شیرهای توپی فشار قوی از یک توپ ماشینکاری شده دقیق با سطح صاف و صیقلی استفاده کنید که به خوبی روی صندلی شیر قرار می گیرد. خود توپ معمولاً از مواد با استحکام بالا مانند فولاد ضد زنگ، فولادهای آلیاژی یا حتی مواد عجیب و غریب مانند Inconel ساخته می شود که در شرایط فشار بالا در برابر خوردگی و سایش مقاومت می کند. هنگامی که دریچه بسته می شود، توپ در موقعیتی چرخانده می شود که مسیر جریان را به طور کامل مسدود می کند. سطح صیقلی توپ یک تماس محکم و ثابت با نشیمنگاه سوپاپ ایجاد می کند و یک مهر و موم موثر را تشکیل می دهد. هر چه فشار بیشتر باشد، نیروی بیشتری به توپ در برابر صندلی وارد می شود و باعث بهبود بیشتر درزگیر می شود.

نشیمنگاه‌های شیرهای توپی فشار بالا معمولاً از مواد بادوام مانند PTFE (تفلون)، PEEK یا دیگر الاستومرها ساخته می‌شوند که خاصیت آب‌بندی عالی را ارائه می‌کنند. این مواد به دلیل توانایی آنها در حفظ خاصیت ارتجاعی و مقاومت در برابر نیروهای فشار بالا و همچنین توانایی آنها در مقاومت در برابر تغییرات دما و قرار گرفتن در معرض مواد خورنده انتخاب می شوند. در شرایط پرفشار، این مواد زمانی که دریچه بسته می شود کمی فشرده می شوند و یک مهر و موم محکم و ضد نشتی بین توپ و نشیمنگاه ایجاد می کنند. علاوه بر این، برخی از شیرهای توپی از طرح‌های دو مهره استفاده می‌کنند که در آن هر دو طرف توپ برای افزایش مقاومت در برابر نشت آب‌بندی می‌شوند.

بسیاری از شیرهای توپی فشار بالا دارای صندلی های فنری یا مهر و موم های خودتنظیمی هستند که سایش در طول زمان و تغییرات فشار را جبران می کنند. این مهر و موم ها به گونه ای طراحی شده اند که با افزایش فشار به طور خودکار تنظیم شوند و اطمینان حاصل شود که توپ با صندلی تماس دائمی دارد و آب بندی مداوم و قابل اعتماد را فراهم می کند. مکانیزم فنری صندلی را به سمت توپ فشار می دهد و نیروی آب بندی ثابتی را حفظ می کند و از نشتی حتی در زمانی که اجزای سوپاپ کهنه می شود یا انبساط حرارتی را تجربه می کند، جلوگیری می کند.

یکی از ویژگی های کلیدی دریچه های توپ فشار بالا طراحی ساقه ضد باد آنها است. این ویژگی تضمین می کند که حتی تحت فشار شدید، میل سوپاپ نمی تواند به زور از بدنه سوپاپ خارج شود، که می تواند منجر به خرابی یا نشتی فاجعه آمیز شود. ساقه به طور ایمن در جای خود قفل شده است و معمولاً شامل یک مهر و موم ثانویه مانند حلقه O یا مواد بسته بندی است تا اطمینان حاصل شود که هیچ نشتی در طول ساقه رخ نمی دهد. این طراحی از خروج احتمالی سیالات یا گازها از شیر، حتی در بالاترین شرایط فشار جلوگیری می کند.

بدنه سوپاپ و اجزای داخلی شیرهای توپی فشار قوی از موادی ساخته شده اند که قادر به تحمل تنش های مرتبط با کاربردهای فشار بالا هستند. این مواد با دقت انتخاب می شوند تا استحکام، استحکام و مقاومت در برابر تغییر شکل ایجاد کنند. مواد متداول عبارتند از فولاد کربنی، فولاد ضد زنگ و فلزات پر آلیاژ که از انبساط، ترک خوردن یا تاب برداشتن بدنه دریچه تحت فشار جلوگیری می کنند. استحکام این مواد تضمین می کند که توپ و صندلی به درستی در یک راستا قرار می گیرند و مهر و موم حفظ می شود، حتی در شرایط شدید.

دریچه های توپ فشار بالا دارای مهر و موم های ساقه قوی هستند که از نشت در طول ساقه جلوگیری می کند. این امر به ویژه در سیستم های فشار بالا که هر گونه از دست دادن یکپارچگی آب بندی می تواند منجر به خطرات ایمنی قابل توجهی شود، مهم است. مهر و موم های ساقه معمولاً از مواد با کارایی بالا مانند PTFE یا بسته بندی گرافیت تشکیل شده اند که می توانند هم فشار و هم دما را کنترل کنند. این مهر و موم ها اطمینان حاصل می کنند که هیچ نشتی مایع یا گاز از ناحیه ساقه وجود ندارد و نشتی نسبی شیر را بیشتر می کند.3