게이트 밸브란? - 정의, 작동원리

게이트 밸브란?

수문 밸브라고도 하는 게이트 밸브는 유체 경로에서 장벽(게이트)을 들어 올려 열리는 밸브입니다. 게이트 밸브는 파이프 축을 따라 공간이 거의 필요하지 않으며 게이트가 완전히 열렸을 때 유체의 흐름을 거의 제한하지 않습니다. 게이트 면은 평행할 수 있지만 밀봉 표면에 압력을 가할 수 있도록 가장 일반적으로 쐐기 모양입니다.

게이트 밸브는 게이트를 들어 올리고(열림) 게이트를 낮추는(닫힘) 미디어의 흐름을 제어합니다. 게이트 밸브의 독특한 특징은 밸브에 대한 압력 손실을 최소화하는 직선형 통로입니다.

게이트 밸브의 막히지 않은 구멍은 또한 버터플라이 밸브와 달리 파이프 청소 절차에서 돼지의 통과를 허용합니다. 게이트 밸브는 다양한 크기, 재질, 온도 및 압력 등급, 게이트 및 보닛 디자인을 포함한 다양한 옵션으로 제공됩니다.

게이트 밸브는 동일한 크기와 품질의 볼 밸브보다 약간 저렴한 경향이 있습니다. 이 밸브는 1/4 회전 밸브보다 작동 속도가 느리고 차단 밸브와 같이 밸브 작동이 자주 발생하지 않는 응용 분야에 사용됩니다.

게이트 밸브는 흐름을 조절하지 않고 완전히 열리거나 완전히 닫혀서 사용해야 합니다. 자동 게이트 밸브는 전기 또는 공압 액추에이터와 함께 존재하지만 수동 게이트 밸브는 자주 사용하지 않기 때문에 비용 효율적입니다.

 

 

작동 원리

게이트 밸브의 주요 구성 요소는 핸드휠, 스핀들, 개스킷, 보닛, 밸브 본체, 플랜지 및 게이트입니다. 기본 작동 메커니즘은 간단합니다. 핸드휠을 돌리면 스템이 회전하여 스레드를 통해 게이트를 위아래로 움직입니다.

밸브를 완전히 열고 닫으려면 360° 회전을 한 번 이상 해야 합니다. 흐름의 경로에서 게이트를 들어 올리면 밸브가 열립니다. 게이트를 닫힌 위치로 낮추면 보어가 밀봉되어 밸브가 완전히 닫힙니다.

게이트 밸브의 경우 게이트의 수직 이동과 유속 사이의 관계는 비선형이며 차단 근처에서 가장 큰 변화가 발생합니다.

흐름을 조절하는 데 사용할 때 부분 개방 시 흐름의 상대적으로 높은 속도는 게이트 및 시트 마모를 초래하고 게이트의 진동 가능성과 함께 밸브의 서비스 수명을 단축시킵니다.

 

밸브 구조

일반 게이트 밸브는 액추에이터(예: 핸드휠 또는 모터)를 게이트에 연결하는 나사형 스템에 의해 작동됩니다. 그들은 줄기의 끝 부분에 나사산이 있는지에 따라 상승 또는 비 상승 줄기가있는 것이 특징입니다.

상승 스템은 게이트에 고정되고 밸브가 작동될 때 함께 상승 및 하강하여 밸브 위치를 시각적으로 표시합니다. 액츄에이터는 나사형 스템 주위를 회전하여 움직이는 너트에 부착됩니다.

비상승 스템 밸브는 액추에이터에 고정되고 액추에이터와 함께 회전하며 게이트에 나사로 연결됩니다. 게이트의 움직임이 밸브 내부에 숨겨져 있기 때문에 밸브 위치를 나타내기 위해 스템에 나사산이 있는 포인터가 있을 수 있습니다. 수직 공간이 제한된 곳에서는 상승하지 않는 스템이 사용됩니다.

게이트 밸브에는 파이프라인 호환 플랜지 치수 표준에 따라 드릴링된 플랜지 끝이 있을 수 있습니다. 게이트 밸브는 일반적으로 주철, 주철 탄소강, 연성 철, 건메탈, 스테인리스강, 합금강 및 단조강으로 구성됩니다.

모든 금속 게이트 밸브는 초고진공 챔버에서 챔버 영역을 격리하는 데 사용됩니다.

