۱. شیر دروازه‌ای چیست؟
شیر دروازه‌ای (Gate Valve) شیری است که برای باز و بسته کردن جریان سیال در خط لوله استفاده می‌شود. این شیر با بالا بردن دریچه، جریان سیال را مجاز یا محدود می‌کند و شیر را باز یا بسته می‌کند. باید تأکید کرد که شیر دروازه‌ای را نمی‌توان برای تنظیم جریان استفاده کرد، بلکه فقط برای کاربردهایی که نیاز به جریان کامل یا بسته شدن کامل دارند، مناسب است.
شیر دروازه‌ای استاندارد: GB/DIN/API/ASME/GOST.
استاندارد GB:
| طراحی | چهره به چهره | فلنج | تست |
| GB/T12234 | GB/T12221 | جی بی/تی۷۹ | جی بی/تی۹۰۹۲ |
استاندارد دین:
| طراحی | چهره به چهره | فلنج | تست |
| DIN3352 | DIN3202 F4/F5 | EN1092 | EN1266.1 |
استاندارد API:
| طراحی | چهره به چهره | فلنج | تست |
| API 600 | استاندارد ASME B16.10 | استاندارد ASME B16.5 | API 598 |
استاندارد GOST:
| طراحی | چهره به چهره | فلنج | تست |
| استاندارد ملی ۵۷۶۳-۰۲ | استاندارد ملی ۳۷۰۶-۹۳. | استاندارد ملی ۳۳۲۵۹-۲۰۱۵ | استاندارد ملی ۳۳۲۵۷-۱۵ |
ساختار شیر دروازه‌ای
شیرهای دروازه‌ای معمولاً از چندین جزء اصلی تشکیل شده‌اند:
۱) بدنه شیر: مهمترین جزء شیر دروازه‌ای است. جنس آن معمولاً از چدن داکتیل، WCB، SS و غیره ساخته می‌شود.
۲) دروازه: واحد کنترل، که می‌تواند یک صفحه با روکش لاستیکی یا یک صفحه فلزی خالص باشد.
۳) ساقه سوپاپ: برای بلند کردن دروازه استفاده می‌شود، ساخته شده از F6A (فولاد زنگ نزن ۴۲۰ فورج شده)، Inconel600.
۴) کلاهک (Bonnet): پوسته‌ای که در بالای بدنه شیر قرار دارد و به همراه بدنه شیر، یک پوسته کامل شیر دروازه‌ای را تشکیل می‌دهد.
۵) نشیمنگاه شیر: سطح آب‌بندی که در آن صفحه گیت با بدنه شیر تماس پیدا می‌کند.
۳. انواع مختلف شیرهای دروازه‌ای چیست؟
با توجه به نوع ساختار ساقه شیر، می‌توان آن را به شیر دروازه‌ای ساقه غیر بالارونده و شیر دروازه‌ای ساقه بالارونده تقسیم کرد.
1)شیر دروازه‌ای ساقه‌ای غیر بالارونده:بالای ساقه شیر دروازه‌ای ساقه پنهان با چرخ دستی امتداد نمی‌یابد. صفحه دروازه‌ای در امتداد ساقه شیر به بالا یا پایین حرکت می‌کند تا شیر دروازه‌ای را باز یا بسته کند. فقط صفحه شیر کل شیر دروازه‌ای حرکت جابجایی دارد.
2)شیر دروازه‌ای ساقه بالارونده (شیر دروازه‌ای OS&Y):قسمت بالای ساقه‌ی شیر دروازه‌ای که بالا می‌رود، بالای چرخ دستی قرار دارد. وقتی شیر دروازه‌ای باز یا بسته می‌شود، ساقه‌ی شیر و صفحه‌ی دروازه‌ای با هم بالا یا پایین می‌روند.
