شیر فلکه ساچمه ای، نوعی شیر استفاده شده جهت تنظیم جریان در یک خط لوله بوده، که شامل عنصرِ دیسک متحرک و رینگ پایه ای ثابت در یک بدنه کروی شکل می باشد. دلیل نامگذاری شیرهای کروی، شکل کروی بدن آنان همراه با دو نیمه که توسط یک بافل داخلی مجزا گشته، می باشد. دهانه ی این شیر، مکانی را تشکیل می دهد که بر روی آن، امکان پیچ کردنِ مجرابند جهت بسته شدن شیر را فراهم میکند.
این مجرابند نیز دیسک نامیده می‌شود. در شیرهای کروی، مجرابند به ساقه ای متصل است که با عملکرد پیچاندن در شیرهای دستی کار میکند. به طور معمول، شیرهای خودکار از ساقه های کشویی استفاده میکنند. شیرهای کروی خودکار به جای ساقه رزوه ای، ساقه ی هموار داشته و توسط یک مونتاژ محرک، باز و بسته می شوند. زمانی که شیر کروی به صورت دستی کار می کند، ساقه توسط یک چرخ دستی چرخانده می شود.
اگرچه شیرهای کروی در گذشته بدنه ی کروی شکل داشته اند که دلیل نامگذاری آنها بوده است، با این حال بسیاری از شیرهای کروی مدرن آنچنان دارای شکل کروی نیستند. بهرحال، اصطلاح “شیر بشقابی” همچنان در اغلب مواقع برای شیرهایی استفاده میگردد که دارای چنین مکانیسم داخلی هستند. در لوله کشی، شیرهای دارای چنین مکانیسمی نیز اغلب “شیرهای متوقف کننده” نامیده می شوند، زیرا که ظاهر کروی ندارند. اما اصطلاح “شیر متوقف کننده” ممکن است به شیرهایی اطلاق شود که جهت توقف جریان استفاده می شوند، حتی در زمانیکه دارای مکانیسم یا طراحی دیگری باشند.
شیرهای کروی جهت عملکردهایی که نیازمندِ اختناق و عملیات معمول هستند، استفاده می گردند. برای مثال، شیرهای کروی یا شیرهایی با مکانیزم مشابه ممکن است بعنوان شیرهای نمونه گیری مورد استفاده قرار گیرند که به جز زمانِ نمونه گیری مایعات، بطور معمول بسته می شوند. از آنجا که بافل جریان را محدود میکند، لذا استفاده از آن در صورت نیاز به جریان کامل و بدون مانع، توصیه نمی‌شود.
ساختارِ اصلی حاویِ فشار در شیر بوده و البته به دلیل تشکیل دادنِ جِرمِ شیر، به راحتی قابل شناسایی است. این بخش، شامل تمام اجزای داخلی شیر بوده که در تماس با ماده کنترل شده توسط شیر قرار خواهد گرفت. درپوش به بدنه متصل بوده و امکانِ مهارِ مایع، گاز یا دوغاب را فراهم می سازد.
شیرهای کروی به طور معمول شیرهای دو پورتی هستند، اگرچه شیرهای سه پورتی نیز تولید می گردند. پورت ها، دهانه هایی در بدنه جهتِ جریان مایع به داخل یا خارج هستند. دو پورت ممکن است بطور مستقیم و روبروی همدیگر بر روی بدنه یا در زاویه ای همچون زاویه 90 درجه نسبت به یکدیگر قرار گیرند. شیرهای کروی دهانه دار در چنین زاویه ای، شیرهای کرویِ زاویه ای (زاویه دار) نامیده می شوند. یک شیر کروی همچنین می تواند بدنه ای به شکل y داشته باشد.
محیط بسته ی ضدِ نشت برای بدنه فراهم میکند . بخشِ رزوه دارِ ساقه از سوراخی با رزوه های همسان در درپوش عبور می کند. شیرهای کروی ممکن است درپوش اتصال یا رزوه ای داشته باشند. درپوش رزوه ای ، ساده ترین درپوش بوده که آب بندی مقاوم و فشرده ای را ارائه میدهد. درپوش اتصال نیز جهتِ عملکردهایی که نیازمندِ بازرسی مکرر یا تصفیه هستند، مناسب می باشد. همچنین قدرت بیشتری را به بدنه می افزاید. درپوش متصل به پیچ جهتِ کاربردهای بزرگتر و با فشار بالاتر استفاده می گردد. درپوش ها همچنین حاویِ تراکم بوده که ماده ای پوشاننده است که آب بندی را بین درپوش و ساقه در حینِ چرخه ی شیر حفظ می کند.
عضوِ مربوط به محیط بسته ی (بستگی) شیر. مجرابندها به ساقه ای متصلند که به صورت کشویی یا پیچ شده به بالا یا پایین، اختناق را بر عهده دارند. مجرابندها به طور معمول از نوعِ متعادل یا نامتعادل هستند. مجرابندهای نامتعادل، جامد بوده و با شیرهای کوچکتر یا با قطره های کم فشار در طول شیر استفاده می گردند. مزایای این موارد شاملِ طراحیِ ساده تر همراه با یک مسیرِ نشت در نشیمن بوده و معمولا با هزینه کمتری همراه است. یکی از معایب این موضوع،اندازه محدود است. با یک مجرابند بزرگِ نامتعادل ، عملیات تنظیم جریان اغلب غیرعملی می شود. مجرابندهای متعادل در سرتاسر مجرابند، دارای سوراخ می باشند. مزایا شاملِ خاموشیِ راحت ترِ آن است، زیرا مجرابند نیازی به غلبه به نیروهای ثابت ندارد. با این حال، مسیر نشتِ دوم بین مجرابند و محفظه ایجاد می شود که عموما هزینه آن بیشتر است.
