شیرهای توپي (ball valve): برای کنترل فلو ، فشار و دما در سیالات یکی از بهترین گزینه ها میباشد . اين شير معمولا به صورت رايج مسدود كننده و كاملا باز يا بسته بكار ميروند . این نوع شیر برای کنترل سیال طراحی شده است و بعلت تغییر ناگهانی مسیر سیال ، باز کردن و بستن شیر ، خیلی سریعتر انجام می شود و با توجه به کاربرد وسیع از مواد مختلف در دسترس میباشند .اين شير ميتواند تا 90 درجه توسط محود درايو بچرخد. اين شير در اتوماسيون خانگي در کویل های پیش گرمکن ، گرمایش و سرمایش ، تانک های آبگرم بهداشتی ، رطوبت زن بخاری و مبدل های سریع كاربرد دارد.

شیر پروانه ایی (Butter fly valve): ديسك فلزي دايره ايي است كه در يك لوله بدون فلنج كوتاه نصب ميشود .و ديسك با اكچويتور چرخنده حركت ميكند . اين شيرها داراي فضاي كوچك،حداقل ظرفيت با افت فشار كم دارندو براي جريان هاي بزرگ مناسب است .و توانايي چرخش تا 60 درجه را دارا ميباشد. به دليل كشتاور نياز به اكچويتورهاي با ديافراگم بزرگتر دارند. اين شيرها در بویلرها و چیلرها ، مبدلهای آبگر م بهداشتی ، تانک ذخیره آب ، بای پس برج خنک کن و سیرکولاسیون استفاده ميگردد.

شير سماوري (plug valve) :اين شير براي كنترل مناسب نيست و بايد در حالت كاملا باز يا بسته باشد . ساختمان آن ساده و داراي يك بدنه و يك پلاگ توپي كه در آن سوراخي براي عبور سيال تهيه شده و يك كلاهك آب بندي ميباشد.

شير دروازه اي (Gate Valve) : اين شيرها وظيفه قطع و وصل كامل سيال را بر عهده دارند.

شير ساچمه ايي (Globe valve): جهت كنترل دقيق دبي جريان در مسير حركت سيال و بر روي لوله هاي قطر كم و همچنين باز و بسته نمودن مكرر مسير سيال بسيار مناسب ميباشد . مسير عبور سيال در اين شير مستقيم نيست و باعث افت فشار ميگردد .

سير يك طرفه (Swing check valve): سيال در اين شيرها فقط در يك طرف حركت ميكند و به دو صورت لولايي و فشاري ساخته ميشوند.

شیر تک ورودی(Single ported) : یک مسیر برای عبور سیال در داخل شیر وجود دارد. شیرهایی که حرکت رو به پایین پلاگ باعث باز شدن آنها شود را عملکرد معکوس و شیرهایی که حرکت رو به پایین باعث بسته شدن شیر شوند را عملکرد مستقیم گویند. شیرهای تک ورودی ارزان تر، در مقابل نشتی مقاوم تر و به دلیل نیروهای نامتعال نیاز به اکچویتور بزرگتری دارند.

شیرهای دو ورودی(Double- Ported) : وضعیت سیال در این شیرها دو طرف پلاگ به طور مساوی میباشد  و لذا در شیرهایی با دو ورودی کنترل بر روی  پلاگ در هر وضعیت بین کاملا باز و بسته به راحتی میسر میشود و مشكل آن عدم بسته شدن كامل ميباشد.

شير ايمني(Safety valve) : جهت ايمن ساختن لوله ها و دستگاه هاي داراي فشار از اين شير استفاده ميشود.در انواع گوناگون موجود ميباشد و در صورت كم و يا زياد بودن فشار سيال با ميزان تنظيم شده بر روي آن ، شير را قطع مينمايد . نوع ديگر اين شير به نام Safety relief valve وظيفه معكوس را دارد و شير در دو حالت فوق باز ميشود.

شيرهاي سولونوئيدي :اين شيرها در دو حالت كاملا باز و يا كاملا بسته بر روي عبور سيال عمل ميكنند. سولونوئيد شامل سيم پيچ مغناطيسي ميباشد كه باعث حركت پيستون مربوطه و تغيير وضعيت شير ميشود. و در انواع عملكرد مستقيم ، پايلوت داخلي ، پايلوت خروجي ، دو راهه ، سه راهه و چهار راهه موجود ميباشند. سلونوئيد با كاركرد پايلوت از فشار خط براي قدرت باز كردن شير استفاده ميكند.