 

보닛
보닛은 밸브 본체에 누출 방지 폐쇄를 제공합니다. 게이트 밸브에는 스크류-인, 유니온 또는 볼트로 고정된 보닛이 있을 수 있습니다. 나사식 보닛은 가장 단순하며 내구성이 있고 압력이 새지 않는 밀봉을 제공합니다. 유니온 보닛은 빈번한 검사 및 청소가 필요한 용도에 적합합니다. 또한 몸에 힘을 더해줍니다. 볼트 보닛은 더 큰 밸브와 고압 응용 분야에 사용됩니다.

압력 씰 보닛
게이트 밸브의 또 다른 유형의 보닛 구조는 압력 씰 보닛입니다. 이 구조는 일반적으로 2250psi(15MPa)를 초과하는 고압 서비스용 밸브에 적용됩니다. 압력 씰 보닛의 독특한 특징은 보닛이 밸브 본체 내부에 맞는 아래쪽을 향한 컵으로 끝난다는 것입니다.

밸브의 내부 압력이 증가함에 따라 컵의 측면이 바깥쪽으로 밀려납니다. 차체 보닛 씰 개선. 외부 클램핑 압력에 의해 밀봉이 제공되는 다른 구조는 본체-보닛 조인트에서 누출을 일으키는 경향이 있습니다.

나이프 게이트 밸브
플라스틱 고체 및 종이 펄프와 같은 고점도 슬러리의 경우 나이프 게이트 밸브로 알려진 특수 밸브를 사용하여 재료를 절단하여 흐름을 중지합니다. 나이프 게이트 밸브는 일반적으로 쐐기 모양이 아니며 아래쪽 표면에 테이퍼진 칼 모양의 모서리가 있습니다. 1928년, 최초의 나이프 게이트 밸브인 "Massaventil"(펄프 스톡 밸브/MV) 도입, Mr. Canell이 설계했습니다. 스웨덴에서는 Stafsjö Valves AB.

 

게이트 밸브의 장점

▷ 게이트 밸브는 유체 저항이 낮습니다. 게이트 밸브의 몸체는 흐름 방향을 변경하지 않는 직선형으로 유체가 다른 유형의 밸브에 비해 저항을 최소화하면서 밸브를 통과할 수 있습니다(완전히 열린 위치에 있을 때).
▷ 게이트 밸브는 우수한 밀봉 성능을 제공합니다. 게이트 밸브는 차단 밸브보다 더 나은 밀봉 성능을 제공합니다. 게이트 밸브의 개폐 메커니즘은 차단 밸브보다 빠르고 편리합니다.
▷ 게이트 밸브는 적용 범위가 넓습니다. 게이트 밸브는 매우 다양하며 증기, 오일 및 기타 매체와 같은 매체를 사용하는 응용 분야에 사용할 수 있습니다. 또한 게이트 밸브는 입상 고체를 포함하고 점도가 높은 매체에 사용할 수 있습니다. 배기 밸브 및 저진공 시스템 밸브로도 사용할 수 있습니다.
▷ 게이트 밸브는 양방향입니다. 게이트 밸브에는 이중 흐름 방향이 있습니다. 단방향 흐름에 국한되지 않으며 매체의 흐름 방향에 영향을 받지도 않습니다. 따라서 게이트 밸브는 흐름 방향이 변경될 수 있는 파이프라인에 사용하기에 적합합니다. 또한 다른 보다 정교한 유형의 밸브보다 설치가 더 쉽습니다.

게이트 밸브의 단점

▷ 게이트 밸브가 천천히 열리고 닫힙니다. 개방 과정에서 밸브 플레이트는 밸브 챔버의 상부로 들어 올려져야 합니다. 닫는 과정에서 밸브 플레이트가 밸브 시트로 떨어질 필요가 있습니다. 밸브 플레이트가 열리고 닫히기 위해 이동해야 하는 거리가 상대적으로 커서 개폐 시간이 길어집니다. 이러한 단점으로 인해 게이트 밸브는 신속한 작동이 필요한 애플리케이션에 비실용적입니다.
▷ 게이트 밸브는 긁힘에 취약할 수 있습니다. 밸브 플레이트와 밸브 시트의 두 밀봉 표면 사이의 개폐 과정은 과도한 마찰을 일으켜 밀봉 표면에 긁힘을 유발할 수 있습니다. 이러한 흠집은 무해해 보이지만 결국에는 밀봉 성능과 서비스 수명에 영향을 미칩니다. 이러한 손상이 항상 수리하기 쉬운 것은 아니지만 게이트 밸브는 설치 및 교체가 쉽습니다.