Rispetto avalvola a saracinesca, valvola a globo e design della valvola di ritegno, la storia della valvola a sfera è molto più breve. Sebbene il primo brevetto sulla valvola a sfera sia stato rilasciato nel 1871, ci vorranno 85 anni prima che la valvola a sfera abbia successo commerciale. Il politetrafluoroetilene (PTFE o "Teflon") è stato scoperto durante il processo di progettazione della bomba atomica durante la seconda guerra mondiale, che diventerà un catalizzatore per l'avvio dell'industria delle valvole a sfera. Le valvole a sfera sono disponibili in tutti i materiali, dall'ottone all'acciaio al carbonio e dall'acciaio inossidabile allo zirconio.

Esistono due tipi fondamentali: sfere galleggianti e sfere con perno. Questi due design consentono la costruzione di valvole a sfera efficaci da ¼" a 60" e più grandi. Generalmente, il design flottante viene utilizzato per valvole a pressione più piccola e inferiore, mentre il tipo a perno viene utilizzato per applicazioni con valvole a pressione più grande e più elevata.

VM SUM21 PALLA API 6Dvalvola a sferaLa valvola a sfera API 6D utilizza questi due tipi di valvole a sfera per via dei loro metodi di tenuta e del modo in cui la forza del fluido scorre dalla tubazione alla sfera e quindi si distribuisce alla sede della valvola. Nel design a sfera flottante, la sfera si inserisce saldamente tra due sedi, una a monte e una a valle. La forza del fluido agisce sulla sfera spingendola nella sede della valvola situata nel corpo valvola a valle. Poiché la sfera copre l'intero foro di flusso, tutta la forza nel flusso spinge la sfera per forzarla nella sede della valvola. Se la sfera è troppo grande e la pressione è troppo grande, la forza sulla sede della valvola sarà grande, perché la coppia operativa è troppo grande e la valvola non può essere azionata.

Le valvole a sfera flottanti hanno una varietà di stili di corpo, ma il più popolare è il tipo con ingresso terminale in due pezzi. Altri stili di carrozzeria includono tre pezzi e ingresso dall'alto. Le valvole a sfera flottante sono prodotte in dimensioni fino a 24″ e 300 gradi, ma il campo di applicazione effettivo delle valvole a sfera flottante è solitamente molto inferiore: il massimo è di circa 12″.

Sebbene le valvole a sfera siano progettate principalmente come valvole di intercettazione o di "arresto", è necessaria l'aggiunta di alcune valvole a sfera e porte a Vvalvola a sferai design li rendono ideali per applicazioni controllate.

Seduta elastica
Valvola a sfera flangiata VM SUM21 BALL Valvola a sfera flangiata Le valvole a sfera flottante più piccole possono essere utilizzate in molte applicazioni diverse, dai tubi domestici ai tubi contenenti i prodotti chimici più esigenti. Il materiale della sede più popolare per queste valvole è una forma di materiale termoplastico, come il PTFE. Le sedi delle valvole in Teflon funzionano bene perché sono abbastanza morbide da sigillare bene le sfere di metallo lucido, ma abbastanza resistenti da non fuoriuscire dalla valvola. I due problemi principali con queste valvole a sede morbida sono che si graffiano facilmente (e potenzialmente perdono) e la temperatura è limitata al di sotto del punto di fusione della sede termoplastica, a circa 450oF (232oC), a seconda del materiale della sede.

Una caratteristica di molte valvole a sfera flottante con sede elastica è che possono essere adeguatamente sigillate in caso di incendio che provochi la fusione della sede principale. Questo è chiamato progetto ignifugo; ha una tasca sul sedile che non solo mantiene il sedile elastico in posizione, ma fornisce anche una superficie del sedile in metallo che fornisce una tenuta parziale quando entra in contatto con la palla. Secondo gli standard di prova antincendio 607 o 6FA dell'American Petroleum Institute (API), la valvola viene testata per confermare il progetto di protezione antincendio.

Design del perno
Valvola a sfera con perno VM SUM21 BALL API 6D Valvola a sfera con perno API 6D Quando è necessaria una valvola a sfera di dimensioni maggiori e con una pressione più elevata, il progetto passa al tipo con perno. La differenza tra il perno e il tipo flottante è che la sfera del perno è fissata nel corpo principale tramite il perno inferiore (biella corta) e l'asta superiore. Poiché la sfera non può “galleggiare” nella sede della valvola per ottenere una chiusura forzata, la sede della valvola deve galleggiare sulla sfera. Il design della sede del perno fa sì che la sede venga stimolata dalla pressione a monte e forzata nella sfera per la tenuta. Poiché la sfera è fissata saldamente in posizione, ad eccezione della rotazione di 90°, la straordinaria forza e pressione del fluido non bloccheranno la sfera nella sede della valvola. La forza agisce invece solo su una piccola area esterna al sedile flottante.

VM SUM21 BALL Design con ingresso terminale La valvola a sfera trunnion con design con ingresso finale è il potente fratello maggiore della valvola a sfera flottante, quindi può gestire grandi lavori, alta pressione e tubi di grande diametro. Di gran lunga, l'uso più popolare delle valvole a sfera con articolazione è nei servizi idraulici.