مشخصات جريان عبوري از شير كنترل :مشخصه جريان عبوري از يك شير به ارتباط بين جريان سيال عبوري از شير و درصد حركت يا جابجايي ميله پلاگ شير مربوط ميشود. پلاگ هاي بسياري براي مشخصه هاي مختلف طراحي شده اند.در كل ميتوان پنج مشخصه جريان سيال را به شرح ذيل داشته باشيم :

باز كردن سريع
خطي
خطي اصلاح شده
درصد مساوي
سهمي اصلاح شده

نحوه انتخاب شير :

1-در ابتدا بايد نوع فعاليتي كه شير قرار است انجام دهد بررسي گردد و لذا بسته به كنترل پروسه شيرها ببه صورت دسته بندي ذيل تقسيم ميشوند:

براي تنظيم جريان سيال از شيرهاي ساچمه ايي (Globe valve)،زاويه ايي(Angle valve)،سوزني(Needle valve)،پرونه ايي(Butterfly valve)و ديافراگمي(Diaphragm valve) ،براي جلوگيري از برگشت سيال از شيرهاي يك طرفه(Check valve) و پايي(Pressure valve) و جهت تنظيم فشار سيال و ايمني مسير از شيرهاي ايمني(valve Safety) ،تخليه فشار(valve Relief) و فشار شكن(Pressure valve) ميتوان بهره جست.

2-مشخصات سيال عبوري از شير مانند آب ، گاز و يا سوخت و مشخصات خط انتقال (لوله) كه تايين كننده سايز شير خواهد بود.

3-افت فشار سيستم

4-جنس ساختمان شير

5-اندازه شير مثلا براي حجم بالا شير پروانه ايي مناسب است.

6-ضريب شير و مقدارجريان : نشان دهنده مقدارجريان عبوري و افت فشار در سيستم است و بر اساس كاملا باز بودن شير بيان ميشود اين ضريب به سايز و مقدار باز بودن شير وابسته است و به سه واحد CV در سيستم آمريكايي و Kv در سيستم بر اساس bar و F در سيستم انگليسي مطرح است.

CV مقدار گالن بر دقيقه آبي است كه در دماي بين 5 تا 40 درجه سانتيگراد  از بين شير عبور كند بطوريكه افت فشار آن يك پوند بر اينچ مربع باشد.

در ذيل مقدار عددی جريان و افت فشار برای انواع شيرهای ٦ اينچ ذكر گرديده است:

مصرف شيرهاي مختلف در فرآيندهاي گوناگون در جدول ذيل درج شده است:

افت فشار در شيرها :

در طراحي سيستم ها افت فشار از اهميت بالايي برخوردار است لذا بايد آن را به دقت محاسبه نمود. فرمول زير يك راه حل آسان براي محاسبه افت فشار در شير ميباشد.

β در سيستم SI برابر يك خواهد بود و در سيستم fps برابر 32/174 ميباشد

K ضريب افت فشار براي شير ميباشد  كه به نوع و اندازه آن بستگي دارد. .

V سرعت سيال بر اساس سليز شير ميباشد

Pدانسيته سيال تعريف شده است

اگر شيربه صورت نيمه باز باشد از حاصلضرب مقدارK در ضريب Ki كه مقدار k1 از طريق نمودارهاي زير به دست مي آيد. و به ترتيب متعلق به شير ساچمه ايي ،دروازه ايي ، پروانه ايي و ديافراگمي ميباشد.

در ذيل اكثر ضريب افت فشار شيرها در حالت كاملا بازذكر شده است

ضريب كاويتاسيون : به حباب هاي گاز جمع شده داخل سيال بر اثر حركت در داخل شير گويند كه باعث از بين رفتن شير خواهد شد.براي از بين رفتن اين مشكل ميتوان قطر لوله خروجي را تا 1.5 برابر از شير و اين لوله را در طول نيز 8 برابر قطر لوله ، ناگهاني افزايش داد.

هر دستگاه و يا لوله انتقال در رابطه با فشار دروني آن اطلاعاتي دارد كه شامل فشار كار كردن(operating press)و حداكثر فشار كاركرد (Max . Working or design press) وحداكثر فشار آزمايش شده(Max . test press) ميباشد.براي انتخاب شيرهاي ايمني حداكثر 10 درصد بيشتر از حداكثر فشار ميتوان در نظر گرفت.

نحوه اتصال شيرها به خطوط انتقال :

شيرهاي دنده ايي : توسط فيتينگ هاي دنده ايي به شبكه انتقال متصل ميگردد.

شيرهاي فلنجي : به وسيله فلنج ، پيچ و مهره و توسط واشرهاي مربوطه حهت آب بندي به شبكه  انتقال متصل ميگردد.

شيرهاي جوشي : شيرهاي كه بيشتر در صنعت تبريد توسط جوش به خطوط انتقال متصل ميگردد

نكات : در انتخاب اكچويتور دقت نماييد كه همانند شيرها مستقيم ومعكوس است . و در انتخاب هر دو تجهيز بايد دقت مناسب نمود. يعني يك شير با اكچويتور مستقيم و عملكرد مستقيم يك شير با عملكرد مستقيم است و يك شير با عملكرد معكوس و يك اكچويتور با عملكرد  معكوس يك شير با عملكرد مستقيم خواهد بود.

نكات : موقعيت نرمال شير  يا عملكرد خطا داراي اهميت ميباشد ، اگر سيگنال در اثر خطا از بين رود شير باز خواهد بود يا كاملا بسته.

نكته : شيرهاي قطع و وصل جريان در لوله كشي توزيع آب آشاميدني بايداز نوع تدريجي باشد تا از ضربات كله قوچي جلوگيري كند.