شیرهای دروازه ای یا کشویی نوعی شیر دستی با حرکت خطی هستند. در این شیرها، یک دیسک مستطیلی یا دایره ای روی یک دریچه به صورت کشویی می لغزد. بدین ترتیب این دیسک که به آن «دروازه» می گویند، جریان را متوقف می کند. شیرهای دروازه ای یا کشویی را معمولاً برای جداسازی سیالات و نه تنظیم جریان آن ها، مورد استفاده قرار می دهند. یعنی آن ها را تنها در یکی از دو حالت کاملاً بسته یا کاملاً باز می گذارند. این شیرها برای تنظیم جریان و بودن در حالات میانی بین باز و بسته مناسب نیستند. زیرا جریان های پر سرعت می توانند دیسک نیمه باز شیرهای دروازه ای یا کشویی را دچار لرزش و ضربه دیدگی کنند. بدین ترتیب دیسک و دریچه ها به سرعت دچار فرسودگی خواهند شد.
باز یا بسته کردن جریان در شیرهای دروازه ای یا کشویی با حرکت دادن دروازه به درون مجرای جریان سیال یا خارج کردن دروازه از آن، اتفاق می افتد. این جریان سیال می تواند در هر دو سو باشد. استفاده از شیرهای دروازه ای در کارخانجات تصفیه نفت و پتروشیمی رایج تر است. زیرا جریان سیالات در این کارخانه دارای فشار پایینی می باشد. همچنین شیرهای دروازه ای را برای جریان های رو به بالا، به دلیل فشار زیاد و مدت زمان طولانی بسته یا باز ماندن، کمتر مورد استفاده قرار می دهند. چرا که در آن صورت، نیاز است فلکه بارها چرخانده شود.
سه جزء اصلی شیرهای دروازه ای یا کشویی عبارتند از: بدنه، بونت و تریم که در ادامه به معرفی آن ها خواهیم پرداخت.
اجزای شیرهای دروازه ای یا کشویی به طور کامل عبارتند از (شکل را ببینید):
شیرهای دروازه ای یا کشویی را از دیدگاه های متفاوتی دسته بندی کرده اند. مثلاً می توان شیرهای دروازه ای یا کشویی را بر اساس نوع دیسک یا نوع استم دسته بندی نمود. البته راه های دیگری نیز برای دسته بندی این شیرها هست. در ادامه، چند مورد از دسته بندی های این شیرها و انواع آن ها را ذکر می کنیم.
انواع شیرهای دروازه ای یا کشویی بر اساس نوع المان بسته شدن (دیسک)
شیرهای دروازه ای یا کشویی بر اساس نوع المان بسته شدن (دیسک)، به هفت نوع تقسیم می شوند که به معرفی هر یک خواهیم پرداخت.
شیرهای دروازه ای یا کشویی دیسک موازی از دو دیسک که در جهت خلاف یکدیگر روی سیت های موازی کشیده می شوند، تشکیل شده اند. این کشیدن توسط فنری انجام می شود که در نقطه بسته شدن قرار گرفته است. رایج ترین نوع از شیرهای دروازه ای یا کشویی دیسک موازی، شیر دروازه ای چاقویی می باشد. در این نوع شیرها، یک دروازه مسطح بین دو سیت موازی قرار می گیرد (یک بستر جریان رو به بالا و دیگری جریان رو به پایین) تا بتواند جریان را به صورت موردنظر قطع کند. شیرهای دروازه ای یا کشویی دیسک موازی تنها برای فشارهای پایین و جریان های کم فشار کاربرد دارند.
پراستفاده ترین شیرهای دروازه ای یا کشویی شیر دروازه ای گوه جامد یا تک گوه ای است. این شیر به دلیل داشتن پایین ترین قیمت در میان شیرها، در فرایندهای صنعتی مرتبط با نفت، گاز و هوا مورداستفاده قرار می گیرد. هدف از طراحی گوه ای شکل این شیرها آن است که بار وارده بر سیت ها بتواند بالاتر برود. شیرهای دروازه ای تک گوه ای را می توان به هر صورت و در هر موقعیتی نصب نمود. این شیرها تقریباً برای همه سیالات مناسب هستند و برای جریان های متغیر کارآمد خواهند بود.
در برخی موارد شیرهای دروازه ای یا کشویی گوه جامد را تنها پس از گرم شدنشان توسط دمای سیستم می توان باز کرد. به این فرایند «کوری گرمایی» می گویند. شیرهای دروازه ای گوه ای را می توان به دو دسته پیچی داخلی و پیچی بیرونی تقسیم کرد. لازم به ذکر است که در صنعت آب به شیرهای دروازه ای گوه‌ای شیر اسلویس هم می گویند.
در شیرهای دروازه ای یا کشویی با گوه انعطاف پذیر از یک گوه انعطاف پذیر استفاده می شود. این گوه انعطاف پذیر برابر می باشد با یک دیسک تک قطعه ای که سرتاسر محیط آن برش داده شده است. برش مذکور می تواند اندازه ها، شکل ها و عمق های متفاوتی داشته باشد. در این نوع شیرها هیچ مشکلی از نظر انبساط و انقباض گرمایی وجود نخواهد داشت. چرا که دیسک می تواند انبساط ها و انقباض های گرمایی را جبران کند. شیرهای دروازه ای گوه ای انعطاف پذیر را بیشتر در سیستم های بخار مورداستفاده قرار می دهند تا از کوری گرمایی جلوگیری به عمل آید. جهت اطلاع از قیمت شیر گازی می توانید به لینک مربوطه در سایت مرکزآهن مراجعه فرمایید.
