شیر توپی

شیر توپی ( به انگلیسی: 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 می نماید. [ ۱] وقتی سوراخ در راستای جریان قرار بگیرد شیر باز بوده و وقتی سوراخ عمود بر مسیر جریان قرار بگیرد شیر بسته می شود. 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 می باشد.
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 می توانند سیال را در محفظه میانی به دام بیندازند و اگر این سیال تخلیه نگردد می تواند 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 می گردد.
استفاده طولانی مدت از این شیرها برای کاربردهای تنظیم جریان صحیح نمی باشد، چرا که باعث خوردگی توپی و در نتیجه ایجاد نشتی داخلی در شیر می گردد.
سایر شیرهای ربع - گرد شیر پروانه ای و شیر مخروطی ( سماوری ) می باشند.
این نوع شیر در دسته بندی 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 درجه ای خواهد داشت وظیفه باز و بسته کردن شیر را بر عهده دارد. به همین دلیل به آن ها شیرهای quarter - turn action و Quick Opening نیز می گویند. در روی توپک سوراخی تعبیه گردیده است 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 می شود. در حقیقت نوع طراحی داخل بدنه و اندازه مجرای عبوری به گونه ای است که در حالت باز نیز باعث افت فشار در مسیر می شود. این کاهش مساحت کانال جریان در صورت طراحی غلط، بروزاغتشاش و تلاطم در جریان سیال را در پی خواهد داشت.