شیرهای کرویشیرهای کروی به مدت ۲۰۰ سال، پایه اصلی کنترل سیال بوده‌اند و اکنون در همه جا یافت می‌شوند. با این حال، در برخی کاربردها، می‌توان از طرح‌های شیر کروی برای مدیریت قطع کامل سیال نیز استفاده کرد. شیرهای کروی معمولاً برای کنترل جریان سیال استفاده می‌شوند. کاربرد شیرهای کروی در حالت روشن/خاموش و تنظیم جریان را می‌توان در نمای بیرونی خانه‌ها و سازه‌های تجاری، جایی که شیرها اغلب قرار می‌گیرند، مشاهده کرد.

بخار و آب برای انقلاب صنعتی ضروری بودند، اما این مواد بالقوه خطرناک باید مهار می‌شدند.شیر کرویاولین شیر مورد نیاز برای انجام مؤثر این کار است. طراحی شیر کروی آنقدر موفق و محبوب بود که منجر به دریافت حق ثبت اختراع اولیه اکثر تولیدکنندگان اصلی شیرآلات سنتی (کرین، پاول، لونکنهایمر، چپمن و جنکینز) شد.

شیرهای دروازه‌ایقرار است در موقعیت‌های کاملاً باز یا کاملاً بسته استفاده شوند، در حالی که شیرهای کروی می‌توانند به عنوان شیرهای بلوکی یا ایزوله استفاده شوند، اما طوری طراحی شده‌اند که هنگام تنظیم جریان، تا حدی باز باشند. هنگام استفاده از شیرهای کروی برای شیرهای ایزوله و قطع و وصل، باید در تصمیمات طراحی دقت شود، زیرا حفظ آب‌بندی محکم با فشار قابل توجه روی دیسک چالش برانگیز است. نیروی سیال به دستیابی به آب‌بندی مثبت کمک می‌کند و آب‌بندی را هنگامی که سیال از بالا به پایین جریان دارد، ساده‌تر می‌کند.

شیرهای کروی به دلیل عملکرد تنظیمی خود که امکان تنظیم بسیار دقیق با موقعیت دهنده‌ها و محرک‌های متصل به کلاهک و ساقه شیر کروی را فراهم می‌کند، برای کاربردهای شیر کنترلی ایده‌آل هستند. آن‌ها در تعدادی از کاربردهای کنترل سیال برتری دارند و در این کاربردها به عنوان "عناصر کنترل نهایی" شناخته می‌شوند.

مسیر جریان غیرمستقیم

شیر کروی به دلیل شکل گرد اولیه‌اش که هنوز ماهیت غیرمعمول و پیچیده مسیر جریان را پنهان می‌کند، به عنوان شیر کروی نیز شناخته می‌شود. با توجه به اینکه کانال‌های بالایی و پایینی آن دندانه‌دار هستند، یک شیر کروی کاملاً باز، در مقایسه با شیر دروازه‌ای یا توپی کاملاً باز، همچنان اصطکاک یا مانع قابل توجهی در برابر جریان سیال نشان می‌دهد. اصطکاک سیال ناشی از جریان کج شده، عبور از شیر را کند می‌کند.

ضریب جریان یا "Cv" یک شیر برای محاسبه جریان عبوری از آن استفاده می‌شود. شیرهای دروازه‌ای در حالت باز مقاومت بسیار کمی در برابر جریان دارند، از این رو Cv برای یک شیر دروازه‌ای و یک شیر کروی با اندازه یکسان، تفاوت قابل توجهی خواهد داشت.

دیسک یا پلاگ، که به عنوان مکانیزم بسته شدن شیر کروی عمل می‌کند، می‌تواند به اشکال مختلفی ساخته شود. با تغییر شکل دیسک، میزان جریان عبوری از شیر می‌تواند بر اساس تعداد چرخش‌های ساقه در هنگام باز بودن شیر، به طور قابل توجهی تغییر کند. طراحی دیسک منحنی معمول‌تر یا "سنتی" در اکثر کاربردها مورد استفاده قرار می‌گیرد زیرا برای یک حرکت (چرخش) خاص ساقه شیر، نسبت به سایر طرح‌ها مناسب‌تر است. دیسک‌های V-port برای همه اندازه‌های شیرهای کروی مناسب هستند و برای محدود کردن دقیق جریان در درصدهای مختلف بازشدگی طراحی شده‌اند. تنظیم مطلق جریان هدف انواع سوزنی است، با این حال، آنها اغلب فقط در قطرهای کوچکتر ارائه می‌شوند. در صورت نیاز به خاموشی کامل، می‌توان یک قطعه نرم و انعطاف‌پذیر را در دیسک یا نشیمنگاه قرار داد.

