W porównaniu zzawór zasuwowyHistoria zaworów kulowych, zaworów kulowych i zaworów zwrotnych jest znacznie krótsza. Chociaż pierwszy patent na zawór kulowy został wydany w 1871 roku, potrzeba 85 lat, aby zawór kulowy odniósł sukces komercyjny. Politetrafluoroetylen (PTFE lub „teflon”) został odkryty podczas projektowania bomby atomowej podczas II wojny światowej, co stało się katalizatorem rozwoju przemysłu zaworów kulowych. Zawory kulowe są dostępne w wykonaniu ze wszystkich materiałów, od mosiądzu po stal węglową, od stali nierdzewnej po cyrkon.

Istnieją dwa podstawowe typy: kule pływające i kule czopowe. Te dwie konstrukcje umożliwiają budowę wydajnych zaworów kulowych o średnicach od ¼” do 60” i większych. Zasadniczo konstrukcja pływająca jest stosowana w mniejszych zaworach i zaworach o niższym ciśnieniu, natomiast kule czopowe – w większych zaworach i zaworach o wyższym ciśnieniu.

VM SUM21 BALL API 6Dzawór kulowyZawory kulowe API 6D wykorzystują te dwa typy zaworów kulowych ze względu na ich metody uszczelnienia oraz sposób, w jaki siła cieczy przepływa z rurociągu do kuli, a następnie rozprowadzana jest do gniazda zaworu. W konstrukcji z ruchomą kulą, kula ściśle przylega do dwóch gniazd, jednego przed i jednego za zaworem. Siła cieczy działa na kulę, wpychając ją do gniazda zaworu znajdującego się w korpusie zaworu za zaworem. Ponieważ kula pokrywa cały otwór przepływowy, cała siła w przepływie wpycha kulę do gniazda zaworu. Jeśli kula jest zbyt duża i ciśnienie jest zbyt duże, siła działająca na gniazdo zaworu będzie duża, ponieważ moment obrotowy jest zbyt duży i zawór nie może być uruchomiony.

Zawory kulowe z pływającą kulą mają różne kształty korpusu, ale najpopularniejszy jest dwuczęściowy z wlotem końcowym. Inne kształty korpusu obejmują trzyczęściowy i z wlotem górnym. Zawory kulowe z pływającą kulą są produkowane w rozmiarach do 24″ i 300″, ale rzeczywisty zakres ich zastosowania jest zazwyczaj znacznie niższy – maksymalny wynosi około 12″.

Chociaż zawory kulowe są projektowane przede wszystkim jako zawory włączające/wyłączające lub zawory „zatrzymujące”, dodanie niektórych zaworów kulowych i zaworów V-portzawór kulowykonstrukcja sprawia, że idealnie nadają się do kontrolowanych zastosowań.

Elastyczne siedzisko
Zawór kulowy kołnierzowy VM SUM21 BALL Zawór kulowy kołnierzowy Mniejsze, pływające zawory kulowe mogą być stosowane w wielu różnych zastosowaniach, od rur domowych po rury zawierające najbardziej wymagające substancje chemiczne. Najpopularniejszym materiałem na gniazda tych zaworów jest jakaś forma tworzywa termoplastycznego, np. PTFE. Gniazda zaworów teflonowych sprawdzają się dobrze, ponieważ są wystarczająco miękkie, aby dobrze uszczelniać polerowane metalowe kule, ale jednocześnie wystarczająco mocne, aby nie wylecieć z zaworu. Dwa główne problemy z tymi zaworami z miękkim gniazdem to łatwość zarysowania (i potencjalne przeciekanie) oraz ograniczenie temperatury do temperatury poniżej temperatury topnienia termoplastycznego gniazda - około 450°F (232°C), w zależności od materiału gniazda.

Cechą wielu zaworów kulowych z elastycznym, ruchomym gniazdem jest możliwość ich prawidłowego uszczelnienia w przypadku pożaru, który powoduje stopienie głównego gniazda. Nazywa się to konstrukcją ognioodporną; posiada ona kieszeń gniazda, która nie tylko utrzymuje elastyczne gniazdo na miejscu, ale także zapewnia metalową powierzchnię gniazda, zapewniającą częściowe uszczelnienie w kontakcie z kulą. Zgodnie z normami Amerykańskiego Instytutu Naftowego (API) 607 lub 6FA, zawór jest testowany w celu potwierdzenia jego odporności na ogień.

Konstrukcja czopów
Zawór kulowy z czopem API 6D VM SUM21 BALL Zawór kulowy z czopem API 6D Gdy wymagany jest zawór kulowy o większym rozmiarze i wyższym ciśnieniu, projekt przechodzi na typ czopowy. Różnica między czopem a typem pływającym polega na tym, że kula czopowa jest zamocowana w korpusie głównym za pomocą dolnego czopu (krótkiego korbowodu) i górnego pręta. Ponieważ kula nie może „pływać” w gnieździe zaworu, aby uzyskać wymuszone zamknięcie, gniazdo zaworu musi pływać na kuli. Konstrukcja gniazda czopowego powoduje, że gniazdo jest stymulowane przez ciśnienie wlotowe i wtłaczane do kuli w celu uszczelnienia. Ponieważ kula jest mocno zamocowana na miejscu, z wyjątkiem jej obrotu o 90o, niezwykła siła płynu i ciśnienie nie zacisną kuli w gnieździe zaworu. Zamiast tego siła działa tylko na mały obszar poza gniazdem pływającym.

Zawór kulowy VM SUM21 BALL z wlotem końcowym. Zawór kulowy z wlotem końcowym to mocniejszy brat zaworu kulowego z kulą pływającą, dzięki czemu nadaje się do dużych zadań – wysokiego ciśnienia i rur o dużych średnicach. Zdecydowanie najpopularniejszym zastosowaniem zaworów kulowych z wlotem końcowym są instalacje hydrauliczne.