شیر صنعتی یا وَلو (Valve) وسیله‌ای است که برای قطع و وصل جریان سیال‌ها در خط لوله‌ها و شبکه‌های لوله‌کشی و محیط‌های صنعتی به کار می‌رود.

طبقه‌بندی شیرآلات صنعتی

۱-بر اساس نوع سیال

 

رفتار ذرات در گاز

سیالات گازی(مانند گاز ترش، گاز شیرین، بخار):

در این گروه می‌توان به شیر سماوری مخروطی(Lubricated Taper Plug Valve)، شیر توپی (Ball Valve)، شیر دروازه‌ای تخت (Flat Gate Valve) و بصورت محدود بهشیر یکطرفه (Check Valve) و شیر بشقابی کروی(Globe Valve) اشاره نمود.

سیالات مایع بدون ذرات معلق (مانند آب، نفت، گازوئیل):

در این گروه می‌توان به شیر دروازه‌ای گوه‌ای(Wedge Gate Valve)، شیر یکطرفه (Check Valve) و شیر بشقابی کروی(Globe Valve) و بصورت محدود به شیر سماوری/(Plug Valve)و شیر توپی (Ball Valve) اشاره نمود.

سیالات حامل ذرات معلق:

در این گروه می‌توان به نوعی از شیرهای اصلاح شده دروازه‌ای (Modified Gate Valve) و شیر یکطرفه (Check Valve) اشاره نمود.

۲-بر اساس نوع بهره‌گیری و موارد استفاده آنها

شیرهای سرویسهای عمومی -شیرهای سرویس‌ها ی سنگین و سخت -شیرهای سرویسهای ویژه و مخصوص.

۳-بر اساس نوع حرکت عضو مسدود کننده جریان

 

حرکت خطی

حرکت خطی عضو مسدود کننده عمود بر جریان مانند: شیر دروازه‌ای ، شیر بشقابی (کروی)

حرکت چرخشی عضو مسدود کننده مانند: شیر سماوری ، شیر توپی

حرکت اتوماتیک عضو مسدود کننده: شیر یکطرفه

۴-بر اساس شرح وظیفه

شیرهای قطع و وصل (on - off):بیشتر شیرها درصنایع مختلف، به منظور باز یا بسته کردن مسیر سیال بکار برده می‌شوند و مسیر را در حالت کاملاً باز یا بسته قرار می‌دهند.

نوع کانال جریان آنها معمولا Straight Way بوده و در مقابل عبور جریان مقاومت کمتری از خود نشان می‌دهند. با توجه به ساختار داخلی و نوع المانهای آب بند کننده نباید این شیرها را در حالت نیمه باز قرار داد زیرا با انجام این عمل آسیب جدی به مجرابند و سایر اجراء آب بندی شیر وارد خواهد شد و بدین ترتیب عمر بهره‌برداری آن شدیدا کاهش یافته و در مواقع اضطراری و حوادث غیرمترقبه که نیاز به قطع جریان وجود دارد. شیر مورد نظر وظیفه خود را به درستی انجام نداده و موجب اتفاقات ناگوار و گاهی جبران ناپذیر خواهد گردید. 'شیرهای توپی، سماوری و دروازه‌ای' در این دسته قرار می‌گیرند.

البته می‌توان با اعمال نمودن تغییراتی در ساختار داخلی، از آنها برای تنظیم جریان نیز استفاده نمود.

شیرهای کنترل جریان کنترل جریان (Controlling Flow): اگرچه از این دسته شیرها برای قطع و وصل جریان نیز می‌توان استفاده کرد لیکن بصورت عمده جهت تنظیم جریان و بعبارت دیگر کم و زیاد نمودن جریان سیال بکار می‌روند.

در مواردی مانند تنظیم دما، تنظیم میزان سیال خروجی و یا تنظیم فشار مورد بهره‌برداری قرارمی گیرند. شیر آب روشویی منازل از این دسته هستند. این شیرها با توجه به ساختار داخلی خود ، در حالت نیمه باز آسیب زیادی نمی‌بینند و مقاومت بیشتری در مقابل برخورد سیال عبوری از خود نشان می‌دهند. شیرهایی که بعنوان کنترل ولو (Control Valve) در صنایع مختلف بکار می‌روند از این دسته‌اند و با بکارگیری یک عملگر و یک کنترلر، بصورت یک شیر کنترلی در آمده و با توجه به شرایط موجود در حلقه‌های کنترلی، در یک وضعیت خاص قرار می‌گیرند که الزاماً باز یا بسته کامل نیست. شیرهای Globe وPinch و Butterfly و needleاز این دسته هستند.