تریم شیر کروی

بسته شدن واقعی اجزا در یک شیر کروی توسط قرقره تأمین می‌شود. نشیمنگاه، دیسک، ساقه، نشیمنگاه پشتی و گاهی اوقات سخت‌افزاری که ساقه را به دیسک متصل می‌کند، تریم شیر کروی را تشکیل می‌دهند. عملکرد خوب و طول عمر هر شیری به طراحی تریم و انتخاب مواد بستگی دارد، اما شیرهای کروی به دلیل اصطکاک بالای سیال و مسیرهای پیچیده جریان، آسیب‌پذیرتر هستند. سرعت و تلاطم آنها با نزدیک شدن نشیمنگاه و دیسک به یکدیگر افزایش می‌یابد. به دلیل ماهیت خورنده سیال و افزایش سرعت، امکان آسیب دیدن تریم شیر وجود دارد که نشتی شیر را هنگام بسته شدن به طور چشمگیری افزایش می‌دهد. رشته‌ای شدن اصطلاحی برای نقصی است که گاهی اوقات به صورت پوسته‌های کوچک روی نشیمنگاه یا دیسک ظاهر می‌شود. آنچه که به عنوان یک مسیر نشتی کوچک شروع شد، اگر به موقع برطرف نشود، ممکن است رشد کند و به یک نشتی قابل توجه تبدیل شود.

درپوش شیر در شیرهای کروی برنزی کوچک‌تر اغلب از همان جنس بدنه یا گاهی اوقات از آلیاژی مقاوم‌تر شبیه برنز ساخته می‌شود. رایج‌ترین جنس قرقره برای شیرهای کروی چدنی، برنز است. IBMM یا «بدنه آهنی، پایه برنزی»، نام این لبه آهنی است. مواد لبه مختلفی برای شیرهای فولادی موجود است، اما اغلب یک یا چند عنصر لبه از فولاد ضد زنگ مارتنزیتی سری ۴۰۰ ساخته می‌شوند. علاوه بر این، از مواد سختی مانند استلایت، فولادهای ضد زنگ سری ۳۰۰ و آلیاژهای مس-نیکل مانند مونل استفاده می‌شود.

سه حالت اساسی برای شیرهای کروی وجود دارد. شکل "T" که ساقه عمود بر جریان لوله است، رایج‌ترین حالت است.
‎‏‎ ...
مشابه شیر T شکل، شیر زاویه‌ای جریان داخل شیر را ۹۰ درجه می‌چرخاند و هم به عنوان یک وسیله کنترل جریان و هم به عنوان یک زانویی لوله ۹۰ درجه عمل می‌کند. در «درخت‌های کریسمس» نفت و گاز، شیرهای کروی زاویه‌ای نوعی شیر تنظیم‌کننده خروجی نهایی هستند که هنوز هم اغلب در بالای دیگ‌های بخار استفاده می‌شوند.
‎‏‎ ...
طراحی "Y" که سومین طراحی است، برای سفت‌تر کردن طراحی برای کاربردهای روشن/خاموش در نظر گرفته شده است و در عین حال جریان آشفته‌ای را که در بدنه شیر کروی رخ می‌دهد، کاهش می‌دهد. کلاهک، ساقه و دیسک این نوع شیر کروی با زاویه 30 تا 45 درجه زاویه دارند تا مسیر جریان مستقیم‌تر شود و اصطکاک سیال کاهش یابد. به دلیل کاهش اصطکاک، احتمال آسیب فرسایشی شیر کمتر است و ویژگی‌های کلی جریان سیستم لوله‌کشی بهبود می‌یابد.