شیر وسیله ای اسـت کـه بـرای مهـار کـردن جریـان وفشـار سـیالات بکـار مـیرود وظـایف اصـلی شیرهای صنعتی عبارتند از:
۱– قطع و وصل کامل جریان
۲– تنظیم عبور مقدار مورد نیاز مایعات و گازها.
۳– جلوگیری از بازگشت مایعات و گازهای عبور کرده.
۴– تنظیم و کنترل مقدار و فشار مایعات و گازها.
۵– کنترل و ایمن نگاهداشتن دستگاههای تحت فشار.

اصولاً شیرها در مواردی بکار میروند که برای جریان سیال (اعم از مایع و یا گـاز) اخـتلاف فشـار وجود داشته باشد.

انواع مختلف شیرها
شیرهای صنعتی عموماً به سه دسته تقسیم میشوند:
۱– شیرهای دستی که با نیروی انسان کار میکنند: «Manual Valves»
۲– شیرهای خودکار که با نیروی هوا، مایعات و گازهای کنترل شونده کار میکنند « Valves Control>
۳– شیرهای خودکار که با نیروی برق کار میکنند: “Electric motor operated vlves”  :وهمچنین «Solenoid Valves»
بـا توجـه بـه کـاربرد شـیرها در مـوارد مختلـف انـواع زیـادی شـیرهای صـنعتی سـاخته شـده اند.

طرز انتخاب صحیح شیر مورد نیاز

با توجه به مشخصات سیال بایدسیری را انتخاب کرد که بتواند در مقابل سائیدگی (Erosion) و خوردگی (Corrosion) و سایر مشخصات سیال مقاومت کند.
سیالها به انواع مختلف گاز، بخار، مایع تقسیم میشوند. درجه روانی،حجم، غلظت، سرعت، فشار، درجه حرارت و بالاخره سایر مشخصات سیال وهمچنین جنس قطعات شیر انتخاب شده میتواند مشکلی ایجاد کند.
اینک عواملی که برای انتخاب شیر مورد نیاز باید در نظر گرفت شرح داده میشود.
۱–نقشه کشی
به منظور کنتـرل صـحیح و مـورد اطمینـان جزپریـان مـایع، لولـهکشـی بایـد بـا نقشـه دقیـق انجـام گیرد،همچنین انقباض و انبساط و ارتعاش لوله و تکیه گاه مناسب برای محلی کـه لولـه بـه شـیر اتصـال مییابد، باید مورد توجه قرار گیرد ضمناً دقت لازم برای اتصـالات انتهـائی لولـه کشـی و شـیرها بعمـل آید.

۲–نوع کاری که شیر باید انجام دهد.
چند سؤال:
۱– آیا شیر باید کاملاً باز یا کاملاً بسته باشد یا باید جریان سیال را به مقدار مورد نیاز کنترل کند؟

۲– آیا باید با فشار و درجه حرارت زیاد و یا کم کار کند و بالاخره شیر در چه شرایطی کار میکند؟
۳– آیا لازم است شیر دستی و یا خودکار به کار برده شود؟
۴– اصولاٌ کارکرد شیر مستلزم رعایت چه مقرراتی است؟
تمام این مطالب درانتخاب نوع شیر اهمیت فوق العاده ای دارد.

۳– حجم شیر
مسئله مهم دیگر، محاسبه اندازه مـورد لازم اسـت قـبلاٌ بایسـتی انـدازه لولـه ای کـه بتوانـد ظرفیـت جابجا شده مایع بانضمام افت فشار را تأمین کند محاسبه شود. حجم شیر نیـز بایـد بـا مقـدار محاسـبه شده مذکور مناسب باشد.
۴–درجه حرارت و فشار
جنس شیر ارتباط کامل با درجه حرارت و فشار سیال دارد، بمنظور سهولت شرایط کار، استفاده از شیرهای مناسب در کشورهای مختلف بصورت استاندارد در آمده و در دسترس همگان گذارده شده است.
۵–مواد سازنده شیر
در مورد جریان سـیالهائی کـه بعلـت اثـرات شـیمیایی – زنـگ زدگـی و رسـوبات-جنبـه خورنـدگی دارند.بمنظور جلوگیری از آلودگی باید شیر را با آسـتری از ابونیـت «Ebonite» یـا پلاسـتیک «Plastic» و یا سرامیک «Ceramic» و یا شیشه «Glass» پوشاند. موادی که بیشتر در اختمان شیرها بکار میرود شامل آلیاژهای چدن «Cast iron»، برنز «Bronze»، نیکل «Nickel»، مس «Copper»، فولاد «Steel»، فولاد زنگ نزن «Stainless steel» وهمچنین آلیاژهای آلومینیوم «Aluminium» و تیتانیوم «Titanium» میباشد.

