در مقایسه باشیر دروازه‌ایدر مقایسه با طراحی شیر کروی و شیر یکطرفه، تاریخچه شیر توپی بسیار کوتاه‌تر است. اگرچه اولین حق ثبت اختراع شیر توپی در سال ۱۸۷۱ صادر شد، اما ۸۵ سال طول کشید تا شیر توپی از نظر تجاری موفق شود. پلی تترافلوئورواتیلن (PTFE یا "تفلون") در طول فرآیند طراحی بمب اتمی در طول جنگ جهانی دوم کشف شد که به کاتالیزوری برای شروع صنعت شیر توپی تبدیل شد. شیرهای توپی در تمام مواد از برنج گرفته تا فولاد کربنی و از فولاد ضد زنگ گرفته تا زیرکونیوم موجود هستند.

دو نوع اساسی وجود دارد: گوی‌های شناور و گوی‌های جناغی. این دو طرح امکان ساخت شیرهای توپی مؤثر از ¼ اینچ تا 60 اینچ و بزرگتر را فراهم می‌کنند. عموماً، طرح شناور برای شیرهای فشار کوچکتر و کمتر استفاده می‌شود، در حالی که نوع جناغی برای کاربردهای شیر فشار بزرگتر و بالاتر استفاده می‌شود.

VM SUM21 توپ API 6Dشیر توپیشیر توپی API 6D به دلیل روش‌های آب‌بندی و نحوه‌ی جریان یافتن نیروی سیال از خط لوله به توپی و سپس توزیع آن در نشیمنگاه شیر، از این دو نوع شیر توپی استفاده می‌کند. در طراحی توپی شناور، توپی محکم بین دو نشیمنگاه، یکی در بالادست و یکی در پایین‌دست، قرار می‌گیرد. نیروی سیال بر توپی وارد می‌شود و آن را به نشیمنگاه شیر واقع در بدنه‌ی شیر پایین‌دست هل می‌دهد. از آنجایی که توپی کل سوراخ جریان را می‌پوشاند، تمام نیروی جریان، توپی را هل می‌دهد تا آن را به نشیمنگاه شیر وارد کند. اگر توپی خیلی بزرگ باشد و فشار خیلی زیاد باشد، نیروی روی نشیمنگاه شیر زیاد خواهد بود، زیرا گشتاور عملیاتی خیلی زیاد است و شیر نمی‌تواند کار کند.

شیرهای توپی شناور انواع مختلفی از بدنه دارند، اما محبوب‌ترین آنها نوع دو تکه با ورودی انتهایی است. سایر انواع بدنه شامل سه تکه و ورودی از بالا می‌شود. شیرهای توپی شناور در اندازه‌های تا ۲۴ اینچ و گرید ۳۰۰ تولید می‌شوند، اما محدوده کاربرد واقعی شیرهای توپی شناور معمولاً بسیار کمتر است - حداکثر حدود ۱۲ اینچ.

اگرچه شیرهای توپی در درجه اول به عنوان شیرهای روشن/خاموش یا "قطع" طراحی می‌شوند، اما اضافه شدن برخی شیرهای توپی و دریچه V شکلشیر توپیطرح‌ها آنها را برای کاربردهای کنترل‌شده ایده‌آل می‌کند.

صندلی الاستیک
شیر توپی فلنج‌دار VM SUM21 شیر توپی فلنج‌دار شیرهای توپی شناور کوچک‌تر را می‌توان در کاربردهای مختلفی، از لوله‌های خانگی گرفته تا لوله‌های حاوی مواد شیمیایی بسیار مقاوم، استفاده کرد. محبوب‌ترین جنس نشیمنگاه برای این شیرها نوعی ترموپلاستیک مانند PTFE است. نشیمنگاه‌های شیر تفلونی به خوبی کار می‌کنند زیرا به اندازه کافی نرم هستند که روی توپ‌های فلزی صیقلی به خوبی آب‌بندی شوند، اما به اندازه کافی محکم هستند که از شیر بیرون نزنند. دو مشکل اصلی این شیرهای با نشیمنگاه نرم این است که به راحتی خراشیده می‌شوند (و احتمالاً نشت می‌کنند) و دما به زیر نقطه ذوب نشیمنگاه ترموپلاستیک - حدود 450 درجه فارنهایت (232 درجه سانتیگراد)، بسته به جنس نشیمنگاه، محدود می‌شود.

یکی از ویژگی‌های بسیاری از شیرهای توپی شناور با نشیمنگاه الاستیک این است که می‌توانند در صورت آتش‌سوزی که باعث ذوب شدن نشیمنگاه اصلی می‌شود، به درستی آب‌بندی شوند. به این طراحی، طراحی ضد حریق می‌گویند؛ این شیرها دارای یک محفظه نشیمنگاه هستند که نه تنها نشیمنگاه الاستیک را در جای خود نگه می‌دارد، بلکه یک سطح نشیمنگاه فلزی نیز فراهم می‌کنند که هنگام تماس با گوی، آب‌بندی جزئی ایجاد می‌کند. طبق استانداردهای آزمایش آتش‌سوزی موسسه نفت آمریکا (API) 607 یا 6FA، شیر برای تأیید طراحی محافظت در برابر آتش آزمایش می‌شود.

طراحی سر محوره
شیر توپی VM SUM21 BALL API 6D شیر توپی VM SUM21 BALL API 6D وقتی به شیر توپی با اندازه بزرگتر و فشار بالاتر نیاز باشد، طراحی به نوع trunnion تغییر می‌کند. تفاوت بین نوع trunnion و نوع شناور در این است که trunnion توسط trunnion پایینی (شاتون کوتاه) و میله بالایی در بدنه اصلی ثابت شده است. از آنجایی که trunnion نمی‌تواند برای بستن اجباری به داخل نشیمنگاه شیر "شناور" شود، نشیمنگاه شیر باید روی trunnion شناور شود. طراحی نشیمنگاه trunnion باعث می‌شود که trunnion توسط فشار بالادست تحریک شده و برای آب‌بندی به داخل کره رانده شود. از آنجایی که trunnion به جز چرخش ۹۰ درجه‌ای آن، محکم در جای خود ثابت شده است، نیرو و فشار فوق‌العاده سیال، trunnion را در نشیمنگاه شیر گیر نمی‌دهد. در عوض، نیرو فقط بر روی ناحیه کوچکی خارج از نشیمنگاه شناور عمل می‌کند.

طراحی ورودی انتهایی VM SUM21 BALL شیر توپی جناغی با طراحی ورودی انتهایی، برادر بزرگتر و قدرتمند شیر توپی شناور است، بنابراین می‌تواند کارهای بزرگی - فشار بالا و قطر لوله‌های بزرگ - را انجام دهد. تاکنون، محبوب‌ترین کاربرد شیرهای توپی جناغی در خدمات لوله‌کشی بوده است.