دریچه دروازه چیست و چگونه کار می کند؟

برای کسانی که تازه وارد شیرها می شوند، یک سوال رایج این است: شیر دروازه دقیقاً چیست و چگونه باز و بسته می شود؟

به عبارت ساده، یک شیر دروازه مانند یک عمل می کنددرب کشوییداخل یک خط لوله جریان سیال را با بالا و پایین بردن یک صفحه مسطح به نام گیت کنترل می کند. این راهنما اصول اولیه، ساخت شیر ​​دروازه، اصل کار، انواع رایج و کاربردهای عملی را به تفصیل شرح می دهد.

 

1. ساخت پایه شیر دروازه (قطعات شیر ​​دروازه کلیدی)

برای درک نحوه عملکرد شیر دروازه، ابتدا باید اجزای اصلی آن را بشناسید. یک شیر دروازه استاندارد از قسمت های زیر تشکیل شده است:

• بدن: پوشش بیرونی شیر که مستقیماً به خط لوله متصل است. مواد متداول عبارتند از چدن، فولاد چدنی (به عنوان مثال، WCB)، و فولاد ضد زنگ (CF8M). بدنه شیر شامل گذرگاه جریان و سطوح آب بندی است.
• دروازه: مولفه خاموش- هسته، به شکل یک گوه یا صفحه موازی است. هنگامی که دروازه پایین می آید، مسیر عبور جریان را مسدود می کند. وقتی بلند می شود، مسیر را باز می کند.
• ساقه: دروازه را به چرخ دستی (یا محرک) متصل می کند. چرخاندن چرخ دستی، ساقه را به سمت بالا و پایین حرکت می دهد و دروازه را به حرکت در می آورد.
• صندلی: حلقه های آب بندی روی بدنه سوپاپ که با گیت جفت می شوند تا آب بندی محکمی ایجاد کنند. صندلی‌ها معمولاً با آلیاژ Stellite ساخته می‌شوند، یا از PTFE یا فلز برای آب‌بندی سخت فلزی-استفاده می‌کنند.
• کاپوت: روکش بالایی بدنه شیر که برای محکم کردن ساقه و پکینگ استفاده می شود.
• جعبه چاشنی: ساختار آب بندی که از نشتی متوسط ​​در امتداد ساقه جلوگیری می کند، معمولاً با استفاده از بسته بندی گرافیت یا PTFE.

 

یک جزئیات مهم: سطوح آب بندی شیر دروازه ای نیاز به سنگ زنی دقیق دارد. دریچه‌های دروازه صنعتی-معمولاً مطابق هستندISO 5208نرخ A (نشت قابل مشاهده صفر). به عنوان مثال، تحت رتبه بندی فشار کلاس 150، تست مقاومت پوسته هیدرواستاتیک 3.0 مگاپاسکال و تست آب بندی 2.2 مگاپاسکال است.

 

2. اصل کار دقیق دریچه دروازه

منطق عملکرد یک شیر دروازه ساده است: میل می چرخد ​​تا دروازه را به صورت خطی به سمت بالا-و-پایین حرکت کند.

 

فرآیند باز کردن

چرخ دستی را در خلاف جهت عقربه های ساعت بچرخانید تا ساقه را بلند کنید، که دروازه را از صندلی دور می کند. گذرگاه جریان کاملاً باز است و اجازه عبور سیال تقریباً بدون مانع را می دهد. بدون تماس بین پایین دروازه و نشیمنگاه، فرسایش سیال روی سطوح آب بندی حداقل است.

 

فرآیند بسته شدن

چرخ دستی را در جهت عقربه های ساعت بچرخانید تا ساقه را به سمت پایین فشار دهید و دروازه را محکم به صندلی فشار دهید. برای بسته شدن محکم،-پایین دروازه معمولاً گوه-شکل است و یکنیروی گوهکه دروازه را محکم به صندلی قفل می کند.

 

نکته ای که معمولا نادیده گرفته می شود:شیرهای دروازه ای برای تنظیم جریان طراحی نشده اند. باز شدن جزئی دروازه را در معرض-جریان سیال با سرعت بالا قرار می‌دهد و باعث ایجاد لرزش و آسیب به سطوح آب‌بندی می‌شود. شیرهای دروازه ای فقط برایکاملا باز یا کاملا بستهخدمات

 

3. انواع دریچه دروازه معمولی: ساقه بالارونده در مقابل ساقه غیر بالارونده-

دریچه های دروازه بر اساس حرکت ساقه طبقه بندی می شوند که یک ملاحظات کلیدی برای خرید است.

 

1. دریچه دروازه ساقه بالارونده

• ویژگی ها: ساقه دارای رزوه های خارجی است. با چرخش چرخ دستی، ساقه همراه با دروازه بالا و پایین می رود. طول ساقه در معرض به وضوح موقعیت باز/بسته شیر را نشان می دهد.برنامه های کاربردی: بالای-خطوط لوله و تأسیسات زمینی که نیاز به نشان وضعیت قابل مشاهده دارند، مانند تصفیه خانه‌های آب و قفسه‌های لوله پتروشیمی.توجه داشته باشید: برای جلوگیری از انسداد نیاز به فضای خالی کافی دارد.