افت فشار
هنگامی که یک دستگاه شیر در لوله کشی نصب میشود به علت مقاومت و تغییر جهت مایع و اصطکاک لوله و تغییرات اجتناب ناپذیر وضع جریان، افت فشار ایجاد میشود. افت فشار در مورد جریان مایع ،گاز و بخار از روی فرمولهای مربوط محاسبه میشود. که بطور اختصار دراین جزوه فقط فرمول مربوط به جریان مایع توضیح داده میشود:
∆p = Pressur drop (Ib/□) ً
K = bead loss Coeficient
Q = flow (gal/min)
S = specific gravity
A = Nominal valve area (in2)
در این فرمول: p∆ نمایش افت فشار به حسب پوند بر اینچ مربع
K= ضریب افت فشار (که بایستی از سازنده شیر دریافت گردد)
Q= مقدار عبور ممایع بر حسب گالن در دقیقه
S= وزن مخصوص مایع
A= سطح ظاهری شیر بر حسب اینچ مربع

دستگاه محرک شیرهای خودکار
دســتگاههای محرکــه بــرای شــیرهای خودکــار “OPERATION” وشــیرهای فرمــان از راه دور “REMOTE OPER-AUTOMTIC” جه در مورد شـیرهای بـزرگ یـا کوچـک (کـه قطـر ورودی شـیر در حدود یک چهارم اینچ میباشد )ساخته شده است واین دستگاهها توسـط متخصصـین کـار آزمـودههمراه شـیر نصب میگردد.سیستم محرکه شیر بطور کلی باعث حرکت خطـی یـا دورانـی (بطـور سـاده یـا مرکـب ) میشود که میتوان این حرکات را به کمک وسایل مکانیکی بیکدیگر تبـدیل کـرد درصـفحه ۲۳ نمونـه ای از دستگاه محرکه شیر مشاهده میشـود انـواع مختلـف دسـتگاه محرکـه ( اعـم از سـاده یـا پیچیـده) بـا کمک نیروی هـوای فشـرده یـا آب یـا الکتریسـته یـا بـا اسـتفاده از دو نیـروی مختلـف بـاهم در کنتـرل سیستم محرکه شیر بکار میرود. هوای فشرده با دیافراگم وفنر یا با استفاده از پیستون بشرح زیر برای حرکت ساده بکار میرود.
۱– در مورد استفاده از دیافراگم و فنر: شـیر دیـافراگمی مجهـز بـه یـک دیـافراگم مـیباشـد کـه از جــنس لاســتیک و در داخــل بدنــه قــرار دارد –هــوای فشــرده روی دیــافراگم فشــار آورده و متعاقباً باعث فشرده شدن فنر و حرکت ساقه میشود. با تعویض فنر مـیتـوان باهمـان شـرایط قبلی فشار و حرکت جدیدی روی ساقه دست آورد.

۲– در مورد استفاده از پیستون: طرز کار دستگاه بدین ترتیب است که فشارهوا درهر طرف روی پیستونی که در سیلندر حرکت میکند وارد شده که متعاقباً باعث حرکت ساقه میشود با نصب دستگاهی بنام Posioner میتوان راندمان دستگاه را بالا برد. محرکهای هیدرولیکی بواسطه قدرت زیادی که دارند میتوانند در مورد ساقههائی که وزن سنگینی دارند مورد استفاده قرار گیرند. محرکهای برقی برای کنترل دستگاه از راه دور بکار میروند. در این مورد شیر با محرک دستی نیز مجهز است که در صورت نبودن برق مورد استفاده قرار میگیرد.

