شیرهای ربع گرد که به شیر توپی ربع گرد معروف است دارای دسته‌ای است که برای باز و بسته شدن چرخش ربع دایره‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد. در محل اتصال دسته ضامنی بر روی شیر قرار دارد که مانع چرخش بیش از ۹۰ درجه می‌شود. قطعه‌ای توپی شکل که در این نوع شیر طراحی شده برای توقف کردن و به کار انداختن دبی سیال در قسمت پایین دست شیر استفاده می‌شود.وقتی که ساقه شیر به یک طرف باز می‌شود قطعه توپی می‌چرخد و حفره‌ای که درون آن طراحی شده در راه ورود و خروج سیال قرار گرفته و باعث می‌شود سیال از شیر عبور کند. زمانی که قطعه توپی چرخانده شود طوری که حفره عمود بر راه سیال قرار بگیرد دبی سیال توقف پیدا کرده و سیالی عبور نمی‌کند. به طور کل این شیرها دو حالت قطع و وصل دارند و طول عمر این نوع شیر بالا بوده و کارکردش قابل اطمینان است.
شیرهای ربع گرد کاربرد بسیاری در صنعت دارد و برای فشارهایی در سطح ۱۰۰۰ بار با دمایی در حد ۴۰۰ درجه سانتی گراد استفاده می‌شود. یکی از معایب آن قرار گرفتن سیال در محفظه میانی را به دام می‌اندازد و در صورت یخ زدن موجب ترک خوردن بدنه می‌شود.
شیر باز
وقتی سوراخ توپی در مسیر لوله قرار می‌گیرد در این حالت سیال حرکت کرده و از شیر عبور می‌کند.
شیر بسته
در این حالت وقتی قطعه توپی ۹۰ درجه چرخ بخورد سوراخ آن عمود شده و جریان سیال متوقف می‌شود و نشان دهنده این است که شیر بسته است.
ساختار شیر توپی
شیرهای ربع گرد در طبقه شیرآلات قطع و وصل قرار دارد و اگر در حالت نیم باز باشد باعث ضربه خوردن آن می‌شود. قطعه‌ای که شیر را مسدود می‌کند با یک دسته شیر به صورت ۹۰ درجه‌ای چرخش دارد و موجب باز و بسته شدن شیر می‌شود. بر روی قطعه توپی شکل حفره‌هایی طراحی شده که در زمان باز بودن راه مایعات را به جریان انداخته و بخ بیرون هدایت می‌کند. وقتی مساحت راه عبور سیالات از مساحت خطی لوله کمتر باشد به این حالت Reduce bore گفته می‌شود.
این قطعه به گونه‌ای طراحی شده که در زمان باز بودن شیر موجب پایین آمدن فشار در طول مسیر می‌شود. در صورتی که مساحت محل عبور سیال با مساحت طول خط لوله یکسان باشد به این حالت Full Bore گفته می‌شود. این نمونه شیر کاربرد پیگ رانی دارد و بیشتر آن‌ها دارای تزریق گریس هستند و اگر نشتی داشته باشند به وسیله تزریق گریس‌هایی که برای آب‌بندی می‌باشند می‌توان شیر را آب‌بندی کرد.
مزایای شیرهای ربع گرد
- ساختار ساده این شیر از لحاظ هزینه و تعمیر و نگهداری بهتر از بقیه شیرالات صنعتی می‌باشد
- به دلیل سبک بودنشان نصب بسیار راحتی دارند.
- در شیر ربع گرد افت فشار پایین و برابر با صفر است.
- قابلیت به کارگیری در حالت نیمه باز
- نیازی به سیستم روانکاری ندارد.
- می‌توان از چندین راه برای تغییر مسیر استفاده کرد.
- وقتی شیر باز باشد حرکت سیال یکنواخت و در حالت بسته جریان سیال کاملا قطع می‌شود.
کاربرد شیرهای ربع گرد
موارد استفاده از شیرهای ربع گرد در موارد زیر می‌باشد:
- سیستم آب و فاضلاب
- کشتی
- صنایع شیمیایی
- صنایع اطفا حریق
- صنایع خودروسازی
- صنایع پلاستیک
- صنایع نساجی
- صنایع فلزی
- صنایع دارویی
