Σε σύγκριση μεβαλβίδα πύλης, σχεδιασμός βαλβίδας σφαίρας και βαλβίδας ελέγχου, η ιστορία της σφαιρικής βαλβίδας είναι πολύ μικρότερη. Αν και το πρώτο δίπλωμα ευρεσιτεχνίας σφαιρικής βαλβίδας εκδόθηκε το 1871, θα χρειαστούν 85 χρόνια για να είναι εμπορικά επιτυχημένη η σφαιρική βαλβίδα. Το πολυτετραφθοροαιθυλένιο (PTFE ή "Teflon") ανακαλύφθηκε κατά τη διαδικασία σχεδιασμού της ατομικής βόμβας κατά τη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου, η οποία θα γίνει καταλύτης για την έναρξη της βιομηχανίας σφαιρικών βαλβίδων. Οι σφαιρικές βαλβίδες είναι διαθέσιμες σε όλα τα υλικά, από ορείχαλκο έως ανθρακούχο χάλυβα και από ανοξείδωτο χάλυβα έως ζιρκόνιο.

Υπάρχουν δύο βασικοί τύποι: αιωρούμενες μπάλες και μπάλες κορμού. Αυτά τα δύο σχέδια επιτρέπουν την κατασκευή αποτελεσματικών σφαιρικών βαλβίδων από ¼” έως 60” και μεγαλύτερες. Γενικά, ο πλωτός σχεδιασμός χρησιμοποιείται για βαλβίδες μικρότερης και χαμηλότερης πίεσης, ενώ ο τύπος κορμού χρησιμοποιείται για εφαρμογές βαλβίδων μεγαλύτερης και υψηλότερης πίεσης.

VM SUM21 BALL API 6Dσφαιρική βαλβίδαΗ σφαιρική βαλβίδα API 6D χρησιμοποιεί αυτούς τους δύο τύπους σφαιρικών βαλβίδων λόγω των μεθόδων σφράγισής τους και του τρόπου με τον οποίο η δύναμη του υγρού ρέει από τον αγωγό προς τη σφαίρα και στη συνέχεια διανέμεται στην έδρα της βαλβίδας. Στο σχέδιο αιωρούμενης μπάλας, η μπάλα εφαρμόζει σφιχτά ανάμεσα σε δύο καθίσματα, ένα ανάντη και ένα προς τα κάτω. Η δύναμη του ρευστού δρα στη σφαίρα, σπρώχνοντάς την στην έδρα της βαλβίδας που βρίσκεται στο σώμα της βαλβίδας κατάντη. Δεδομένου ότι η σφαίρα καλύπτει ολόκληρη την οπή ροής, όλη η δύναμη στη ροή σπρώχνει τη σφαίρα για να την πιέσει μέσα στην έδρα της βαλβίδας. Εάν η σφαίρα είναι πολύ μεγάλη και η πίεση είναι πολύ μεγάλη, η δύναμη στην έδρα της βαλβίδας θα είναι μεγάλη, επειδή η ροπή λειτουργίας είναι πολύ μεγάλη και η βαλβίδα δεν μπορεί να λειτουργήσει.

Οι πλωτές σφαιρικές βαλβίδες έχουν ποικίλα στυλ αμαξώματος, αλλά το πιο δημοφιλές είναι το άκρο εισόδου δύο τεμαχίων. Άλλα στυλ αμαξώματος περιλαμβάνουν τριών τεμαχίων και κορυφής. Οι πλωτές σφαιρικές βαλβίδες κατασκευάζονται σε μεγέθη έως 24″ και 300 βαθμούς, αλλά το πραγματικό εύρος εφαρμογής των πλωτών σφαιρικών βαλβίδων είναι συνήθως πολύ χαμηλότερο - το μέγιστο είναι περίπου 12″.

Αν και οι σφαιρικές βαλβίδες σχεδιάζονται κυρίως ως βαλβίδες on/off ή "stop", η προσθήκη ορισμένων σφαιρικών βαλβίδων και θύρας Vσφαιρική βαλβίδαΤα σχέδια τα καθιστούν ιδανικά για ελεγχόμενες εφαρμογές.

