شیرآلات صنعتی از اجزای گوناگونی ساخته می‌شوند اما بعضی از اجزا در همه یا اکثر انواع شیرآلات وجود دارند. این اجزا به قرار ذیل می باشند:
- بدنه (Body)
- بونت (Bonnet)
- مجرا (Port)
- عملگر دستی یا اکچویتر (Handle or Handwheel)
- دیسک یا مجرابند (Disc)
- نشیمن‌گاه (Seat)
- ساقه (Stem)
- گسکت (Gasket)
- توپی شیرها (Valve ball)
- فنر (Spring)
- تریم (Trim)
شیرآلات صنعتی اکثراً از دو جزء اصلی که بدنه (Body) و بونت (Bonnet) نام دارند تشکیل می‌شوند. این دو قسمت باعث ایجاد فضایی می‌شوند که سیال می‌تواند در سراسر آن جریان داشته باشد.
اجزای تشکیل دهنده شیرهای صنعتی
- شیرآلات صنعتی
- بدنه
- مجراها
- نشیمن‌گاه
- ساقه
- مجرابند
- عملگر دستی یا اتوماتیک
- بونت
- پکینگ
- گلند خارجی
- جریان سیال هنگامی که شیر باز است
- موقعیت مجرابند هنگام بسته بودن شیر
- موقعیت عملگر هنگام بسته بودن شیر
اجزای سازنده شیرآلات صنعتی
بدنه (Body)
بدنه شیرآلات صنعتی پوشش خارجی بیشتر یا همه‌ی شیرهاست که از اجزای داخلی آن محافظت می‌کند بنابراین از اهمیت زیادی برخوردار است. بدنه شامل قطعات داخلی یا تریم (Trim) می‌باشد. بونت بخشی از محفظه‌ای است که ساقه (Stem) از آن عبور می‌کند و نقش آن ساپورت و آب‌بندی ساقه است. بدنه شیرآلات صنعتی معمولاً فلزی و پلاستیکی هستند. اما استفاده از برنج، برنز، مفرغ (فلزی مرکب از مس و قلع و روی)، چدن، فولاد، آلیاژهایی از فولاد و فولاد ضد زنگ هم رایج است.
بونت (Bonnet)
بونت نقش کلاهک روی بدنه را ایفا می‌کند و معمولاً به بدنه پیچ یا جوش می‌شود. در هنگام ساخت شیر، قطعات داخلی داخل بدنه قرار می‌گیرد، سپس بونت برای نگهداشتن همه قطعات کنار هم نصب می‌شود. برای دسترسی به بخش‌های داخلی شیر جهت تعمیر، بونت باید به طور کامل بیرون آورده‌شود.
بسیاری از شیرآلات صنعتی بونت ندارند برای مثال در شیرهای سماوری (Plug valve) معمولاً از بونت استفاده نمی‌شود همچنین بعضی از شیرهای توپی (Ball valve) هم بونت یا کلاهک ندارند از این رو بدنه آن‌ها را به شیوه‌های متفاوتی کنار هم قرار می‌دهد برای مثال ممکن است از وسط به دو طرف شیر پیچ شده‌باشند.
عملگر دستی یا اکچویتر (Handle or Actuator)
عملگر دستی از بیرون بدنه شیر، شیر را کنترل می‌کند. شیرهای با عملگر اتوماتیک معمولاً نیازی به عملگر دستی ندارند اما بعضی از آن‌ها ممکن است عملگر دستی (یا یک وسیله مشابه) هم داشته‌باشند.
اکچویتر یک مکانیزم یا یک دستگاه است که به صورت اتوماتیک یا توسط ریموت، شیر را از بیرون کنترل می‌کند. بعضی شیرها نه عملگر مکانیکی و نه عملگر دستی دارند زیرا از داخل به صورت اتوماتیک خودشان را کنترل می‌کنند.
برای مثال: شیرهای یک‌طرفه و شیر تخلیه فشار (Relief valve) ممکن است نداشته باشند.
دیسک یا مجرابند (Disc)
مجرابند مانند یک سد یا یک مانع متحرک که درون یک بدنه ثابت قرار گرفته عمل می‌کند که قابلیت تنظیم و محدودکردن جریان داخل شیر را دارد. مجرابندها در انواع گوناگونی وجود دارند. بسته به نوع شیر، مجرابند می‌تواند حرکت خطی داشته‌باشد یا به صورت چرخش ساقه (Stem) و یا چرخش پین (Hinge) در شیرهای یک‌طرفه یا ترونیون (Trunnion) در شیرهای توپی حرکت کند.
توپی عضو دایره‌شکلی است که یک یا تعداد بیشتری راه بین مجراها ایجاد می‌کند تا جریان از سراسر شیر عبور کند. با چرخاندن توپی جریان می‌تواند بین مجراها هدایت شود. شیرهای توپی از مجرابندهای کروی چرخشی با روزنه‌ی استوانه‌ای برای عبور سیال استفاده می‌کنند. شیرهای سماوری از مجرابندهای استوانه‌ای یا مخروطی چرخشی استفاده می‌کنند که به آن‌ها پلاگ گفته می‌شود.