 

شیرهای یکسو کننده جریان

یکسو کننده جریان (Back Flow Prevention): برخی از تجهیزات نصب شده در تاسیسات و خطوط انتقال دارای بخشهای حساس و آسیب پذیری هستند که در صورت مواجه شدن با ضربات سیال دچار آسیب دیدگی و یا حتی تخریب کامل خواهند شد. این ضربات ممکن است در اثر جریانهای برگشتی، ضربه قوچ و یا Surge ناشی از انفجار یا شکست خط باشد. علاوه بر تجهیزات فوق مواردی وجود دارد که جریان برگشتی به تاسیسات یک مجموعه که برای فشار خاصی طراحی شده، آسیب می‌رساند و مواردی دیده شده که اینگونه جریانهای نا خواسته و یا پیش بینی نشده یک مجموعه از تاسیسات را بطور کامل تخریب نموده و ضررهای بسیاری به یک مجموعه وارد نموده است.

بطور کلی اساس عملکرد این شیرها طوری است که اگر فشار پایین دست شیر، بیشتر و یا برابر با بالادست جریان باشد، دیسک شیر روی نشیمن خود قرار می‌گیرد و از عبور جریان معکوس جلوگیری می‌کند. Check Valve, Back Pressure Valve, Back Flow Valve, Back Flow Prevention Valve, … در این گروه از طبقه‌بندی قرار می‌گیرند.

 

شیرهای انحراف حریان

انحراف جریان (Diverting Flow):مواردی وجود دارد که یک شیر وظیفه‌ای غیر از سه مورد فوق دارد و بعنوان یک شیر انتخاب مسیر عبوری سیال عمل می‌کند. بدنه این شیرها معمولا ۳ یا بیشتر ورودی و خروجی دارد و مجرابند آنها با شیرهای فوق‌الذکر تفاوت دارد و بیشتر بنام شیرهای چند راهه شناخته می‌شوند. البته انواع خاصی از این شیرها علاوه بر انحراف جریان توانایی باز و بست و حتی کنترل جریان را نیز دارند و لی معمولا از آنها فقط برای هدایت جریان از مسیری به مسیر دیگر استفاده می‌شود. این شیرها بسیار مفید و پرکاربرد بوده و به تنهایی می‌توانند وظیفه ۲ یا ۳ عدد شیر و حتی بیشتر را همزمان انجام دهند و براحتی با چرخاندن یک دسته، جهت جریان ورودی یا خروجی را انتخاب نمود. ساختار بسیار دقیق و حساسی دارند و درصورت عدم رعایت دستورالعملهای نگهداری و راه‌اندازی، عمر بهره‌برداری کمی خواهند داشت. شیرهایی مانند Ball, Plug , Globe دارای انواع انحراف جریان می‌باشند.

۵-بر اساس روش باز و بست (Operation Type)

دستی یا آچاری (Wrench, Lever, Hand wheel Operation) 

گیربکسی (Gear Operation)

شیرهای با عملگر اتوماتیک (Actuator Operation , Actuated Valve) 

۶-بر اساس کانال جریان

 

Ball Valve- Full Bore

 

Full Bore - Reduce Bore

شیرهای با مجرای کامل (Full Bore/Port)

برخی از انواع 'شیرهای دروازه‌ای، یکطرفه، توپی و حتی سماوری' به گونه‌ای طراحی می‌شوند، که در حالت کاملاً باز هیچگونه برآمدگی و فرورفتگی در داخل شیر وجود نخواهد داشت. به عبارتی مجرای عبور سیال این نوع شیر با سطح ورودی آن کاملاً برابر بوده وسیال بدون محدودیت می‌تواند ازداخل آن عبور کند.

شیرآلات با مجرای کاهنده (Reduce Bore/ Port)

در این نوع شیرآلات مساحت مجرای عبور سیال، از مساحت محل اتصال به خط لوله کوچکتر می‌باشد. در حقیقت نوع طراحی داخل بدنه و اندازه مجرای عبوری به گونه‌ای است که در حالت باز نیز باعث افت فشار در مسیر می‌شود. اساسی ترین استفاده این نوع شیرها در سرویسهای تنظیم جریان می‌باشد. به این ترتیب کنترل دقیقتری انجام می‌شود. این شیرها قیمت ارزانتری در مقایسه با نوع Full Bore دارند. در مسیری که افت فشار و موضوع پیگ رانی مطرح نباشد استفاده از این نوع شیر به صرفه تر است.

بطور کلی شیرهای با مجرای کاهنده سیستم را دچار کمبود سیال می‌کنند-محدودیت موجود در شیر می‌تواند باعث تجمع فشار در قسمت ورودی وبالارفتن فشار قبل از شیر گردد واین پدیده گاهی باعث وارد آمدن صدمه به پمپ‌ها و تجهیزات قبل از شیر می‌شود.