شیرهای صنعتی (VALVES):

چهار وظیفه اصلی Valveها را میتوان به صورت زیر خلاصه نمود :
1- باز و بسته کردن جریان
2- کنترل جریان و تنظیم مقدار سیال عبوری
3- جلوگیری از بازگشت جریان
4- کنترل و تنظیم فشار جهت جلوگیری از آسیب رسیدن به دستگاه ها و تجهیزات

Valveها از لحاظ شکل و نحوه محدود کردن جریان در انواع مختلف ساخته می شوند تا چهار وظیفه عمده فوق را انجام دهند ، از جمله Gate , Globe , Butterfly , Ball , Plug Diaphragm , Check .

با توجه به محدوده دما و فشاری که ولو در آن کار می کند ، نوع سیال (گاز یا مایع ) و میزان خورندگی سیال ، اجزا و ساختمان ولو ها نیز تغییر می کند . این بدین معناست که ممکن است دو شیری که در یک طبقه بندی ( Gate, Globe,…) هستند از لحاظ شکل ظاهری تفاوت داشته باشند .

بطور کلی ساختمان عمومی Valveها از قسمت های زیر تشکیل می شود :
1- قسمتی که وظیفه باز و بسته کردن مسیر را بر عهده دارد و معمولا بصورت دیسک یا توپی يا... است.
2- بدنه یا BODY شیر که کلیه قسمت های داخلی را در خود جای میدهد.
3- ساقه یاSTEM که وظیفه ایجاد ارتباط بین کاربر و قسمت داخلی را بر عهده دارد .
4- نشیمنگاه یاSEAT که قسمت متحرک بر روی آن قرار میگرد و هنگامی که ولو بسته است وظیفه آب بندی ولو در مقابل جریان را نیز بر عهده دارد. این قسمت به بدنه شیر متصل می گردد.
5- قسمت آب بندی(Packing) که مانع نشت سیال از قسمت فوقانی می گردد.
6- Stuffing Box قسمتی ما بین Stem و Bonnet که Packing در آن قرار می گیرد.
7- در برخی موارد برای باز و بسته کردن ولو از یک محرک بیرونی مانند یک موتور الکتریکی استفاده می شود که به آن Actuator می گویند.

8- سرپوش یا Bonnet که در قسمت فوقانی بدنه قرار می گیرد .

بدنه ولوها از متریال های زیر ساخته می شود :
1- ولوهای برنزی معمولا به سایزهای کوچک و برای سرویس های آب تا دمای ۲۳۰ درجه سلسیوس محدود می شود.البته ممکن است آلیاژهای مختلف برای دما و فشارهای بالا نیز بکار رود .
2- از چدن معمولا برای آب و بخار تا دمای ۲۳۰ درجه سلسیوس استفاده می شود و به اندازه های کوچک محدود می شود ، چدن با مقاومت تنشی بالا می تواند برای سایزهای بالا مورد استفاده قرار گیرد.
3- از مشخصات فولاد چکش خوار می توان به تحمل فشار بالا و مقاومت در برابر تنش و شُک می توان اشاره نمود . بنابراین در چنین شرایطی از این نوع فولاد استفاده می گردد.
4- چدن داکتیل دارای استحکام کششی بالا ، شکل پذیری خوب و مقاومت بهتر در برابر خوردگی است.
5- فولادهای آلیاژی دارای تنوع گسترده تری هستند و برای دما و فشار های بالا و شرایطی سخت تری نسبت به آهن ، چدن و برنز در بدنه ولوها مورد استفاده قرار می گیرند.
6- استنل استیل اغلب برای آب شرب و سیالاتی که خوردگی ایجاد می کنند مورد استفاده قرار می گیرد.
7- ترموپلاستیک ها به سرعت جای خود را در سیستم های یوتیلیتی ( سرویس های بخار ، آب ، هوای ابرار دقیق و ... ) پیدا نموده و در جاهائی که سیالات خورنده اجازه استفاده از متریال های متعارف را نمی دادند ویا هزینه استفاده از آن ها بالا بود ، ترموپلاستیک ها مورد استفاده قرار گرفت .بطور کلی ولو های پلاستیک تا دمای 120 درجه سانتیگراد و فشار 1035 کیلو پاسکال می تواند مورد استفاده قرار گیرد.