2. غیر{1}}دریچه دروازه ساقه بالارونده

• ویژگی ها: رزوه های ساقه در داخل کاپوت قرار دارند. هنگامی که چرخ دستی می چرخد، طول ساقه ثابت می ماند. نخ ها دروازه را به صورت داخلی بالا و پایین می کنند.برنامه های کاربردی: خطوط لوله زیرزمینی و فضاهای محدود (به عنوان مثال، چاله های شیر، سیستم های لوله کشی دریایی)، زیرا به فضای عمودی اضافی نیاز نیست.نقطه ضعف: وضعیت باز/بسته را نمی توان به صورت بصری تایید کرد. باید با توقف چرخ دستی یا تعداد چرخش ها نشان داده شود.

 

4. انواع شیر دروازه بر اساس ساختار دروازه

فراتر از طراحی ساقه، شیرهای دروازه نیز بر اساس شکل دروازه طبقه بندی می شوند:

• شیر گیت گوه: دارای دروازه گوه‌ای-و صندلی‌های زاویه‌دار. سفت کردن باعث افزایش نیروی گوه برای یک آب بندی مطمئن می شود. متداول ترین طرح، مناسب برای سرویس بخار یا روغن در دمای بالا و فشار بالا{{4}.
• شیر دروازه موازی: متشکل از دو صفحه موازی با یک فنر در بین آنها. دروازه به وسیله فنر یا فشار متوسط ​​روی صندلی فشرده می شود. معمولاً در برنامه‌های{2}}فشار کم، مانند خطوط لوله تأمین آب استفاده می‌شود.
• دریچه دروازه چاقو: دارای یک دروازه نازک- مانند تیغه است که برای برش دوغاب های حاوی ذرات جامد (مانند خمیر کاغذ، فاضلاب) طراحی شده است. مسیر جریان مستقیم و بدون مانع آن گرفتگی را به حداقل می رساند.

 

5. سوالات متداول (سؤالات متداول)

Q1: تفاوت بین شیر دروازه و شیر گلوب چیست؟

• شیر دروازه: مسیر جریان مستقیم-با مقاومت سیال بسیار کم (تقریباً معادل یک لوله مستقیم در صورت باز بودن کامل). عملکرد کند و برای دریچه گاز مناسب نیست.
• دریچه گلوب: -مسیر جریان Z شکل با مقاومت بالاتر، اما اجازه تنظیم دقیق جریان و خاموش شدن سریع‌تر- را می‌دهد.
• به طور خلاصه: شیرهای دروازه برای خطوط لوله- جریان کامل هستند. دریچه های گلوب برای دریچه گاز یا خاموش شدن سریع- هستند.

Q2: شیرهای دروازه ای چه فشار و دمایی را می توانند تحمل کنند؟

• این بستگی به استانداردهای متریال و طراحی دارد. شیرهای دروازه فولادی معمولی API 600:
• کلاس 150: فشار کاری 1.9 مگا پاسکال در دمای محیط، حداکثر دمای ~425 درجه (WCB)
• کلاس 300: فشار کاری 5.1 مگا پاسکال
• دریچه‌های دمای پایین-: تا 196- درجه (مواد LCC)
• دریچه‌های آلیاژی با دمای-بالا: بالای 800 درجه

Q3: استانداردهای نشت شیر ​​دروازه چیست؟

• استانداردهای صنعتی دنبال می شودISO 5208یاAPI 598. نرخ A به نشتی قابل مشاهده صفر نیاز دارد (حباب- محکم)، در حالی که نرخ B امکان حباب های جزئی را فراهم می کند. اکثر پروژه های پتروشیمی نرخ A را مشخص می کنند.

Q4: چرا شیرهای دروازه نباید تا حدی باز شوند؟

• باز شدن جزئی لبه دروازه را تحت تأثیر-سیال با سرعت بالا قرار می‌دهد که باعث لرزش شدید و سایش سریع سطوح آب‌بندی می‌شود. همیشه شیرهای دروازه را کاملاً باز یا کاملاً بسته کار کنید.

 

6. نحوه انتخاب یک شیر دروازه برای کاربردهای عملی

بر اساس تجربه (COVALVEسالانه ده‌ها هزار شیر دروازه‌ای را به پروژه‌های خاورمیانه، آسیای جنوب شرقی و اروپا تحویل می‌دهد، انتخاب به این عوامل بستگی دارد:

• متوسط: آب یا روغن تمیز از فولاد ریخته گری یا فولاد ضد زنگ استفاده می کند. رسانه های خورنده (اسیدها، قلیاها) از فولاد ضد زنگ یا دریچه های آستردار استفاده می کنند. دوغاب‌های مملو از ذرات-از شیرهای دروازه‌ای چاقویی استفاده می‌کنند.
• رتبه بندی فشار: فشار طراحی خط لوله را با حاشیه ایمنی 10 درصد مطابقت دهید.
• دما: آب بندی نرم (PTFE) برای دمای محیط. آب بندی سخت فلزی-به-فلز برای دماهای بالا.
• فضای نصب: ساقه بالارونده برای استفاده از سطح زمین. ساقه بدون-بالا برای چاله های زیرزمینی یا دریچه ای.
• فعال سازی: چرخ دستی استاندارد است. محرک های الکتریکی، پنوماتیکی، یا هیدرولیک برای شیرهای بزرگ-یا فشار قوی- استفاده می شود.

 

قبل از نصب، سرباره جوش و بقایای آهن را از خط لوله تمیز کنید تا از گیر افتادن بین سطوح آب بندی و ایجاد نشت جلوگیری شود. برای نگهداری، هر شش ماه یکبار ساقه را با گریس چرب کنید و غده بسته بندی را از نظر سفت بودن بررسی کنید.