در شیرهای دروازه ای یا کشویی با گوه تقسیم شده، گوه‌ها به صورت جدا شده و در دو نیم ساخته می شوند. بدین ترتیب گوه خواهد توانست زاویه مناسب را بین وجه های بیرونی به خود بگیرد و با سیت چفت شود. یعنی به طور خودکار با هر دو سطح سیت تنظیم و همسو گردد.
در شیرهای دروازه ای یا کشویی دو دیسکی، دروازه ها به شکل دو دیسک هستند که توسط یک فنر در جهت مخالف هم روی سیت های موازی کشیده می شوند. بدین ترتیب شیر بدون وابستگی به جریان سیال، به خوبی چفت خواهد شد. در نتیجه، شیرهای دروازه ای دو دیسکی برای سیستم های بخار و گازها یا محصولات نفتی سبک بسیار مناسب خواهند بود.
شیرهای دروازه ای یا کشویی فانوسی به گونه ای طراحی شده اند که تماس با مواد زیان بار را هنگام نشت شیر-استم به حداقل برسانند. فانوس یک دستگاه فلزی است که می تواند درز بین استم و بونت را چفت کند. بدین ترتیب از نفوذ سیال سیستم به هوا جلوگیری می شود. فانوس ها به شکل پیچش هایی هستند که امکان حرکت خطی را دارند. این فانوس ها هنگام عملکرد شیر می توانند راه نشت سیال به هوا را ببندند.
شیرهای دروازه ای یا کشویی چاقویی فقط برای دو حالت بسته یا باز هستند. این شیرها بیشتر برای سیستم هایی به کار می روند که میزان جامدات معلق آن ها بالا است. شیرهای دروازه ای چاقویی به خصوص در مواردی کارآمد خواهند بود که سیالات موردنظر دوغابی، ناخالص، فرسایش زا و مخرب باشند.
یکی از تفاوت های اصلی شیرهای دروازه ای یا کشویی چاقویی با نوع معمولی، آن است که شیرهای دروازه ای چاقویی، دیسک تیزتری دارند و می توانند به راحتی سیالات ناخالص یا دوغابی را ببرند. همچنین شیرهای دروازه ای چاقویی وزن کمتری نسبت به نوع معمولی دارند. این نوع شیرها را در کارخانه های فاضلاب، کارخانه های تولید مواد شیمیایی، کارخانه های معدن، کارخانه های سیمان و موارد مشابه به کار می برند. در حالی که شیرهای دروازه ای یا کشویی معمولی، بیشتر برای انتقال آب شرب، شبکه های توزیع آب و ایستگاه های پمپ آب استفاده می شوند.
شیرهای دروازه ای یا کشویی بر اساس نوع استم به دو دسته تقسیم می شوند که عبارتند از:
این نوع شیرهای دروازه ای یا کشویی را تحت عنوان نوع OS&Y (استم و یوک بیرونی) نیز می شناسند. استم این نوع شیرهای دروازه ای هنگام باز شدن بالا می رود و هنگام بسته شدن پایین می آید. بدین ترتیب وضعیت شیر دروازه ای مشخص می گردد. در این نوع شیرهای دروازه ای، رزوه های استم هرگز با مجرای جریان تماس پیدا نمی کنند (یعنی دچار فرسایش و خوردگی نخواهند شد).
به شیرهای دروازه ای یا کشویی با استم غیر بالارونده، شیر پیچ داخلی هم گفته می شود. استم این نوع شیرهای دروازه‌ای با رزوه وارد دروازه می گردد. فلکه و استم این نوع شیرهای دروازه ای با هم حرکت می کنند و استم بالا یا پایین نمی رود. ضمناً استم با مجرای جریان در تماس خواهد بود.
دیگر دسته بندی شیرهای دروازه ای یا کشویی
1- فورج استیل Forged Steel: شیرهای دروازه ای یا کشویی فورج استیل دارای ابعاد کوچک تری هستند و برای مجراهای کوچک مناسب می باشند. ابعاد این شیرها معمولاً تا 5 سانتی متر است.
2- شیرهای دروازه ای کست استیل Cast Steel: این نوع شیرهای دروازه ای یا کشویی که از بقیه متعارف تر هستند، ابعادی بین 5 سانتی متر تا 80 سانتی متر دارند. مواد مورد استفاده در آن ها نیز کربن و آلیاژ استیل (API 600) و استیل ضدزنگ (API 603) است.
3- شیرهای بست فشار: این نوع شیرهای دروازه ای یا کشویی برای فشارهای بالا کارایی دارند. همچنین گوه آن ها معمولاً از نوع انعطاف پذیر و ابعاد آن ها بین 5 و 60 سانتی متر است. این نوع شیرهای دروازه ای عموماً برای فشارهای 600 تا 4500 کارساز خواهند بود. البته باید اتصالات فلنجی آن‌ها با لوله را با جوش لب به لب مستحکم نمود.
جمع بندی
شیرهای دروازه ای یا کشویی یکی از پرکاربردترین شیرها در صنعت به شمار می آیند. این شیرها به خصوص در صنایع نفت و پتروشیمی کاربرد دارند. چرا که فشار سیالات این صنایع زیاد نیست. اجزای اصلی شیرهای دروازه ای یا کشویی عبارتند از: بدنه، بونت و تریم. این شیرها را می توان بر اساس نوع المان بسته شدن یا نوع استم و دیگر معیارها به دسته بندی های مختلفی تقسیم نمود.