ساقه به عنوان رابط بینِ محرک و درونِ شیر عمل کرده و این نیروی محرک را منتقل می کند. ساقه ها یا برای شیرهای کنترل شده توسط محرک ،هموار بوده و یا برای شیرهای دستی، رشته ای (رزوه دار) می باشند. ساقه های هموار توسط موادِ تراکم جهتِ پیشگیری از عملکرد موادِ نشتی در درونِ شیر احاطه شده اند. این تراکم، ماده ای پوشاننده بوده که باید در طول زمان تعویض گردد. با داشتنِ یک ساقه هموار، انتهای آن جهتِ ارتباط با مجرابند و محرک به صورت رزوه ای درمی آید. ساقه نه تنها باید مقدار زیادی از نیروی فشار را در حین اختناق شیر تحمل کند، بلکه باید مقاومت کششی بالایی را در حین باز شدن شیر دارا باشد. علاوه بر این، برای اطمینان از بستگیِ خوبِ دریچه، ساقه باید بسیار صاف و با بیرون زدگیِ کم باشد. این بیرون زدگیِ کم همچنین پوشانندگیِ تراکم موجود در درپوش را به حداقل می رساند که امکانِ آب بندی را در برابر نشتی فراهم می کند. برای جلوگیری از ورودِ اجسام خارجی به موادِ تراکم که باعث تسریعِ پوشانندگی می گردد، ممکن است حفاظی بر روی مهره ی تراکم در ساقه فراهم شود.
محفظه، بخشی از شیر بوده که مجرابند را احاطه کرده و در درون بدنه شیر قرار دارد. به طور معمول، محفظه، یکی از بزرگترین عوامل تعیین کننده جریان در درون شیر است. با جابجایی مجرابند، بیشترِ دهانه ها در محفظه، نمایان گشته و جریان افزایش می یابد، و برعکس. طراحی و جانماییِ دهانه ها می تواند تاثیرِ زیادی بر جریانِ مواد بگذارد ( مشخصاتِ جریانِ موادِ مختلف در دماها و فشارهایی که در یک محدوده قرار دارند). محفظه ها همچنین با جایگزینی هدایت از درپوش، جهتِ هدایتِ مجرابند به نشیمنِ شیر جهتِ یک خاموشیِ خوب مورد استفاده قرار می گیرند.
حلقه نشیمن، سطحِ خاموشی پایدار، یکنواخت و قابل تعویض را فراهم می کند. حلقه های نشیمن معمولا با فشارِ بستنِ درپوش به بالای بدنه در جای خود قرار می گیرند. این موضوع، محفظه را به لبه ی حلقه نشیمن رانده و آن را محکم به بدنه درپوش نگه می دارد. حلقه های نشیمن ممکن است به صورت رشته دار درآمده و درون یک حدیده در همان ناحیه از بدنه پیچ شوند. اما این روش، حذفِ حلقه ی نشیمن (پایه) را در حین تعمیرات دشوار می سازد. حلقه های نشیمن نیز به طور معمول در سطحِ نشیمن اریب می شوند تا راهنمایی در حینِ مراحل آخر بسته شدن شیر باشد.
شیرهای کروی یا شیرهای متوقف کننده اقتصادی با مکانیسم مشابه که در لوله کشی استفاده می شوند، اغلب دارای یک واشر پلاستیکی در پایینِ دیسک برای سطح نشیمن هستند. بنابراین میتوان لاستیک را در برابر نشیمن جهتِ ایجادِ یک آب بندی ضد نشت در زمان بسته شدن فشرده کرد.
به طور معمول، شیرهای کروی از آلیاژهای فلزی ساخته می شوند، اگرچه برخی مواد مصنوعی نیز در آن وجود دارند. این مواد بر اساسِ فشار، دما و خواص کنترل شده محیط انتخاب می شوند. جریان های فرایند فرسایشی و یا خورنده ممکن است نیاز به مصالحه در انتخاب مواد و یا آلیاژهای بیگانه و یا پوشش بدنه داشته باشند تا این تعاملات مواد را به حداقل رسانده و عمر شیر یا اجزای شیر را افزایش دهند. به طور معمول، آلیاژهای فولاد کربن جهتِ کاربردهای غیرخورنده تخصیص داده می شوند. آلیاژهای دیگر همچون هاستلوی، مونل، اینکونل و سایرین موجود هستند.
در هنگام انتخاب شیر، باید مواد بسته بندی آن را نیز در نظر گرفت. عموما الزامات برای یک بسته بندی با اصطکاک کم در تضاد با یک ماده بادوام است که در طول عمر محصول، الزاماتی با نیاز به تعمیرات کم فراهم خواهد کرد. کاربردهای خورنده میتوانند انتخاب مواد بسته بندی را بیشتر پیچیده کنند، زیرا ممکن است مواد بسته بندی معمولی با مواد پردازش شده سازگار باشد یا نباشد. به طور معمول از گرافیت یا PTFE به دلیل ضریبِ اصطکاک کم آن استفاده می شود. در حالیکه پیچیده تر باشد، امکانِ نیروی تراکم ثابت و دائم در طول عمرِ مواد متراکم را فراهم می سازد. این تراکم، کمک شایانی به رعایت قوانین زیست محیطی امروزی می نماید.