محرکِ شير (Valve actuator) :
باز و بسته کردن ولوها اکثراً دستی انجام می گیرد. در هنگامی که نیروی زیادی برای باز و بسته کردن ولو مورد نیاز باشد – مانند شیر های سایز ”6 به بالا، کلاس 900 , 1500 پوند- از سیستم چرخ دنده و گیربکس استفاده می شود .

سیستم زنجیر نیز موقعی استفاده می گردد که دسترسی به hand wheel سخت است .

ولی در برخی موارد، مثل زمانیکه نیاز به بازو بسته کردن شیر با سرعت بالا مورد نیاز باشد و اپراتور نتواند با این سرعت عمل کند و یا فضای کافی یا دسترسی به شیر امکان نداشته باشد و مواقعی که شیر باید در محل کنترل شود ، این کار با یک نیروی خارجی صورت می پذیرد که به آن محرک یا actuator گفته می شود.

سه نوع actuator برای ولوها وجود دارد :

نوع اول: تمام گَرد یا Multiturn که برای gate valve ، globe valve و ولو های دیافراگمی استفاده می شود.

نوع دوم: actuator رُبع گرد است که برای ball valve , plug valve , butterfly valve مورد استفاده قرار می گیرد.

نوع سوم: نیز actuator خطی است که در gate valve , diaphragm ,globe valve مورد استفاده قرار می گیرد.

نیروی محرک actuator می تواند موتور (MOV : Motor Operated Valve )، فشار هوا (پنوماتیکی ) یا هیدرولیکی باشد.

شیرهای دروازه ای (Gate Valve) :
عمل باز و بسته شدن در این شیرها توسط حرکت عمود بر جریانِ یک صفحة کشوئی که بین دو نشیمنگاه محصور شده صورت می گیرد. در این نوع شیر افت فشار در حالت باز نسبت به بقیه شیرها کمتر است ، بنابراین در جاهائی که در حالت عادی بطور کامل باز یا کاملاً مسدود است مورد استفاده قرار می گیرد و برای کنترل جریان مورد استفاده قرار نمی گیرد. البته در سایزهای بالا از برخی از این نوع شیرها برای کنترل جریان استفاده کرد. کاربرد این نوع ولو معمولاً در سیستم های یوتیلیتی – آب ، هوا، بخار و ...- است . شکل زیر یک نمونهGate Valve ساده را نمایش می دهد .

Hand wheel در حقیقت دستة فلکه ای شیر است که بوسیله یک مهره حرکت آن در راستای عمودی محدود شده و چرخش آن باعث بالا آمدن و یا پائین رفتن Stem (ساقه) و در نتیجه Gate ، بر روی نشیمنگاه یا Seat Ring می شود . قسمت آب بندی نیز مانع خروج سیال از کنارهای Stem شده و شامل Packing ها ،Gland و Gland Flange می باشد و قسمتی که Packing ها درون آن قرار می گیرد Stuffing Box گفته می شود . قسمتي از شير كه در بالاي بدنه قرارگرفته و به بدنه اتصال يافته سرپوش فلزي يا( Bonnet) نامیده مي شود. Gate یا عضو مسدود کنندة شیر های دروازه ای می تواند به صورت Parallel ،Wedge ،Through-Conduit یا Knife (تخت ، گوه ای شکل ، مجرای مُدور یا چاقوئی) باشد .در نوع صفحه موازی ، عضو مسدود کننده یا Gate صفحه تخت با ضخامت یکسان می باشد ، در حالیکه این قسمت در نوع دوم گوه ای شکل بوده و باز کردن شیر در این نوع راحت تر از حالت Parallel می باشد،در ضمن میزان تنش وارده به صفحه در حالت گوه ای کمتر است ولی به دلیل اینکه هنگام باز بودن شیر، جریان به قسمت بالا نیز راه می یابد ، افت فشار آن بیشتر در این حالت بیشتر است و جریان مغشوش تر می شود . در نوع سوم gate صفحه ای با مقطع مستطیلی است که حفره ای دایره ای شکل به اندازه مجرای ورودی شیر بر سطح آن ایجاد شده است.در نوع آخر یا Knife ، عضو مسدود کننده دارای لبه های تیز است تا چنانچه ذراتی در seat قرار گرفته باشد ، آنها را قطع کند و آب بندی بهتر صورت گیرد