Le valvole di gate sono un prodotto della rivoluzione industriale. Mentre i disegni delle valvole come le valvole a sfera e spina sono in circolazione da più a lungo, le valvole di gate hanno dominato l'industria per decenni, fino a poco tempo fa cedere una quota di mercato significativa per i disegni delle valvole a sfera e farfalle.
Cosa rende le valvole del gate diverse dalle valvole a sfera, spina e farfalla?
Le valvole del gate differiscono dalle valvole a sfera, spina e farfalla in quanto il loro elemento di chiusura, una piastra, un cancello o una valvola di tipo secchio, aumenta attraverso le rotazioni multiple dell'albero o dello stelo, nella parte inferiore dello stelo, fuori dal passaggio e In cima, il cofano. Queste valvole che si aprono in un movimento lineare sono anche conosciute come valvole multi-turn o lineari, a differenza delle valvole a quarto di turno, in cui lo stelo ruota di 90 gradi e normalmente non aumenta.
Le valvole di gate sono disponibili in dozzine di materiali diversi e diversi rating di pressione. Runnano di dimensioni da NPS ½ pollice, che si adatta alla tua mano, a NPS 144 pollici, che è grande come un camion. Le valvole di gate sono realizzate con getti, forgiamenti o componenti saldati, ma i getti dominano il design.
Quali sono le caratteristiche più desiderabili di una valvola di gate?
Una valvola di gate è in grado di aprirsi completamente, lasciando poca ostruzione o attrito nell'orifizio di flusso.
Una valvola di gate aperta fornisce approssimativamente la stessa resistenza al flusso di una sezione del tubo con la stessa dimensione della porta. Di conseguenza, le valvole di gate sono ancora fortemente considerate per il blocco o la commutazione delle applicazioni. In alcune valvole terminologia, le valvole di gate sono indicate come valvole di blocco.
Cosa devo sapere sull'uso delle valvole di gate?
Le valvole di gate non sono generalmente adatte per la regolazione del flusso o il funzionamento in qualsiasi direzione diversa da completamente aperta o completamente chiusa. L'uso di una valvola di gate parzialmente aperta per l'acceleratore o regolare il flusso può causare danni al lembo della valvola o alla sede del corpo a causa della collisione della superficie della sede in un ambiente di flusso turbolento parzialmente aperto.
Quali tipi di steli della valvola di gate sono disponibili?
In superficie, la maggior parte delle valvole di gate sembra un po 'simile. Tuttavia, internamente ci sono molte diverse possibilità di progettazione.
La maggior parte delle valvole di gate è costituita da un corpo della valvola e un cofano con un elemento di chiusura chiamato disco o valvola di gate. L'elemento di chiusura è collegato allo stelo, che passa attraverso il cofano e infine viene collegato a una ruota della mano o in un altro attuatore per far funzionare lo stelo. La pressione attorno allo stelo è controllata dall'imballaggio compresso nell'area di imballaggio o nella cavità. Il movimento del disco della valvola di gate sullo stelo determina se lo stelo aumenta o penetra nel disco all'apertura.
Questa risposta determina anche i due stili di stelo/disco primario per le valvole di gate: stelo in aumento o stelo non abile (NRS).
1. STEM in aumento
Lo stelo in aumento è lo stile di progettazione più popolare dello stelo/disco nel mercato industriale
2. Gli steli non aumentati (NRS)
non sono stati favoriti dalle industrie dell'acqua e del gasdotto e alcune applicazioni marine che ancora Usa le valvole di gate e sono vincolati anche Utilizzare lo stile NRS. I disegni dello stelo/copertura più comuni utilizzati sulle valvole industriali sono il filo maschile e il giogo (OS&Y).
Il design OS&Y è preferito per gli ambienti corrosivi perché i fili sono al di fuori dell'area di tenuta del fluido. Si differenzia dagli altri disegni in quanto la ruota della mano è attaccata alla boccola nella parte superiore del giogo, non allo stelo stesso, quindi la ruota non si alza quando la valvola viene aperta.
Quali sono le modifiche a una valvola di gate?
Quando i professionisti delle valvole parlano di valvole di gate industriali, spesso sentono la parola 'trim '.
Trim non ha nulla a che fare con la magrezza o l'adattamento della valvola; Piuttosto, si riferisce ai componenti interni della valvola che sono esposti a un'enorme pressione o ad una dura combinazione di erosione e corrosione.
In una valvola di gate, le parti di rivestimento sono lo stelo, l'area della sede della valvola, il sedile del corpo e il sedile posteriore (se applicabile).