۴. شیر دروازه‌ای چگونه کار می‌کند؟
عملکرد شیر دروازه‌ای نسبتاً ساده است و شامل مراحل زیر می‌شود:
۱) حالت باز: وقتی شیر دروازه‌ای در حالت باز است، صفحه دروازه‌ای کاملاً بالا می‌رود و سیال می‌تواند به راحتی از طریق کانال بدنه شیر جریان یابد.
۲) حالت بسته: وقتی شیر نیاز به بسته شدن دارد، دریچه به سمت پایین حرکت می‌کند. دریچه به نشیمنگاه شیر فشار داده می‌شود و با سطح آب‌بندی بدنه شیر تماس پیدا می‌کند و از عبور سیال جلوگیری می‌کند.
۵. شیر دروازه‌ای (Gate Valve) برای چه مواردی استفاده می‌شود؟
شیرهای دروازه‌ای کاربردهای گسترده‌ای دارند و می‌توانند در صنایع و محیط‌های مختلف مانند موارد زیر مورد استفاده قرار گیرند:
۱) تصفیه آب: شیرهای دروازه‌ای با آب‌بند نرم معمولاً برای تصفیه آب و فاضلاب استفاده می‌شوند.
۲) صنعت نفت و گاز طبیعی: شیرهای دروازه‌ای با آب‌بندی سخت در صنعت نفت و گاز طبیعی استفاده می‌شوند.
۳) فرآوری شیمیایی: شیرهای دروازه‌ای از جنس استیل ضد زنگ برای کنترل جریان مواد شیمیایی و مایعات خورنده در فرآوری شیمیایی مناسب هستند.
۴) سیستم‌های تهویه مطبوع: شیرهای دروازه‌ای در سیستم‌های گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع (HVAC) استفاده می‌شوند.
بنابراین، آیا می‌توان از شیرهای دروازه‌ای برای تنظیم فشار استفاده کرد؟
همانطور که از مطالب بالا مشخص است، پاسخ خیر است! هدف اصلی شیر دروازه‌ای، باز و بسته شدن کامل است. اگر به زور برای تنظیم جریان استفاده شود، جریان نادرست، تلاطم و سایر پدیده‌ها رخ خواهد داد و به راحتی باعث کاویتاسیون و سایش می‌شود.
۶. مزایای شیر دروازه‌ای
۱) جریان کامل: وقتی دریچه کاملاً باز است، با بالای لوله هم‌سطح است و جریان بدون مانع و حداقل افت فشار را فراهم می‌کند.
۲) نشتی صفر: هنگامی که صفحه گیت با نشیمنگاه شیر تماس پیدا می‌کند، یک آب‌بندی محکم ایجاد می‌شود تا از نشت سیال از طریق شیر جلوگیری شود. سطوح آب‌بندی گیت و نشیمنگاه شیر معمولاً از موادی مانند فلز یا الاستومر الاستیک ساخته می‌شوند تا آب‌بندی و آب‌بندی هوا با نشتی صفر حاصل شود.
۳) آب‌بندی دو طرفه: شیرهای دروازه‌ای می‌توانند آب‌بندی دو طرفه را فراهم کنند و این امر آنها را در خطوط لوله با جریان برگشت‌پذیر، کاربردی می‌کند.
۴) نگهداری آسان: نیازی به باز کردن کامل شیر دروازه‌ای نیست. فقط کافی است درپوش شیر را باز کنید تا ساختار داخلی آن برای نگهداری کاملاً نمایان شود.
۷. معایب شیرهای دروازه‌ای
۱) در مقایسه با سایر شیرهای با اشکال ساده (مانند شیرهای پروانه‌ای)، بدنه شیر از مواد زیادی استفاده می‌کند و هزینه آن بالاتر است.
۲) حداکثر قطر شیر دروازه‌ای باید کوچکتر باشد، عموماً DN≤۱۶۰۰. شیر پروانه‌ای می‌تواند به DN۳۰۰۰ برسد.
۳) باز و بسته شدن شیر دروازه‌ای زمان زیادی می‌برد. در صورت نیاز به باز شدن سریع، می‌توان از یک محرک پنوماتیکی استفاده کرد.