شیر سوزنی كه اسم خود را از شكل دیسك و نشیمنگاه خود گرفته از لحاظ ساختمان و طرز كار جزو خانواده شیرهای كروی می باشد با این شیرها می توان كنترل دقیق جریان سیال را به خصوص در لوله های باریك و ظریف برقرار كرد. ساختمان این شیر طوری است كه جریان به یك حفره كوچك هدایت می شود و پس از چرخش °90 به نوك یك مخروط هدایت می شود و همانگونه كه از شكل پیداست جریان از بین این حفره و یك قطعه سوزنی شكل به خروجی راه می یابد ..دیسك این نوع شیر از میله مخروطی شكل نازكی تشكیل شده كه از داخل سوراخ مدور صفحه عبور می كند و جریان حركت سیال را محدود می سازد .ساختمان این شیرها بیشتر در كاربراتورها به كار می رود . این نوع شیر از لحاظ ساختمان بسیار ظریف و تقریبا كوچك می باشد و بعلت داشتن مكانیسم مورد اعتماد در عملیات حساس و دقیق به كار گرفته می شود . در آزمایشگاه های نفت یا پتروشیمی و وسائل ابزار دقیق كاربرد آن بسیار می باشد . قطر شیرهای سوزنی معمولا از 2 اینچ تجاوز نمی كند و شیر سوزنی را بیشتر در محل هایی به كار می برند كه محدودیت لازم باشد و منظور از محدودیت یعنی تاخیر زمانی و تغییر آرام فشار است . 2) شیرهای سماوری plug or clock valves این شیرها برای جریان های كم می باشد و سه راهه ساخته می شوند : شیر های پیسوار از این نوع هستند . این نوع شیرها تشكیل شده از میله ای كه در میان آن حفره ای برای عبور جریان آب به وجود آورده شده است و در میان یك محفظه ای كه در سطح داخلی آن ماشین كاری و پرداخت شده , قرار گرفته است . این نوع شیرها نیز مانند شیر دروازه ای مقاومت بسیار كمی در مقابل جریان آب به وجود می آورند . برای باز و بسته كردن شیر سماوری فقط كافی است دسته آن را به اندازه 90 درجه بگردانیم . .معمولا این شیرها به عنوان وسیله كنترل دو حالته (قطع/ وصل) استفاده می شوند . زیرا (1) نسبتا ارزان هستند , (2) وقتی تنظیم شوند در همان وضعیت باقی می مانند , و (3) كاركنان می توانند وضعیت باز یا بسته بودن آن را به وضوح مشاهده كنند . اگر مساحت سطح روزنه شیرORIFICE) برابر با مساحت سطح مقطع لوله باشد , از بازده شیر به عنوان یك وسیله كنترل كننده جریان , كاسته خواهد شد . 3) شیرهای كروی globe valves این شیر اسم كروی را از روی شكل ظاهری بدنه خود كه كروی شكل است گرفته و ساختمان داخلی آن طوری است كه مایع از نقطه ورود به شیر تا خروج از آن 180 درجه تغییر جهت می دهد . ساختمان دریچه و نشیمنگاه آن طوری است كه به مجرد برقرار شدن جریان تماس آنها با هم قطع می شود .همچنین باز نبودن كامل شیر كروی موجب فرسودگی ان نمی شود . ولذا از آن می توان برای تنظیم و كنترل جریان استفاده كرد. متناسب بودن تعداد دور دسته شیر با حجم مجرای خروجی مایع كار تنظیم مقدار جریان را با دست آسان می سازد . ازمشخصات شیرهای كروی می توان به موارد زیر اشاره كرد : جهت جریان سیال بر خلاف شیر كشویی تغییر می كند . تغییر جهت جریان سیال ایجاد تلاطم می نماید . تلاطم افت فشار را افزایش می دهد . در شیر كروی افت فشار بیشتر از شیر كشویی می باشد . در شیر كروی به محض قطع اتصال صفحه انتهایی ساقه و نشیمنگاه سیال كاملا جریان می یابد در شیر كروی فرسودگی به علت اصطكاك خیلی كمتر از شیر كشویی می باشد . یكی از انواع شیرهای كروی شیر كروی زاویه ای می باشد كه در آن تغییر جهت سیال كمتر از شیر كروی معمولی می باشد و تلاطم سیال در شیر كروی زاویه ای كمتر از شیر كروی معمولی است . در آخر در مورد شیرهای كروی باید گفت كه این نوع شیر برای كنترل سیال طراحی شده است و بعلت تغییر ناگهانی مسیر سیال ، باز كردن و بستن شیر ، خیلی سریعتر انجام می شود . درضمن باید گفت كه مواد مختلف كه در ساخت آنها به