Le valvole di bronzo o ottone comuni hanno in genere parti di rivestimento dello stesso materiale del corpo e del cofano. Salire le valvole di ferro e in ferro duttile hanno parti di rivestimento interamente in ferro o parti di rivestimento in bronzo. Il termine per le valvole di ferro con rivestimento in bronzo è 'di ferro, montato in bronzo ' (IBBM).
Le valvole in acciaio possono essere dotate di diversi pezzi di rivestimento. Stellite, Hastelloy, 316SS, 347SS, Monel e lega 20 sono alcuni dei materiali spesso utilizzati per il rivestimento della valvola di gate.
Quali sono i diversi tipi di dischi della valvola di gate?
Il cuore della valvola del cancello è l'elemento di chiusura, che può essere disponibile in due disegni: cuneo o sedile parallelo
Design 1: Design a cuneo
Il design a cuneo è il più popolare ed è in circolazione dal 1843 quando è stato inventato dal famoso ingegnere inglese James Nasmyth. Il design a cuneo utilizza un disco leggermente angolato con un sedile del corpo angolato identicamente per ottenere uno shuting stretto. Queste valvole sono sedute applicando la coppia per spingere il lembo della valvola
fermamente nel sedile.
Sono disponibili tre tipi di lembi a cuneo:
1. Cuneo solido
Il cuneo solido è stato più lungo e c'è stato un tempo in cui quasi tutte le porte del cuneo erano di tipo solido.
Lo svantaggio del design solido è che non ha alcuna resilienza e se il corpo/sedile viene deformato a causa di fluttuazioni di temperatura estreme o sollecitazioni di tubazioni, il disco solido può rimanere bloccato nel sedile.
I dischi solidi sono ancora lo standard per bronzo, ghisa, servizio idrico e valvole in acciaio al carbonio compatto (tipo API 602).
2. Valvole a cuneo flessibile
Le valvole a cuneo flessibili sono proprio questo: flessibile.
Aggiungendo una pausa o una scanalatura al suo perimetro, un lembo di valvola flessibile può ospitare variazioni di temperatura e sollecitazioni di tubazioni avverse senza legame. Il design flessibile è anche più facile da produrre perché i difetti minori nell'angolo del sedile possono essere compensati dalla flessibilità del disco.
Di gran lunga, il design del bordo flessibile è il tipo più comune che si trova sulle valvole di gate commerciali nelle applicazioni industriali.
3. Cedge diviso
Il cuneo diviso è costituito da un design a due pezzi con superfici di accoppiamento sul retro di ogni metà del disco. Queste superfici di accoppiamento consentono di trasferire uniformemente la spinta verso il basso dello stelo attraverso la superficie del disco e la sede.
Questo design flessibile fornisce anche protezione contro gli inceppamenti a causa dell'espansione termica.
Le porte del cuneo sono guidate da scanalature o costole gettate o saldate nel corpo della valvola. Queste guide a cuneo mantengono il lembo della valvola in linea all'apertura o alla chiusura e impediscono anche al lembo di scivolare contro il sedile a valle durante l'apertura e la chiusura.
Lo svantaggio del design diviso è che nel servizio sporco, i residui o i detriti possono raggrupparsi tra le due metà del disco, causando la seduta corretta della valvola correttamente o addirittura.
I disegni a cuneo diviso si trovano comunemente in acciaio inossidabile e valvole in lega elevate, nonché molte piccole valvole di bronzo.
Design 2: design parallelo del sedile
I sedili paralleli possono essere caricati a molla per fornire una tenuta più stretta o per creare una tenuta positiva nella direzione a monte. I sedili paralleli sono sedili posizionali, il che significa che la posizione del disco della valvola determina l'effetto di tenuta, non la quantità di forza (coppia) esercitata sul disco dallo stelo della valvola.
Le valvole del cancello del corpo/copertura
della valvola sono generalmente costituite da due parti principali: il corpo della valvola e il cofano.
Queste due parti costituiscono la busta contenente pressione della valvola del gate. Esistono vari design per l'interfaccia tra questi due componenti.
1. Connessione filettata
La connessione filettata è il design più semplice. Tuttavia, viene utilizzato solo per valvole di bronzo a bassa pressione economiche.
2. Connessione congiunta
La connessione sindacale viene utilizzata anche principalmente per le valvole di bronzo, ma il design dell'Unione consente uno smontaggio più semplice per il servizio e la manutenzione.
