Zawory kulistesą podstawą kontroli płynów od 200 lat i obecnie można je znaleźć wszędzie. Jednakże w niektórych zastosowaniach konstrukcje zaworów kulowych można również wykorzystać do zarządzania całkowitym odcięciem przepływu płynu. Zawory kulowe są zwykle używane do kontrolowania przepływu płynu. Zawory kulowe włączające/wyłączające i modulujące można zobaczyć na zewnątrz domów i obiektów biznesowych, gdzie często umieszcza się zawory.

Para i woda były niezbędne dla rewolucji przemysłowej, ale należało powstrzymać te potencjalnie niebezpieczne substancje. Thezawór kulowyto pierwszy zawór potrzebny do skutecznego wykonania tego zadania. Konstrukcja zaworu kulowego odniosła taki sukces i spodobała się, że większość głównych tradycyjnych producentów zaworów (Crane, Powell, Lunkenheimer, Chapman i Jenkins) otrzymała swoje pierwsze patenty.

Zasuwysą przeznaczone do stosowania w położeniu całkowicie otwartym lub całkowicie zamkniętym, podczas gdy zawory kulowe mogą być używane jako zawory odcinające lub odcinające, ale są zaprojektowane tak, aby były częściowo otwarte w celu kontrolowania przepływu podczas regulacji. Należy zachować ostrożność przy podejmowaniu decyzji projektowych w przypadku stosowania zaworów kulowych w zaworach odcinających i odcinających, ponieważ utrzymanie szczelnego uszczelnienia przy znacznym nacisku na dysk jest trudne. Siła płynu pomoże uzyskać dobre uszczelnienie i ułatwi uszczelnienie, gdy płyn przepływa z góry na dół.

Zawory kulowe doskonale nadają się do zastosowań w zaworach regulacyjnych ze względu na swoją funkcję regulacyjną, która pozwala na niezwykle precyzyjną regulację za pomocą pozycjonerów i siłowników połączonych z pokrywą i trzpieniem zaworu kulowego. Doskonale sprawdzają się w wielu zastosowaniach związanych z kontrolą płynów i są określane w tych zastosowaniach jako „końcowe elementy sterujące”.

pośrednia ścieżka przepływu

Globe jest również znany jako zawór kulowy ze względu na swój oryginalny okrągły kształt, który wciąż ukrywa niezwykły i zawiły charakter ścieżki przepływu. Całkowicie otwarty zawór kulowy, z ząbkowanymi kanałami górnym i dolnym, nadal wykazuje znaczne tarcie lub barierę dla przepływu płynu w przeciwieństwie do całkowicie otwartego zaworu zasuwowego lub kulowego. Tarcie płynu spowodowane nachylonym przepływem spowalnia przepływ przez zawór.

Do obliczenia przepływu przez zawór wykorzystuje się współczynnik przepływu, czyli „Cv”. Zasuwy mają wyjątkowo minimalne opory przepływu, gdy są w pozycji otwartej, stąd Cv będzie zasadniczo różne dla zasuwy i zaworu kulowego o tej samej wielkości.

Tarcza lub korek, który służy jako mechanizm zamykający zawór kulowy, może być wytwarzany w różnych kształtach. Natężenie przepływu przez zawór może się znacznie zmieniać w zależności od liczby obrotów trzpienia, gdy zawór jest otwarty, poprzez zmianę kształtu dysku. W większości zastosowań stosowana jest bardziej typowa lub „tradycyjna” konstrukcja zakrzywionej tarczy, ponieważ jest ona lepiej dostosowana niż inne konstrukcje do określonego ruchu (obrotu) trzpienia zaworu. Tarcze z portem V są odpowiednie dla wszystkich rozmiarów zaworów kulowych i są przeznaczone do dokładnego ograniczania przepływu przy różnych procentach otwarcia. Celem igieł jest absolutna regulacja przepływu, jednak często są one oferowane tylko w mniejszych średnicach. Gdy wymagane jest całkowite wyłączenie, w tarczę lub gniazdo można włożyć miękką, sprężystą wkładkę.

Końcówka zaworu kulowego

Rzeczywiste zamknięcie elementu do elementu w zaworze kulowym zapewnia suwak. Gniazdo, tarcza, trzpień, tylne siedzenie i czasami osprzęt mocujący trzpień do tarczy tworzą oprawę zaworu kulowego. Dobra wydajność i żywotność każdego zaworu zależą od konstrukcji zespołu gniazdo-zawieradło i doboru materiału, ale zawory kulowe są bardziej podatne na uszkodzenia ze względu na duże tarcie płynu i skomplikowane drogi przepływu. Ich prędkość i turbulencja rosną w miarę zbliżania się gniazda i dysku do siebie. Ze względu na korozyjny charakter płynu i zwiększoną prędkość, możliwe jest uszkodzenie gniazda zaworu, co radykalnie zwiększy nieszczelność zaworu, gdy jest on zamknięty. Struganie to termin określający usterkę, która czasami pojawia się w postaci małych płatków na gnieździe lub tarczy. To, co zaczęło się jako niewielka ścieżka wycieku, może urosnąć i przekształcić się w znaczny wyciek, jeśli nie zostanie naprawione w odpowiednim czasie.

Grzyb zaworu w mniejszych zaworach kulowych z brązu jest często wykonany z tego samego materiału co korpus lub czasami z mocniejszego stopu podobnego do brązu. Najbardziej typowym materiałem szpuli do żeliwnych zaworów kulowych jest brąz. IBBM, czyli „Żelazny korpus, brązowe mocowanie”, to nazwa tego żelaznego wykończenia. Dostępnych jest wiele różnych materiałów osłonowych dla zaworów stalowych, ale często jeden lub więcej elementów oprawy jest wykonanych z martenzytycznej stali nierdzewnej serii 400. Dodatkowo stosowane są twarde materiały, takie jak stellit, stal nierdzewna serii 300 i stopy miedzi i niklu, takie jak Monel.

Istnieją trzy podstawowe tryby działania zaworów kulowych. Najbardziej typowy jest kształt litery „T”, z trzonkiem ustawionym prostopadle do przepływu w rurze.
​
Podobnie jak zawór T, zawór kątowy obraca przepływ wewnątrz zaworu o 90 stopni, działając zarówno jako urządzenie kontrolujące przepływ, jak i kolano rury o 90 stopni. W przypadku choinek naftowych i gazowych kątowe zawory kulowe są typem zaworu regulującego wydatek końcowy, który nadal jest często stosowany na kotłach.
​
Konstrukcja „Y”, będąca trzecią konstrukcją, ma na celu uszczelnienie konstrukcji w zastosowaniach typu włącz/wyłącz, przy jednoczesnej redukcji przepływu turbulentnego występującego w korpusie zaworu kulowego. Pokrywa, trzpień i tarcza tego typu zaworu kulowego są ustawione pod kątem 30–45 stopni, aby droga przepływu była bardziej prosta i zmniejszyła tarcie płynu. Ze względu na zmniejszone tarcie zawór jest mniej podatny na uszkodzenia erozyjne, a ogólna charakterystyka przepływu w systemie rurociągów ulega poprawie.