W porównaniu zzasuwa, zawór kulowy i konstrukcja zaworu zwrotnego, historia zaworu kulowego jest znacznie krótsza. Chociaż pierwszy patent na zawór kulowy został wydany w 1871 r., zanim zawór kulowy odniesie komercyjny sukces, minie 85 lat. Politetrafluoroetylen (PTFE lub „Teflon”) został odkryty podczas projektowania bomby atomowej podczas II wojny światowej, która stanie się katalizatorem do rozpoczęcia przemysłu zaworów kulowych. Zawory kulowe są dostępne w wykonaniu ze wszystkich materiałów, od mosiądzu po stal węglową i stal nierdzewną po cyrkon.

Istnieją dwa podstawowe typy: kule pływające i kule czopowe. Te dwie konstrukcje pozwalają na budowę efektywnych zaworów kulowych od ¼” do 60” i większych. Generalnie konstrukcję pływającą stosuje się w przypadku zaworów o mniejszym i niższym ciśnieniu, natomiast typ czopowy stosuje się w przypadku zaworów o większym i wyższym ciśnieniu.

VM SUM21 BALL API 6Dzawór kulowyZawór kulowy API 6D wykorzystuje te dwa typy zaworów kulowych ze względu na ich metody uszczelniania oraz sposób, w jaki siła płynu przepływa z rurociągu do kuli, a następnie rozprowadzana jest do gniazda zaworu. W konstrukcji z pływającą kulą kula ciasno mieści się pomiędzy dwoma gniazdami, jednym z góry i jednym z tyłu. Siła płynu działa na kulę, wpychając ją do gniazda zaworu znajdującego się w korpusie zaworu za zaworem. Ponieważ kula zakrywa cały otwór przepływowy, cała siła przepływu popycha kulę, wpychając ją w gniazdo zaworu. Jeśli kula jest za duża i ciśnienie jest za duże, siła działająca na gniazdo zaworu będzie duża, ponieważ moment obrotowy jest zbyt duży i zawór nie może działać.

Pływające zawory kulowe mają różne typy korpusów, ale najpopularniejszy jest dwuczęściowy typ z wlotem końcowym. Inne modele nadwozia obejmują trzyczęściowe i z wejściem od góry. Pływające zawory kulowe produkowane są w rozmiarach do 24″ i 300, ale rzeczywisty zakres zastosowań pływających zaworów kulowych jest zwykle znacznie mniejszy – maksymalny wynosi około 12″.

Chociaż zawory kulowe są projektowane głównie jako zawory włączające/wyłączające lub „zatrzymujące”, dodanie niektórych zaworów kulowych i przyłącza Vzawór kulowykonstrukcje czynią je idealnymi do kontrolowanych zastosowań.

Elastyczne siedzisko
VM SUM21 KULOWY Zawór kulowy kołnierzowy Zawór kulowy kołnierzowy Mniejsze pływające zawory kulowe można stosować w wielu różnych zastosowaniach, od rur domowych po rury zawierające najbardziej wymagające chemikalia. Najpopularniejszym materiałem gniazd tych zaworów jest tworzywo termoplastyczne, takie jak PTFE. Teflonowe gniazda zaworów sprawdzają się dobrze, ponieważ są wystarczająco miękkie, aby dobrze uszczelnić polerowane metalowe kulki, ale jednocześnie wystarczająco mocne, aby nie wysadzić zaworu. Dwa główne problemy związane z zaworami z miękkim gniazdem polegają na tym, że łatwo je zarysować (i potencjalnie przeciekać), a temperatura jest ograniczona do temperatury poniżej temperatury topnienia termoplastycznego gniazda – około 450oF (232oC), w zależności od materiału gniazda.

Cechą wielu pływających zaworów kulowych z elastycznym gniazdem jest to, że można je odpowiednio uszczelnić w przypadku pożaru, który powoduje stopienie głównego gniazda. Nazywa się to konstrukcją ognioodporną; posiada kieszeń na siedzisku, która nie tylko utrzymuje elastyczne siedzisko na miejscu, ale także zapewnia metalową powierzchnię siedziska, która zapewnia częściowe uszczelnienie w przypadku kontaktu z piłką. Zgodnie z normami testów ogniowych Amerykańskiego Instytutu Naftowego (API) 607 lub 6FA, zawór jest testowany w celu potwierdzenia konstrukcji przeciwpożarowej.

Konstrukcja czopa
VM SUM21 BALL Zawór kulowy czopowy API 6D Zawór kulowy czopowy API 6D Gdy wymagany jest zawór kulowy o większym rozmiarze i wyższym ciśnieniu, projekt zmienia się na typ czopowy. Różnica między czopem a typem pływającym polega na tym, że kula czopa jest zamocowana w korpusie głównym za pomocą czopa dolnego (krótki korbowód) i pręta górnego. Ponieważ kula nie może „unosić się” w gnieździe zaworu w celu wymuszonego zamknięcia, gniazdo zaworu musi unosić się na kuli. Konstrukcja gniazda czopowego powoduje, że gniazdo jest stymulowane przez ciśnienie przed zaworem i wciskane w kulę w celu uszczelnienia. Ponieważ kula jest stabilnie zamocowana na swoim miejscu, z wyjątkiem obrotu o 90°, nadzwyczajna siła i ciśnienie płynu nie spowoduje zablokowania kuli w gnieździe zaworu. Zamiast tego siła działa tylko na niewielki obszar poza pływającym siedziskiem.

VM SUM21 BALL Konstrukcja z wlotem końcowym Zawór kulowy czopowy z wlotem końcowym jest potężnym starszym bratem pływającego zaworu kulowego, dzięki czemu radzi sobie z dużymi zadaniami – wysokim ciśnieniem i dużymi średnicami rur. Zdecydowanie najpopularniejszym zastosowaniem zaworów kulowych czopowych są usługi hydrauliczne.