كار می رود در دسترس می باشد . و تعمیرات آنها از شیر كشویی كمتر و سهلتر می باشد به طوری كه تعمیر آنها بدون خارج كردن آنها از مسیر لوله كشی امكان پذیر می باشد و جنس شیر اغلب از نیكل یا فولاد زنگ نزن می باشد. 4) شیر زاویه ای ANGLE VALVE این نوع شیر همان شیر كروی است , با این تفاوت كه یك زاویه 90 درجه بین ورودی و خروجی آن وجود دارد0 این نوع شیر نسبت به شیر كروی افت فشار كمتری ایجاد می كند و نیز به علت شكل مخصوص آن , در مصرف اتصالات لوله كشی و همین طور وقت مورد نیاز برای نصب صرفه جویی می كند . 5) شیر توپی BALL VALVE این نوع شیرها ضربه ای نیز نامیده می شوند . جریان آب در این نوع شیرها از میان سوراخ یك ساچمه كروی كه در جایگاه كروی كاملا صیقلی شده ای قرار دارد , عبور می كند . برای باز و بسته كردن این نوع شیرها نیز مانند شیر های سماوری فقط گردش 90 درجه ای دسته آن كافی است . این شیرها نیز مقاومت كمی در برابر جریان آب ایجاد می كنند . از این نوع شیرها در لوله كشی آب گرم و سرد و همچنین لوله كشی گاز فشار ضعیف می توان استفاده كرد . 6) شیرهای كشویی gate valves این شیرها بیشتر در محل هایی به كار می رود كه بخواهند جریان سیال را به طور كامل بسته یا باز نمایند . از خواص این شیرها كم بودن افت فشار در طول آن می باشد به همین دلیل در سر راه لوله های طویل از این شیرها به كار می رود . هنگامی كه كشو یا بند آور (gate) كاملا به بالا هدایت شده و از مسیر جریان سیال خارج گردیده و در نتیجه هیچ مقاومتی در مقابل عبور جریان ندارد ولی اگر كشو به پایین ترین محل خود هدایت شده باشد در نتیجه سیال بعلت تغییر مسیر و تصادم با كشو ایجاد تلاطم و افت فشار می نماید . در لوله كشی ها اغلب لوله و شیر به هم پیوسته اند (بوسیله جوشكاری یا بوسیله پیچ ) ولی به طور كلی اتصال شیر و لوله بوسیله فلنچ و پیچ و مهره انجام گردیده و برای جلوگیری از نشتی بین لوله فلنج شیر لائی آب بندی یا gasket گذارده می شود . ساختمان ساقه (stem) ساقه میله بلند و باریكی است كه از یك طرف به فلكه دست (hand wheel) و ازطرف دیگر به كشویی (gate) متصل می باشد . ساقه متصل به كشوی شیر از جعبه ای به نام (stuffing box) عبور می كند . دو نوع gate valve وجود دارد: 1) نوع اول كه به نام موازی معروف است بر اساس استفاده از یك دیسك تخت دروازه ای كه در بین دو نشیمنگاه موازی قرار گرفته تشكیل گردیده است.(جریان بالادست وجریان پائین دست) این ولوها همچنین دارای یك لبه تیزی در قسمت پائین خود می باشند كه این لبه تیز برای برش واز بین بردن ذرات جامد ورودی به ولو می باشد. مزیت مهم این قبیل ولوها اینستكه این ولوها علاوه بر بكار رفتن برای valve seat های نامتقارن ، می توانند برای valve seat های زاویه ای نیز بكار روند. 2) نوع دیگر ازgate valve ها بنام gate valve های با gate گوه ای شكل می باشند. دراین نوع از ولوها از دو seat مورب ویك gate مورب استفاده می گردد.(به منظور امكان بسته شدن در حالت shut off) همان طور كه می دانیم ساقه كشو را بالا و پایین می برد و بدین ترتیب مقدار باز و بسته كردن شیر را كنترل می كند . فراموش نكنیم كه در شیر كشویی جهت حركت سیال كاملا مستقیم بوده و در صورتی كه شیر كاملا باز باشد كشو از مسیر جریان خارج شده و افت فاشر به حداقل می رسد همچنین تلاطم جریان بسیار كم است . 7) شیرهای دیافراگمی diaphragm valves شیر پرده ای یا دیافراگمی ساختمان ساده و جالبی دارد . این نوع شیر از سه قسمت مهم تشكیل شده است بدنه (body) ، دیافراگم (diaphragm) ، و سرپوش (bonnet) دیافراگم از پرده لاستیكی تقویت شده یا جنس قابل ارتجاع دیگر ساخته شده كه با حركت دسته شیر پرده قابل ارتجاع بالا و پایین شده و مجرای عبور سیال را كم و زیاد و در نتیجه مقدار سیال را كنترل می نماید .