مادامی که مجرابند چرخشی بتواند داخل بدنه شیر بچرخد دیگر اشکال هندسی نیز در طراحی مجرابندها امکان‌پذیر است. به هر ترتیب تمام مجرابندهای کروی چرخشی نیستند. برای مثال شیرهای یک‌طرفه توپی از توپی برای انسداد جریان برگشتی استفاده می‌کند و این مجرابند چرخشی نیست چراکه این عملیات بدون چرخیدن توپی صورت می‌گیرد.
سیت یا نشیمن‌گاه (Seat)
نشیمن‌گاه سطح درونی بدنه است که برای ایجاد آب‌بندی با مجرابند اتصال پیدا می‌کند. در مجرابندهایی که حرکت خطی یا رفت و برگشتی در یک پین یا ترونیون دارند، زمانی که شیر بسته است، مجرابند در تماس با نشیمن‌گاه قرارمی‌گیرد. در مجرابندهایی که می‌چرخند نشیمن‌گاه همیشه در تماس با مجرابند قرار می‌گیرد، اما محیط تماس با چرخش مجرابند عوض می‌شود. نشیمن‌گاه همیشه نسبت به بدنه ثابت است. نشیمن‌گاه‌ها با توجه به نحوه اتصال‌شان به بدنه یا عناصر سازنده‌شان تقسیم‌بندی می‌شوند.
نشیمن‌گاه‌های نرم
نشیمن‌گاه‌های نرم (Soft seat) به بدنه شیر متصل می‌شوند و از عناصر سازنده نرم‌تری مانند PTFE و بعضی از الاستومرها مانند NBR,EPDM یا FM تشکیل می‌شوند که انتخاب عناصر سازنده به حداکثر دما و فشار فرآیند بستگی دارد. شیرآلات صنعتی که معمولاً از نشیمن‌گاه‌های نرم استفاده می‌کنند عبارت‌اند از شیرهای پروانه‌ای (Butterfly valve) شیرهای توپی (Ball valve) شیرهای سماوری (Plug valve) شیرهای دیافراگمی (Diaphragm valve) در هنگام بسته بودن شیر، نشیمن‌گاه‌های نرم کمتر مستعد نشتی هستند در صورتی که نشیمن‌گاه‌های سخت دارای دوام بالاتری می‌باشند.
نشیمن‌گاه‌های سخت
نشیمن‌گاه‌های سخت (Hard seats) جدایی‌ناپذیر از بدنه شیر هستند. تقریباً تمام شیرهای فلزی که از این نوع نشیمن‌گاه استفاده می‌کنند مقدار بسیار کمی نشتی دارند شیرآلات صنعتی که معمولاً از نشیمن‌گاه‌های سخت استفاده می‌کنند عبارت‌اند از شیرهای دروازه‌ای (Gate valve) شیرهای کروی (Globe valve) شیرهای یک‌طرفه (Check valve).
استم یا ساقه (Stem)
استم، حرکت را از عملگر دستی یا عضو کنترلی به مجرابند منتقل می‌کند. به طور معمول اگر کلاهک (Bonnet) در شیر وجود داشته‌باشد استم از میان آن عبور می‌کند. در بعضی موارد می‌توان استم و نشیمن‌گاه یا استم و عملگر دستی را با یک‌دیگر ترکیب کرد و به صورت یک‌تکه ساخت. انتقال حرکت استم ممکن است به صورت نیروی خطی، گشتاور چرخشی یا ترکیب آن‌ها باشد.
شیر و استم می‌توانند رزوه‌ای باشند به طوری که با چرخاندن استم در یک جهت، می‌تواند داخل و خارج شیر پیچانده شود و یا مجرابند را درون بدنه به جلو و عقب حرکت بدهد. از پکینگ (Packing) برای ایجاد آب‌بندی گاهی بین استم و کلاهک (Bonnet) استفاده می‌شود. بعضی از شیرها کنترلر خارجی ندارند پس نیازی به استم نیز نخواهند داشت مانند اکثر شیرهای یک‌طرفه.
گسکت (Gasket)
گسکت‌ها، آب‌بندها یا پکینگ‌های مکانیکی هستند که برای جلوگیری از نشتی گاز یا سیالات درون شیرآلات صنعتی استفاده می‌شوند.
توپی شیرها (Valve balls)
توپی شیر معمولاً برای وظایف سنگین، فشارهای بالا و همچنین در مواقعی که مقاومت بالا موردنیاز است کاربرد دارند. این نوع توپی‌ها معمولاً از فولاد ضدزنگ، تیتانیوم، استلایت، تنگستن، برنج و نیکل ساخته می‌شوند. همچنین در ساخت‌شان می‌توان از انواع مختلف پلاستیک‌ها مانند ABS,PVC,PP,PVDF هم استفاده کرد.
فنر (Spring)
در بعضی از شیرها به جای استفاده از عملگر و استم برای جابه‌جایی مجرابند از فنرها استفاده می‌شود به طوری که پس از فشرده‌شدن به مکان اولیه خود بازمی‌گردد. اکثر شیرهای اطمینان از فنر برای بسته نگهداشتن شیر استفاده می‌کنند.
تریم (Trim)
عناصر داخلی یک شیر به طور کلی تریم نامیده می‌شود و مطابق با استاندارد API 600 ساخته می‌شوند.
تریم از اجزای زیر تشکیل می شود:
- استم یا ساقه
- سیت یا نشیمن‌گاه
- مجرابند یا دیسک
- بوش