Vana tamamen açıldığında disk akış yolundan tamamen çekilir ve akışkan, boru hattı boyunca minimum dirençle hareket edebilir. Bu sayede akış sırasında oluşabilecek basınç kayıpları en aza indirgenir. Gate vanalar, açma ve kapama işlemi sırasında diskin mil aracılığıyla yukarı veya aşağı doğru hareket etmesi prensibiyle çalışır. Yavaş açılıp kapanan yapıları sayesinde ani basınç değişimlerini önler ve böylece sistemde oluşabilecek darbe etkilerini (water hammer) azaltır. Su dağıtım sistemlerinden enerji santrallerine, petrol ve doğalgaz boru hatlarından kimya tesislerine kadar pek çok farklı sektörde kullanılmasının nedeni, yüksek basınç ve sıcaklık altında güvenilir bir şekilde çalışabilmesi ve akışı tamamen kesme yeteneğine sahip olmasıdır. Farklı malzemelerden üretilebilen gate vanalar, kullanım ortamına göre dökme demir, paslanmaz çelik, bronz veya karbon çelik gibi dayanıklı malzemelerle imal edilir. Bu sayede hem korozyona karşı direnç sağlanır hem de uzun ömürlü kullanım imkânı sunulur. Gövde yapısına, mil tipine ve disk türüne göre çeşitli alt gruplara ayrılan gate vanalar, yer darlığı olan sistemlerde kompakt yapısıyla öne çıkan yükselmeyen milli modellerden, diskin pozisyonunun dışarıdan rahatça gözlemlenebildiği yükselen milli modellere kadar geniş bir ürün yelpazesine sahiptir. Her ne kadar bakımı ve onarımı diğer vana türlerine kıyasla daha zahmetli olsa da, sunduğu yüksek performans ve düşük akış direnci nedeniyle endüstride kritik bir öneme sahiptir. Gate vananın doğru şekilde seçilmesi ve kullanılması, boru hattının güvenli ve verimli çalışmasını doğrudan etkileyen bir faktördür.
Gate Vana Çalışma Prensibi
Gate vana, temel olarak bir diskin yukarı ve aşağı hareketi ile çalışır. Vana tamamen açıkken, disk tamamen yukarıda bulunur ve akış yolunda hiçbir engel oluşturmaz. Bu durum, akışkanın basınç kaybı yaşamadan serbestçe akmasını sağlar. Vana kapatıldığında ise disk aşağıya doğru hareket ederek akış yolunu tamamen kapatır. Bu basit çalışma prensibi, gate vananın güvenilir bir kapama mekanizması olarak kullanılmasını mümkün kılar.
Gate vananın açılıp kapanması genellikle manuel olarak bir el çarkı veya otomatik sistemler ile sağlanır. El çarkı çevrildiğinde vana milini yukarı veya aşağı doğru hareket ettirir. Milin hareketi, diskin konumunu değiştirir ve bu şekilde vana açılır veya kapanır.
Gate Vana Çeşitleri
Gate vanalar, disk tasarımına, mil yapısına ve kullanım amacına göre farklı türlerde üretilir. Bu türlerin bazıları şunlardır:
• Disk Tipine Göre Gate Vanalar
a. Katı Diskli Gate Vanalar:
Bu tip vanalar, tek parça halinde üretilen sağlam disklerden oluşur. Katı diskli vanalar, yüksek basınçlı akışkanların kontrolü için uygundur.
b. Esnek Diskli Gate Vanalar:
Esnek diskli vanaların diski, tasarım gereği bir miktar esneklik sağlayan oluklar veya kesikler içerir. Bu esneklik, vananın sızdırmazlığını artırır ve diskin termal genleşme nedeniyle sıkışmasını önler.
• Mil Yapısına Göre Gate Vanalar
a. Yükselen Milli Gate Vanalar:
Yükselen millerde, vana açıldığında mil yukarı doğru hareket eder ve bu dışarıdan gözlemlenebilir. Bu tip vanalar, vananın açık mı kapalı mı olduğunun kolayca anlaşılmasını sağlar. Yükselen miller, dış ortamdan korunması gereken sistemlerde tercih edilmez.
b. Yükselmeyen Milli Gate Vanalar:
Bu tür vanalarda, mil dışarıdan görünmez ve sadece vana diski hareket eder. Yükselmeyen miller, yer darlığı olan uygulamalar için uygundur ve daha kompakt bir tasarıma sahiptir.
• Gövde Yapısına Göre Gate Vanalar
a. Cıvatalı Kapaklı Gate Vanalar:
Bu tip vanaların kapağı cıvatalarla sabitlenmiştir ve gerektiğinde sökülebilir. Bakım ve onarım sırasında kapağın kolayca çıkarılması avantaj sağlar.
b. Kaynaklı Kapaklı Gate Vanalar:
Bu vanalar, kapak kısmının gövdeye kaynakla sabitlendiği tasarıma sahiptir. Bu yapı, yüksek basınçlı ve sıcaklık değişiminin yoğun olduğu sistemlerde tercih edilir.
c. Basınçla Sızdırmazlık Sağlayan Kapaklı Gate Vanalar:
Bu vanalar, kapaktaki basınç halkası sayesinde yüksek basınç altında sızdırmazlık sağlar. Genellikle çok yüksek basınçlı uygulamalarda kullanılırlar.
Gate Vana Kullanım Alanları
Gate vanalar, geniş bir kullanım alanına sahiptir. Sıvı, gaz ve buhar akışının olduğu birçok endüstride tercih edilmektedir.
Su Dağıtım Sistemleri:
Su boru hatlarında akışın kontrolü ve kesilmesi amacıyla yaygın olarak kullanılır.
Petrol ve Gaz Endüstrisi:
Petrol ve doğal gaz hatlarında yüksek basınç altında çalışan gate vanalar tercih edilir.
Kimya Endüstrisi:
Aşındırıcı ve tehlikeli kimyasal maddelerin taşındığı boru hatlarında gate vanalar kullanılır.
Enerji Santralleri:
Buhar ve su akışının yoğun olduğu enerji santrallerinde, özellikle termik santrallerde gate vanalar sıkça tercih edilmektedir.
Gate Vana Avantajları ve Dezavantajları
• Avantajları:
Gate vanalar tam açık konumdayken akış yolunda herhangi bir engel bulunmaz. Bu da akışkanın minimum sürtünme ile ilerlemesini sağlar.
Gate vanalar her iki yönden de akışa izin verecek şekilde tasarlanmıştır.
Çeşitli malzemelerden üretilebilen gate vanalar, yüksek basınç ve sıcaklık koşullarına dayanıklıdır.
Gate vanalar, akışı tamamen kesme yeteneğine sahiptir ve tam kapatma sağlar.
• Dezavantajları:
Gate vanaların açılması ve kapanması zaman alır. Bu nedenle acil durumlarda hızlı tepki verilmesi gereken yerlerde kullanımı sınırlıdır.
Yarı açık konumda çalıştırıldığında diskte ve vananın diğer parçalarında aşınma meydana gelebilir.
Özellikle büyük çaplı gate vanaların bakımı ve onarımı zordur. Ayrıca, diskin sızdırmazlık sağlamak için tam olarak yerine oturması gerektiğinden, hassas bir bakım gerektirir.