دیافراگم محتوای شیر را از مكانیسم باز و بستن آن جدا می كند لذا احتیاج به وسائل آب بندی ندارد .در صورتی كه مواد از اطراف شیر بیرون بریزد نشان سوراخ بودن پرده می باشد كه باید تعویض شود از این نوع شیر برای كنترل مواد خورنده مثل اسیدها استفاده می گردد. باید توجه داشت كه بكار بردن شیر دیافراگمی برای مواقعی كه درجه حرارت زیاد باشد بی فایده خواهد بود زیرا در درجه حرارت زیاد دیافراگم ذوب می شود . می توان دیافراگم را از مواد پلاستیكی مقاوم در برابر حرارت ساخت ولی مقرون به صرفه نمی باشد . این نوع شیرها دارای خاصیت خوب بستن می باشند به طوری كه در حالت بسته شدن به هیچ وجه سیال از آن عبور نمی كند از این نوع شیر در فشار ها ودرجه حرارت پایین استفاده می شود . ولوهای دیافراگمی بر اساس شكل بدنه به دو گروه زیر تقسیم بندی می شوند: 1) نوع با برامدگی داخل بدنه(weir type) در این نوع یك قسمت برامدگی در داخل بدنه بصورت ریخته گری تعبیه می گرددو درهنگام بسته شدن ولو ، دیافراگم بر روی این برامدگی می نشیند و عبور جریان را محدود می كند. 2) نوع بدون برامدگی داخل بدنه (straight-through type) در این نوع ولوها ، دیافراگم بصورت یك شكل گوه ای در می آید از ولوهای دیافراگمی می توان در كنترل نمودن جریان نیز استفاده نمود.نوع( weirدارای برامدگی سد كننده در وسط) برای كنترل جریان گزینه مناسبی بوده ولی عیب آن محدود بودن منطقه عبور سیال می باشد. از ولوهای دیافراگمی همچنین برای كنترل جریانهای كوچك وهنگامی كه سیال دارای خاصیت خورندگی بوده وسیالات رادیواكتیو، می توان استفاده نمود. عمر مفید دیافراگم بستگی به نوع ماده ای كه از داخل ولو می گذرد وهمچنین دما، فشار و تعداد دفعات استفاده از ولو بستگی دارد. در بعضی از انواع مواد تشكیل دهنده دیافراگمهاكه از نوع الاستومری می باشند ، این دیافراگمها مقاومت بسیار خوبی در دماهای بسیار بالا دارند.هرچند كه باید توجه داشت خواص مكانیكی مواد الاستومری در دماهای بالا پائین خواهد آمد وامكان از بین رفتن آن نیز در فشار های بالا وجود دارد. بیشتر مواد الاستومری در دمای پائین تر از 150 F بهترین عملكرد را دارا می باشند. از موارد دیگر مزایای این ولوها ایزوله كردن قسمتهای مختلف ولو در مقابل سیال عبوری می باشد.بگونه ای كه دیافراگم خود باعث ایزوله كردن قسمتهای مختلف ولو در مقابل سیال عبوری می گردد.با توجه به این خاصیت این ولوها برای سیالات خورنده و همچنین سیالاتی كه دارای مواد جامد معلق می باشند مناسب خواهند بود..باتوجه به اینكه مجموعه درپوش ولو در معرض تماس با سیال عبوری قرار نمی گیرد لذا در تهیه متریال آن می توان از مواد ارزانتری استفاده نمود.با توجه به پیشرفتی كه در طراحی دیافراگم ومواد آن صورت پذیرفته ، امروزه دیافراگم های جدید قادر به عملكرد با انواع سیالات عبوری می باشند. 8) شیر برگشت معكوس فاضلابی BAKE WATER VALVE این نوع شیرها فقط در لوله كشی فاضلاب مورد استفاده , قرار می گیرند و كاملا شبیه شیر های یك طرفه آزاد عمل می كند . در حالاتی كه به علل مختلف , فاضلاب به سمت مجراهای ورودی فاضلاب ساختمان برگشت می كند , این شیرها از این عمل جلوگیری می كند . این نوع شیرها , معمولا در جاهایی نظیر زیر زمین ساختمان كه ارتفاع كمی نسبت به محل دفن فاضلاب دارد , برای جلو گیری از برگشت فاضلاب نصب می شود . 