شیر کشوئی “Gate Valve”
این شیر بیشتر در محلهائی بکار میرود که بخواهند جریـان سـیال را بطـور کامـل بسـته و یـا بـاز نمایند. از خواص این شیر کم بودن افت فشـار در طـول آن اسـت بـه همـین دلیـل در سـر راه لولـههـای طویل از این شیر استفاده مینماینـد. بـرای توضـیح بیشـتر دو شـیر کشـوئی بـه اسـامی «A» و «B» در پایین نشان داده شده است.
در شکل«A» بعلت باز بودن شـیر، سـیال جریـان دارد.هنگـامی کـه شـیر کـاملاً بـاز اسـت کشـو یـا بندآور (Gaste) کاملاً به بالا هدایت شده و از مسیر جریـان سـیال خـارج گردیـده و در نتیجـه هیچگونـه مقاومتی در مقابل عبور جریان ندارد ولی شیر شکل «B» به علت بسته بودن کشو بـه پـائین تـرین محـل خود هدایت شده و در نتیجه سـیال بعلـت تغییـر مسـیر و تصـادم بـا کشـو ایجـاد تلاطـم و افـت فشـار مینماید.

ساختمان شیر کشوئی
در لوله کشیها اغلب لوله و شیر به هم پیوسته اند (بوسیله جوشکاری یـا بوسـیله پـیچ) ولـی بطـور کلی اتصال شیر و لوله بوسیله فلنج (Flange) و پیچ و مهره انجام گردیـده و بـرای جلـوگیری از نشـتی بین لوله و فلنج شیر، لائی آب بندی (Gasket) گذارده میشود. فسمتی از شیر که در بالای بدنـه قـرار گرفتـه و وسـیله فلـنج و پـیچ و مهـره بـه بدنـه اتصـال یافتـه سرپوش فلزی یا کاپوت یا (Bonnet) نامیده میشود و به منظور محکم شـدن و جلـوگیری از نشـت بـین بدنه (Body) و سرپوش (Bonnet) گاسکت (Gasket) گذارده شده است.

شیر کروی (Globe Valve)
این شیر اسم کروی را از شکل ظاهری بدنه خود که کروی شکل اسـت گرفتـه، سـاختمان داخلـی آن طوری است که مایع از نقطه ورود به شیر تا خروج از آن ١٨٠ درجـه متغیـر جهـت مـیدهـد. سـاختمان دریچه و نشیمنگاه آن طوری است که به مجرد برقرار شدن جریـان تمـاس آنهـا بـا هـم قطـع مـیشـود. بنابراین باز نبودن کامل شیر کروی، اشکالاتی را که شیر کشوئی در حالت نیم باز بـودن داشـت نـدارد، لذا میتوان از آن برای تنظیم و کنترل جریان مورد نیاز استفاده کـرد. ضـمناً متناسـب بـودن تعـداد دور دسته شیر با حجم مجرای خروج مایع، کار تنظیم مقدار جریان را با دست آسان میسازد. شیر کرهای نیـز ماننـد شـیر کشـوئی مـیتوانـد بـرون سـاقهای (Rising Stem) و یـا درون سـاقهای (Non-Rising Stem) (متحرک یا ثابت) باشد.

مشخصات شیرهای کروی (Globle Valves)

بطور اختصار شیرهای کروی دارای مشخصات زیر میباشند.
-۱جهت جریان سیال بر خلاف شیر کشوئی تغییر میکند.
-۲تغییر جهت جریان سیال ایجاد تلاطم مینماید.
٣– تلاطم، افت فشار را افزایش میدهد.
۴– در شیر کروی افت فشار بیشتر از شیر کشوئی است.
۵– نشیمنگاه در شیر کروی موازی جهت جریان مایع است در صورتی که در شیر کشوئی عمود بر جهت جریان میباشد.
۶– در شیر کروی به محض قطع اتصال صفحه انتهائی ساقه و نشیمنگاه (Seat)، سیال کاملاً جریان مییابد.
٧– در شیر کروی فرسودگی مربوط به اصطکاک (Friction) خیلی کمتر از شیر کشوئی است.
٨– اگر قسمتی از شیر کروی باز شود سائیدگی (Erosion) در قسمت دیسک یکنواخت است در صورتی که در شیر کشوئی قسمت هائی از کشو که در مقابل جریان مایع قرار گرفته سائیدگی پیدا میکند.
٩– در مورد شیر کروی که بحالت نیمه باز در آمده (Throttling) جریان مایع از طرف A به طرف  B ادمه یافته و از قسمت تحتانی دیسک عبور میکند.

توضیح اینکه در صورتی که جریان مایع از B به طرف A باشد مقدار تلاطم وافت فشار بیشتر میشود، بعبارت دیگر برای اینکه افت فشار بحداقل برسد جریان سیال باید طوری باشد که مسیر آن از قسمت تحتانی دیسک عبورکند.

