آینه می‌گردد.
گیت ولو یا شیر دروازه‌ای دیسک گوه ای (Wedge Disk Gate Valve)
در این نوع گیت ولو یا شیر دروازه ای، دیسک یا عضو مسدود کننده گوهای شکل است و باز کردن شیر راحت تر از حالت دیسک موازی می‌باشد. مقدار تنش وارده به دیسک در حالت گوهای کمتر می‌باشد ولی به دلیل اینکه هنگام باز بودن شیر، جریان به قسمت بالا راه می‌یابد، افت فشار در این حالت بیشتر است و جریان متلاطم تر میشود. در این نوع شیرها از دو نوع نشیمنگاه مورب و یک دیسک مورب استفاده می‌گردد. شیرهای دروازه‌ای که با این نوع دیسک ساخته می‌شوند بسیار فراوان می‌باشند و با توجه به آب بندی مناسب، قیمت کمتر و نشیمنگاه فلزی، کاربرد فراوانی در شبکه مایعات مختلف دارند.
دیسک فلزی در این نوع معمولا دارای زاویه‌ای بین ۳ تا ۵ درجه می‌باشد که باعث میشود تا هنگام بستن شیر، نیروی مورد نیاز برای آب بندی بین دیسک و حلقه نشیمن، حداکثر مقدار ممکن را داشته باشد. محل قرارگیری حلقه‌های آب بندی، زاویه و سطح صافی آنها بسیار مهم بوده و در عملكرد شیر تاثیر مهمی دارند. به طور کلی ساخت و یا تعمیر این نوع شیر بسیار آسان تر از انواع شیرهای دیگر می‌باشد، دیسک گوه ای به دو دسته ساده و دو تکه تقسیم میشود. شیر دروازه‌ای گوه ای با توجه به کاربردهای فراوانی که دارد، دارای تنوع متفاوتی در نوع دیسک می‌باشد که در ادامه معرفی می‌گردند:
• Solid Wedge Gate Valve: دارای یک دیسک گوهای صلب یا انعطاف پذیر می‌باشد
. علاوه بر سرویس‌های قطع و وصل، این شیرها را می‌توان برای تنظیم جریان، معمولا
برای اندازه‌های بزرگتر و مساوی ۶ اینچ بکار برد، اما چنانچه دیسک مربوطه در طول مسیر به طور کامل مهار نشود دچار لرزش خواهد شد.
• Split Wedge Gate Valve: دیسک بصورت گوه بدون استفاده از راهنمای فشاری روی نشیمنگاههای زاویه دار قرار می‌گیرد. شرح آن مانند دروازهی دو دیسک با نشیمنگاههای موازی می‌باشد و برای شیرهای کوچک با سرویس‌های بخار ساخته میشود.
• Flexible Wedge Gate Valve: این نوع شیر بصورت یکپارچه ساخته شده و کناره‌های خارجی آن انعطاف پذیر است به طوریکه در صورت پیچیدگی بدنه، نیروی وارده بر روی کشو وارد میشود و کناره‌های خارجی آن را در بر می‌گیرد. در اثر انعطاف پذیر بودن گشتاور حاصله باز و بسته شدن شیر را تقلیل می‌دهد، همچنین امتیاز ویژه این شیر آن است که در شرایط فشار و حرارت بالا کاربرد فراوانی دارد.
گیت ولو یا شیر دروازه ای دیسک تیغه‌ای یا چاقویی (Knife Disk Gate Valve)
در نوع چاقویی عضو مسدود کننده دارای لبه‌های تیزی است تا چنانچه ذراتی در نشیمنگاه قرار گرفته باشند، آنها را قطع نمایند و آب بندی به صورت بهتری انجام گیرد. با توجه به سادگی ساختمان این شیر، تعمیر و تعویض قطعات آن راحت تر و کم هزینه تر از بقیه شیرها می‌باشد.
گیت ولو یا شیر دروازه‌ای دیسک مجرای مدور (Conduit Disk Gate Valve)
در این نوع، دروازه صفحه‌ای مقطع مستطیل است که حفرهای دایره‌ای شکل به اندازه مجرای ورودی شیر روی سطح آن ایجاد شده است. این نوع شیر در سامانه‌های گاز، مایع، سیال با ذرات جامد معلق در آن، و سامانه‌های برودتی کاربرد دارد.
گیت ولو یا شیر دروازه‌ای دیسک کشویی یا دریچه‌ای (Penstock Disk Gate Valve)
این نوع شیر دارای دریچه بزرگی برای قطع و وصل جریان می‌باشد. از جمله کاربردهای آن می‌توان به عبور مقدار زیاد آب، استفاده در واحد‌های تصفیه فاضلاب، سدهای کوچک، کشتی ها، و دریچه‌های ضد نفوذ آب اشاره کرد.
مزایا و معایب گیت ولو یا شیرهای دروازه‌ای Gate Valve
مزایای شیرهای دروازه‌ای عبارتند از :
· این شیرها در محل‌هایی بکار می‌روند که بخواهند جریان سیال را به طور کامل بسته یا باز نمایند. از این شیرها در مسیر لوله‌هایی با طول زیاد استفاده میشود.
· این شیرها برای محدوده وسیعی از سیالات می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد و در هنگام بسته شدن آب بندی خوبی دارد.
· این شیرها در مایعات چسبنده همانند گریس‌های سبک، روغن‌های سنگین و سایر سیالات غیر قابل اشتعال کاربرد دارند.
· این شیرها دارای افت فشار کمی می‌باشند.
· دیسک این شیر وقتی بطور کامل باز میشود از مسیر عبور جریان حذف میشود. این خاصیت باعث از بین رفتن هر گونه مقاومتی در شیر هنگامی که باز است می‌گردد. نشتی در این شیرها به دلیل قرارگیری دیسک در داخل حلقه به مقدار زیادی کاهش می‌یابد.
معایب گیت ولو یا شیر دروازه ای Gate Valve عبارتند از:
· اگر شیر در حالت نیمه باز باقی بماند، چون مسیر عبور عمود بر دریچه شیر است، دائم به آن ضربه زده و باعث لرزش دریچه و سایر قطعات متصل به آن می‌گردد و در نتیجه باعث فرسودگی زودرس قطعات میشود.
· سرعت زیاد مایع یا گاز عبوری، اگر با دریچه نیم باز در تماس باشد، حالت برندگی به آن می‌دهد و باعث سایدگی زودرس قطعات شیر میشود.
· چون دریچه و نشیمنگاه شیر دروازه‌ای اکثرا ذوزنقه‌ای شکل ساخته میشود، در صورت ساییده شدن تعمیر آنها مشکلتر از سایر شیرهاست.
· سطح مقطع مجرای باز شده تناسب مستقیم با تعداد دور چرخش دسته شیر ندارد، بنابراین تنظیم دقیق مقدار دلخواه عبور مایع یا گاز مشکل تر از سایر شیرهاست.
· برای تنظیم جریان مناسب نیستند.