Ελαστικό κάθισμα
Σφαίρα με φλάντζα VM SUM21 BALL Σφαίρα με φλάντζα με φλάντζα Οι μικρότερες πλωτές σφαιρικές βαλβίδες μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε πολλές διαφορετικές εφαρμογές, από οικιακούς σωλήνες έως σωλήνες που περιέχουν τα πιο απαιτητικά χημικά. Το πιο δημοφιλές υλικό έδρας για αυτές τις βαλβίδες είναι κάποια μορφή θερμοπλαστικής, όπως το PTFE. Οι έδρες βαλβίδων από τεφλόν λειτουργούν καλά επειδή είναι αρκετά μαλακές ώστε να σφραγίζουν καλά σε γυαλισμένες μεταλλικές σφαίρες, αλλά αρκετά ισχυρές ώστε να μην φυσούν έξω από τη βαλβίδα. Τα δύο κύρια προβλήματα με αυτές τις μαλακές βαλβίδες έδρας είναι ότι γρατσουνίζονται εύκολα (και πιθανώς έχουν διαρροή) και η θερμοκρασία περιορίζεται κάτω από το σημείο τήξης του θερμοπλαστικού καθίσματος - περίπου 450oF (232oC), ανάλογα με το υλικό της έδρας.

Ένα χαρακτηριστικό πολλών πλωτών σφαιρικών βαλβίδων ελαστικής έδρας είναι ότι μπορούν να σφραγιστούν σωστά σε περίπτωση πυρκαγιάς που προκαλεί την τήξη της κύριας έδρας. Αυτό ονομάζεται πυρίμαχο σχέδιο. Διαθέτει μια τσέπη καθίσματος που όχι μόνο συγκρατεί το ελαστικό κάθισμα στη θέση του, αλλά παρέχει επίσης μια μεταλλική επιφάνεια καθίσματος που παρέχει μερική σφράγιση όταν έρχεται σε επαφή με την μπάλα. Σύμφωνα με τα πρότυπα δοκιμής πυρκαγιάς 607 ή 6FA του Αμερικανικού Ινστιτούτου Πετρελαίου (API), η βαλβίδα ελέγχεται για να επιβεβαιωθεί ο σχεδιασμός πυροπροστασίας.

Σχέδιο Trunnion
Σφαίρα βαλβίδα κορμού VM SUM21 BALL API 6D Σφαίρα βαλβίδα κορμού API 6D Όταν απαιτείται σφαιρική βαλβίδα μεγαλύτερου μεγέθους και υψηλότερης πίεσης, η σχεδίαση στρέφεται στον τύπο κορμού. Η διαφορά μεταξύ του κορμού και του πλωτού τύπου είναι ότι η σφαίρα κορμού στερεώνεται στο κύριο σώμα από τον κάτω κορμό (κοντή μπιέλα) και την επάνω ράβδο. Δεδομένου ότι η μπάλα δεν μπορεί να «επιπλέει» στην έδρα της βαλβίδας για να επιτύχει αναγκαστικό κλείσιμο, η έδρα της βαλβίδας πρέπει να επιπλέει πάνω στη σφαίρα. Ο σχεδιασμός του καθίσματος κορμού προκαλεί το κάθισμα να διεγείρεται από την ανάντη πίεση και να ωθείται στη σφαίρα για σφράγιση. Επειδή η σφαίρα είναι σταθερά στερεωμένη στη θέση της, εκτός από την περιστροφή της κατά 90o, η εξαιρετική δύναμη και πίεση υγρού δεν θα μπλοκάρουν τη σφαίρα στην έδρα της βαλβίδας. Αντίθετα, η δύναμη δρα μόνο σε μια μικρή περιοχή έξω από το επιπλέον κάθισμα.

VM SUM21 BALL Σχεδιασμός εισόδου άκρου Η σφαιρική βαλβίδα κορμού εισόδου είναι ο ισχυρός μεγάλος αδελφός της πλωτής σφαιρικής βαλβίδας, ώστε να μπορεί να χειριστεί μεγάλες εργασίες-υψηλή πίεση και μεγάλες διαμέτρους σωλήνων. Με μεγάλη διαφορά, η πιο δημοφιλής χρήση των σφαιρικών βαλβίδων αυλακώσεων είναι στις υδραυλικές υπηρεσίες.