9) شیر فشار شكنPRESSURE REDUCING VALVE شیر فشار شكن یا شیر تنظیم كننده فشار , به طور معمول نزدیك كنتور آب ساختمان ها بعد از انشعاب از لوله اصلی آب شهر نصب می شود تا فشار های زیاد و تغییرات فشار آب شهر را تقلیل دهد . این شیر را می توان یك وسیله تمام خود كار خواند , زیرا برای انجام تغییرات و تقلیل فشار دارای ساختمانی مخصوص است كه این عمل را بدون انتقال انرژی انجام می دهد . این شیرها یك پیچ مخصوص تنظیم فشار دارد كه به وسیله آن فشار خروجی شیر تنظیم می شود. همان طور كه در شكل پیدا است , باید یك آشغال گیر یا صافی به شیر فشار شكن متصل كرد تا مواد خارجی احتمالی باعث خرابی مكانیزم داخلی این شیر نشود 10) شیرهای یكطرفه non return or check valves از شیرهای یكطرفه برای جلوگیری از بازگشت مایع یا گاز كه بمقصد فرستاده شده انتقال می گردد . دلائل استفاده از آنها در صنعت و وسائل خانگی به شرح زیر می باشد. الف- در منازل : روی ورودی آب را به طرف ساختمان قرار می دهند كه در صورت قطع آب مقدار آبی كه در وسائل خانگی و داخل لوله ها ذخیره شده به لوله اصلی باز نگردد. ب- روی لوله ورودی آب گرمكن ها قرار می دهند كه بر اثر قطع آب و یاشكستن لوله در داخل ساختمان آب ذخیره شده در مخزن آب گرمكن خالی نشود . زیرا ممكن است كوره به كار ادامه دهد و باعث سوختن آب گرمكن گردد. ج- در پالایشگاه ها شیر یكطرفه را روی لوله خروجی تلمبه قرار می دهند كه پس از انتقال مقدار لازم مواد نفتی ، و بستن تلمبه یا خاموش شدن اضطراری تلمبه مواد ارسال شده نتواند برگردد زیرا در اثر برگشت علاوه بر هدر رفتن انرژی مصرف شده برای ارسال آن ممكن است طرف دریافت كننده مواد را نیز با كمبود فوری مواجه سازد از این مهمتر ممكن است فشار مایع برگشتی كه از همان مسیر رفته معكوس شود و در نتیجه تلمبه گریز از مركز را با سرعت فزاینده بچرخاند و سرعت آنقدر زیاد شود كه تلمبه داغ شده از كار بیفتد و حتی منفجرشود . طرز كار آنها به این صورت می باشد كه فشار مایع یا گاز دریچه شیر را بلند می كند و باعث عبور مایع یا گاز می شود تا زمانی كه فشار زیر دریچه بیشتر از فشار روی آن باشد شیر باز می ماند و عبور مایع یا گاز ادامه می یابد اگر به هر علتی فشار زیر دریچه كمتر از فشار روی آن شود وزن خود دریچه و فشار موادی كه قصد برگشتن دارند باعث بسته شدن شیر و جلوگیری از برگشت مواد می شود . 11) شیرهای پروانه ای butterfly valves یكی از ساده ترین شیرهای است كه كاربرد آن ها در واحد های نفت و پتروشیمی متداول می باشد . ساختمان آنها تشكیل شده از یك بدنه معمولی و یك صفحه مدور كه تقریبا در وسط قرار دارد .این صفحه حول میله ای در حدود 90 درجه می گردد و بوسیله اهرمی بقسمت حركت دهنده شیر وصل می باشد. این محرك می تواند دستی یا بوسیله فشار هوا و یا برق باشد . شیرهای پروانه ای كوچك را در اندازه های 4 اینچ الی 24 اینچ می سازند تعمیرات آنها ساده است ولی باید مرتبا گریسكاری شود . بعضی از آنها را در موارد خاصی بوسیله فلكه دستی كه به میله گرداننده صفحه وصل می باشد و مكانیزم آن د ر یك جعبه چرخ دنده قرار دارد مجهز می كنند . تا چنانچه اگر گرداننده اصلی كه هوا یا هیدرولیك می باشد از كار بیفتد بتوانند با آزاد كردن آن از دنده با اهرم یا فلكه دستی صفحه را درهر حالت كه باشد نگهدارند . كاربرد شیرهای پروانه ای در واحدهایی كه فشار آنها حین كار كم باشد بعلت حداقل بودن افت فشار بسیار متداول می باشد و اصولا طراحان كارخانجات صنعتی تا آنجایی كه ممكن است سعی می كنند كه از بوجود آمدن افت فشار در سیستم ها جلوگیری كنند زیرا در غیر این صورت از لحاظ هزینه نصب آنها مقرون به صرفه نمی باشد . ویژگی دیگر این شیرها به حداكثر رساندن سرعت جریان سیال در حداقل زمان و حركت شیر می باشد مخصوصا درمورد كنترل فشار سیالات در مخازن یا برج های تحت فشار، همچنین این نوع شیرها در حجم زیاد انتقال سیالات مورد استفاده قرار می گیرد .