شیرهای کروی زاویه ای (Angle Globe Valves)
١– در این نوع شیر تغییر جهت سیال کمتر از شیر کروی معمولی میباشد همچنین تلاطم سیال در شیر کروی زاویه ای کمتر از شیر کروی معمولی است.
٢– ساقه شیر کشوئی فقط بالا و پائین میرود. در صورتی که در مورد شیر کروی علاوه بر بالا و پائین رفتن ساقه، باید در محل Seat Ring هدایت شود.
٣– دیسکهای شیر کروی به اشکال مختلف ساخته میشود در میان آنها نوع دیسک توپی Plug) Disc) بیشتر در مورد استعمال قرار میگیرد و بشکل مخروطی ساخته میشود. Seat Ring شیر کروی نیز به شکل مخروطی مناسـب بـا Plug Disc سـاخته مـیشـود ذرّات خورنـده مایع میتواند باعث فرورفتگی یا ترکیدگی رینگ گردد، در صورتی که ایـن فرورفتگـی یـا ترکیـدگی زیـاد نباشد آببندی کامل شیر هنوز امکانپذیر است. Plug Disc در مواردی که شیر بـرای مـدت زیـادی بایـد نیمه باز باشد میتواند مورد استفاده قرار گیرد. در این صورت با وجـود فرسـودگی بسـتن کامـل شـیر امکان پذیر است. بعضی از دیسکها میتوانند از دو جنس مختلف سـاخته شـوند، در ایـن صـورت دیسـک را دیسـک ترکیبی Composition Disc مینامند.

هنگامی که در لوله ها مایعی که شامل قطعـات خـرده و سـفت مـیباشـد، جابجـا شـود ایـن ذرّات در دیسکها یا نشیمنگاهها جمع میشود و اگر این ذرّات نـاهموار و نـاجور باشـد مـیتوانـد مـانع از بسـتن کامل شیر گردد. در این گونه مواقع اگر از شیر با دیسـک ترکیبـی اسـتفاده شـود، ایـن ذرّات در قسـمت نرم دیسک محاط شده و نتیجتاً بستن کامل شیر امکان پذیر میگردد. نوع دیگری از (Disc) بنام (دیسک قرار دادی) یـا (Conventional Disc) سـاخته شـده کـه مشخصـات آن بدین قرار است:
در شــیر نــوع (Conventional Disc) نســبت ســطح نشــیمنگاه کــوچکتر از نــوع شــیر (Plug Disc) میباشد اگر در شیر نـوع (Conventional Disc) فرورفتگـی یـا سـائیدگی ایجـاد شـود بسـتن کامـل شـیر غیرممکن است ضمناًدر شرایطی که نیاز به نیمه باز بودن شیر در مـدت طـولانی باشـد شـیر نـوع Plug Disc ارجحیت دارد.
در شیر نوع (Conventional Disc) تماس بین نشیمنگاه و دیسک تماس فلـز بـا فلـز مـیباشـد بطـوری که اگر قطعه کوچکی از مـواد سـخت، محـل نشـیمنگاه را بگیـرد شـیر نـوع (Conventional Disc) بهتـر از شیر نوع Plug Disc میتواند باعث خرد شدن مواد مذکور گردد.

اطلاعات بیشتر در مورد شیرهای کروی (Globe Valve)
این نوع شیربرای کنترل سیال طـرح شـده و مقاومـت آن در مقابـل سـیال، بیشـتر از شـیر کشـوئی میباشد و بعلت تغییر ناگهانی مسـیر سـیال، بـازکردن و بسـتن شـیر، خیلـی سـریعتر انجـام مـی شـود. نشیمنگاه و دیسک آنها از نوع قابـل اطمینـان تـ رین انـواع مشـابه اسـت بطـوری کـه در شـرایط مشـکل هنگامی که کنترل سیال لازم است یا عملیات مختلفی مـورد لـزوم اسـت مـورد اسـتفاده قـرار مـیگیـرد. ضمناً مواد مختلف که در ساخت آن بکار میرود در دسـترس مـیباشـد. تعمیـرات آن از شـیر کشـوئی کمتر و سهلتر است بطوری که تعمیر آنها، بدون آنکه خارج کـردن آنهـا از لولـه کشـی ضـرورت داشـته باشد، امکانپذیر است. دیسک هائی که بشکل کروی ساخته شده و قابل تعویض هسـتند، جـنس شـیر از نوع (Plug Type) اغلب از نیکل یا فولاد زنگ نزن (Stainless Steel) میباشد.