این شیرها برای تنظیم دبی سیال عبوری از عملگرها و در نتیجه کنترل سرعت بالابر به کار می روند. در ساده ترین حالت این امر با تغییر دادن سطح یک اریفیس محقق می شود. مشخصات اریفیس نقش اصلی را در طراحی ابزار آلات کنترل هیدرولیکی بازی می کند. جریان عبوری از اریفیس کنترل معمولاً مغشوش فرض می شود با توجه به این امر دبی سیال را می توان چنین محاسبه کرد q دبی جریان ، x سطح اریفیس، sp افت فشار ناشی از از اریفیس و k ثابتی است که مقادیر مختلفی را نظیر مشخصات اریفیس، ویسکوزیته سیال و عدد رینولدز شامل می شود. اساس کار اریفیس کاهش ناگهانی سطح مقطع سیال است که این کاهش می تواند ثابت باشد، ولی معمولاً متغیر است. در حالت ایده آل طول اریفیس صفر و لبه های آن تیز فرض می شود. همچنین فرض می شود که اریفیس نسبت به تغییرات دمای سیال ( یعنی ویسکوزیته) حساس نیست.
دبی جریان عبوری از اریفیس متناسب با مجذور افت فشار تغییر کرده و نسبت به تغییرات ویسکوزیته حساس است. اگر افت فشار و دمای سیال بالابر به طور منطقی ثابت تغییرات جزیی فشار قابل قبول باشند از این نوع اریفیس می توان برای کنترل دبی جریان بالابر استفاده کرد.
وقتی که کنترل دقیق سرعت بالابر تحت تغییرات وضعیت بار مورد نیاز باشد، لازم است که افت فشار در طول اریفیس ثابت نگه داشته شود. رابطه بین جریان و موقعیت ابزار تنظیم کننده می تواند خطی، لگاریتی یا مطابق با یک منحنی خاص باشد. استفاده از یک شیر یکطرفه همراه با شیر کنترل دبی باعث ایجاد جریان تنظیم شده ای در یک جهت و جریان آزاد در جهت عکس می شود.
سه نوع خاص از شیرهای کنترل دبی بالابر عبارتند از:
1- شیرهای شتاب گیر
2- شیرهای جبران دما یا ویسکوزیته
3- شیرهای جبران فشار
شیرهای شتاب گیر
این گونه شیرها ، شیرهای خفگی اند که در آنها گلوگاه توسط یک غلتک و یا اهرم کنترل می شود. این شیرها می توانند در حالت عادی باز یا در حالت عادی بسته باشند تا جریان و به تبع آن شتاب دهندگی و شتاب گیری قابل کنترل باشند. به این نوع شیرها ، شیر یکطرفه و شیر خفگی ثانویه را هم می توان اضافه کرد که اولی برای جریان آزاد معکوس و دومی برای تأمین حداقل جریان هنگام بسته بودن گلوگاه اصلی به کار می رود.
در مدار از یک شیر شتاب گیر برای آهسته کردن حرکت پیستون در انتهای کورس استفاده شده است. در شروع کورس، سرعت به خوبی توسط محدود کننده A که دبی جریان خروجی از سیلندر را کنترل می کند و محدود کننده C که جریان بسیار اندکی از آن عبور می کند، کنترل می شود. زمانی که بادامک به غلتک کنترل نیرو وارد کند میله اصلی شیر B به آهستگی مسیر جریان اصلی را می بندد.
کنترل سرعت قسمت نهایی کورس پیستون بر عهده محدود کننده C است. در هنگام بازگشت پیستون، جریان از کنار شیر شتاب گیر و از طریق شیر یکطرفه D به راحتی عبور خواهد کرد.
شیرهای شتاب گیر برای کاربردهای با دبی زیاد بهترین انتخاب اند و معمولاً برای دبی های کمتر از l.min 15 توصیه نمی شود.
شیرهای کترل دبی جبران کننده ویسکوزیته یا جبران دما بالابر
ویسکوزیته روغن هیدرولیکی به دمای آ بستگی دارد، از این رو برخی از تولید کنندگان شیر به جبران دما و برخی دیگر به جبران ویسکوزیته روغن توجه می کنند. ساده ترین کار برای برطرف کردن تأثیر ویسکوزیته استفاده از اریفیس با لبه تیز است که در آن میزان جریان عبوری مستقل از ویسکوزیته سیال است.
در بعضی از طرحهای شیرهای خفگی جبران دما یا ویسکوزیته ، سوراخ اریفیس که پدیده خفگی در آنجا اتفاق می افتد، شامل دو صفحه کنار هم است که یکی کاملاض ثابت و دیگری قابل جا به جا کردن است.
هنگام حرکت صفحه متحرک نسبت به صفحه ثابت شکاف V شکل مقطع جریان، پوشیده می شود. طراحی گلوگاه به طراحی یک اریفیس با گوشه های تیز منجر می شود تا دبی جریان از ویسکوزیته و دما (به خصوص در دبی های بالاتر) مستقل باشد. در این حالت مشکلاتی در دبی های پایین(l/min 5/0>) نیز اتفاق می افتد زیرا در چنین حالتی شیر با ویسکوزیته پایین روغن بهتر کار می کند. جریان عبوری از این شیرها به بار بستگی دارد ولی این خاصیت را می توان با اضافه کردن یک میله جبران کننده اصلاح کرد. از شیر یکطرفه غالبا برای تسهیل عبور جریان معکوس استفاده می شود.
روش دیگر جبران دما که از سوی برخی تولیدکنندگان مورد توجه قرار می گیرد، استفاده از مکانیزمای تنظیمی در قسمتی از اریفیس است که از مواد با ضریب انبساط گرمایی بسیار بالا ساخته شده است. در هنگام افزایش دمای سیال، میله دوکی شکل داخل مکانیزم افزایش طول پیدا کرده و میزان باز بودن اریفیس را کاهش می دهد.
