شیر توپی( Ball valve) :
نوعی شیر ربع-گرد است که عضو مسدودکننده جریان آن به صورت یک کره سوراخ دار است که حول یک محور عمودی نسبت به جهت جریان سیال دوران می‌نماید. وقتی سوراخ در راستای جریان قرار بگیرد شیر باز بوده و وقتی سوراخ عمود بر مسیر جریان قرار بگیرد شیر بسته می‌شود. وقتی دسته شیر در راستای مسیر قرار داشته باشد نشانگر بازبودن شیر و وقتی دسته آن عمود بر مسیر جریان باشد نشانگر بسته بودن شیر می‌باشد.
این شیرها بسیار بادوام بوده و حتی پس از استفاده نکردن طولانی بسیار قابل اطمینان هستند. این خواص باعث شده که این شیرها در بسیاری از کاربردها بر شیرهای نوع دروازه ای و کروی پیشی بگیرند. خواص عالی شیرهای توپی باعث شده این شیرها در کاربردهای گسترده صنعتی راه پیدا کنند و برای فشارهایی تا ۱۰۰۰ بار و دماهایی تا ۴۰۰ درجه سلسیوس مورد استفاده قرار گیرند. یکی از عیوب شیرهای توپی این است که می‌توانند سیال را در محفظه میانی به دام بیندازند و اگر این سیال تخلیه نگردد می‌تواند در یخبندان باعث ترک خوردن بدنه گردد.
در کاربردهای کرایوژنیک و کاربردهایی که احتمال انبساط گاز محبوس در محفظه میانی وجود دارد یک سوراخ ونت (سوراخ تخلیه هوا) بر روی بدنه تعبیه می‌گردد.
استفاده طولانی مدت از این شیرها برای کاربردهای تنظیم جریان صحیح نمی‌باشد، چرا که باعث خوردگی توپی و در نتیجه ایجاد نشتی داخلی در شیر می‌گردد.
سایر شیرهای ربع-گرد شیر پروانه ای و شیر مخروطی (سماوری) می‌باشند.
ساختار کلی و عملکرد:
این نوع شیر در دسته‌بندی شیرآلات قطع و وصل جریان (on- off) قرار داشته و در حالت نیم باز دچار آسیب خواهند شد. عضو مسدودکننده کانال جریان (کره یا گهگاه نیم کره)، که به وسیلهٔ ساقه شیر حرکت ۹۰ درجه‌ای خواهد داشت وظیفه باز و بسته کردن شیر را بر عهده دارد. به همین دلیل به آن‌ها شیرهای quarter-turn action و Quick Opening نیز می‌گویند. در روی Ball سوراخی تعبیه گردیده‌است که در حالت باز در مسیر کانال جریان قرار خواهد گرفت.
چنانچه مساحت مجرای عبور سیال، از مساحت خط لوله کوچکتر باشد(Reduce Bore)نامیده می‌شود. در حقیقت نوع طراحی داخل بدنه و اندازه مجرای عبوری به گونه‌ای است که در حالت باز نیز باعث افت فشار در مسیر می‌شود. این کاهش مساحت کانال جریان در صورت طراحی غلط، بروزاغتشاش و تلاطم در جریان سیال را در پی خواهد داشت.
همچنین اگر مساحت مجرای عبور سیال، دقیقاً برابر با مساحت خط لوله باشد(Full Bore)نامیده می‌شود. این شیرها اکثراً دارای سیستم تزریق گریس بوده و در صورت مشاهده نشتی می‌توان با تزریق گریس‌های مخصوص آببند اضطراری (EMERGENCY SEAL) آن را آب‌بندی نمود. این گریس‌ها عمدتاً پایه سنتتیک (synthetic base) هستند.
”Size: 1” – 24
Pressure Class: ASEM 150-2500
Pattern: Full or Reduced Bore
Stem: Plain or Extension
Body & Plug Material: Carbon Steel, Stainless Steel or Special Alloy Steel (To order)
Seat: Soft Seated & Metal Seated
Ends: Flanged, Screwed, Welding Ends & Socket Welding Ends
Operation: Wrench, Enclosed Gear or Actuator
NACE service in accordance to MR-01-75
Trunnion & Floating
Non-lubricated or lubricated