3. Giunto in cofano a bullone
Il raccordo del cofano bullonato è il raccordo più popolare e viene utilizzato sulla maggior parte delle valvole di gate utilizzate oggi nell'industria. A differenza delle valvole del cofano filettate e dell'Unione, le connessioni del cofano bullone richiedono una guarnizione per sigillare la connessione tra il corpo della valvola e il cofano.
4. Articolazione della tenuta a pressione
Le articolazioni della tenuta di pressione sono create dalla pressione del fluido nel corpo della valvola che agisce su un ferro morbido a forma di cuneo o guarnizione di grafite incastrata tra il corpo della valvola e il coperchio della valvola. Sulle valvole di tenuta di pressione, maggiore è la pressione nella cavità del corpo della valvola, maggiore è la forza sulla guarnizione. I cofani di tenuta a pressione sono ampiamente utilizzati in applicazioni ad alta pressione e ad alta temperatura, ad esempio nel settore dell'energia.
5. Bonnet
saldati in coda saldati sono una connessione Body-Bonnet molto popolare per valvole di acciaio compatta nelle dimensioni da 1/2 'a 2 ' e valutazioni di pressione da 800 a 2500 senza smontaggio.
Altri disegni della valvola del gate
1.Il Gate Gate
Gate Gate senza cofano sono particolarmente adatte per l'uso nei fanghi, come pasta e cartiera.
Le porte del coltello sono molto sottili e solo leggermente più larghe del loro elemento di chiusura (disco). A causa della loro geometria unica e della sottile sezione trasversale, le porte del coltello sono limitate alle applicazioni a bassa pressione.
2. Porte di sluce
in apparenza, il cancello della sluzia non sembra nemmeno appartenere alla famiglia della valvola del gate; Tuttavia, è caratterizzato come una valvola di gate in base al suo design del disco scorrevole.
Le porte sono limitate a pressioni molto basse, nella maggior parte dei casi semplici pressione della testa. Sono utilizzati principalmente nei sistemi di acque reflue e di irrigazione.
Dove viene comunemente usata la valvola del gate?
Sebbene le valvole a quarto di turni abbiano guadagnato la maggior parte della quota di mercato delle valvole di gate negli ultimi 50 anni, ci sono ancora un certo numero di settori che si basano fortemente sulle valvole di gate.
1. Industria petrolifera e del gas
Sebbene le valvole a sfera siano state fatte strada in oleodotti a gas naturale, il petrolio greggio o le condutture liquide sono ancora il dominio delle valvole di porta del sedile parallele.
2. Industria del raffinazione del petrolio
di dimensioni maggiori, le valvole di gate sono ancora la scelta primaria per la maggior parte delle applicazioni nel settore della raffinazione. Il design robusto e il costo totale di proprietà, compresa l'economia della manutenzione, sono ciò che rende popolare questo design tradizionale.
Per quanto riguarda l'applicazione, molti processi di raffinazione utilizzano temperature superiori alla temperatura operativa sicura del teflon, che è il materiale di sicurezza primario per le valvole a sfera mobile. Le valvole a sfera a farfalla e metallo ad alte prestazioni stanno iniziando a essere utilizzate più nelle applicazioni di raffineria, sebbene il loro costo totale sia spesso superiore al costo delle valvole del gate.
3. Industria idrica
Il settore dell'industria idrica è ancora dominato da valvole di gate di ferro. Hanno un prezzo ragionevole e hanno una lunga durata di servizio, anche in applicazioni sepolte.
4. Industria dell'energia
L'industria dell'energia utilizza valvole di gate in lega per applicazioni che coinvolgono pressioni molto elevate e temperature molto elevate. Sebbene alcune più recenti valvole globali a forma di Y e valvole a sfera separate in metallo progettate per il bloccante si trovano nelle centrali elettriche, le valvole di gate sono ancora preferite dai progettisti e dagli operatori degli impianti.
Che materiale è una valvola di gate?
L'acciaio e il ferro sono i materiali di costruzione della valvola di gate più popolari, con acciaio la scelta per la maggior parte delle applicazioni industriali e il ferro per acqua, acque reflue e riscaldamento, ventilazione e aria condizionata (HVAC).
Altri famosi materiali di costruzione valvole a gate includono acciaio inossidabile, bronzo e leghe alte come Hastelloy e Inconel.
Gli standard di progettazione e costruzione per le valvole di gate sono pubblicati dall'American Petroleum Institute (API), dalla Produttori Standardalization Society (MSS), dall'American Water Works Association (AWWA) e dall'American Society of Mechanical Engineers (ASME).
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