Порівняно ззасувний клапан, конструкція кульових клапанів та зворотних клапанів, історія кульових клапанів набагато коротша. Хоча перший патент на кульовий клапан був виданий у 1871 році, знадобиться 85 років, щоб кульовий клапан став комерційно успішним. Політетрафторетилен (ПТФЕ, або «тефлон») був відкритий під час процесу проектування атомної бомби під час Другої світової війни, що стало каталізатором для початку розвитку індустрії кульових клапанів. Кульові клапани доступні з усіх матеріалів: від латуні до вуглецевої сталі та від нержавіючої сталі до цирконію.

Існує два основних типи: плаваючі кульки та цапфові кульки. Ці дві конструкції дозволяють створювати ефективні кульові клапани від ¼ дюйма до 60 дюймів і більше. Як правило, плаваюча конструкція використовується для менших клапанів і клапанів нижчого тиску, тоді як цапфовий тип використовується для більших клапанів і клапанів вищого тиску.

VM SUM21 КУЛЬКА API 6Dкульовий клапанКульовий кран API 6D використовує ці два типи кульових клапанів через їхні методи герметизації та те, як сила рідини перетікає з трубопроводу до кулі, а потім розподіляється на сідло клапана. У конструкції з плаваючою кулею куля щільно розміщується між двома сідлами, одним вище за течією, а одним нижче за течією. Сила рідини діє на кулю, проштовхуючи її в сідло клапана, розташоване в корпусі клапана нижче за течією. Оскільки куля покриває весь проточний отвір, вся сила потоку штовхає кулю, щоб змусити її втиснути її в сідло клапана. Якщо куля занадто велика, а тиск занадто великий, сила на сідлі клапана буде великою, оскільки робочий крутний момент занадто великий, і клапан не може працювати.

Плаваючі кульові крани мають різноманітні типи корпусів, але найпопулярнішим є двосекційний тип з торцевим вхідним отвором. Інші типи корпусів включають трисекційні та з верхнім вхідним отвором. Плаваючі кульові крани виготовляються розмірами до 24 дюймів та 300 класів, але фактичний діапазон застосування плаваючих кульових кранів зазвичай набагато нижчий – максимум становить близько 12 дюймів.

Хоча кульові крани в основному розроблені як запірні або відкидні клапани, додавання деяких кульових кранів та V-подібних портівкульовий клапанконструкції роблять їх ідеальними для контрольованого застосування.

Еластичне сидіння
VM SUM21 КУЛЬОВИЙ ФЛАНЕЦЬОВИЙ КУЛЬОВИЙ КРАШЕН ...

Особливістю багатьох кульових клапанів з плаваючим сідлом та еластичним сидінням є те, що вони можуть бути належним чином герметизовані у разі пожежі, яка призводить до плавлення основного сідла. Це називається вогнестійкою конструкцією; вона має кишеню сідла, яка не тільки утримує еластичне сідло на місці, але й забезпечує металеву поверхню сідла, що забезпечує часткове ущільнення при контакті з кулею. Відповідно до стандартів вогнестійкості Американського інституту нафти (API) 607 або 6FA, клапан випробовується для підтвердження вогнестійкості конструкції.

Конструкція цапфи
VM SUM21 КУЛЬОВИЙ Кульовий кран з цапфою API 6D Кульовий кран з цапфою API 6D. Коли потрібен кульовий кран більшого розміру та вищого тиску, конструкція переходить до цапфового типу. Різниця між цапфовим та плаваючим типами полягає в тому, що цапфова куля закріплена в основному корпусі нижньою цапфою (коротким шатуном) та верхнім штоком. Оскільки куля не може «плавати» в сідло клапана для досягнення примусового закриття, сідло клапана повинно плавати на кулі. Конструкція цапфового сідла призводить до того, що сідло стимулюється тиском вище за течією та втискається в сферу для герметизації. Оскільки куля міцно закріплена на місці, за винятком її обертання на 90°, надзвичайна сила рідини та тиск не заклинять кулю в сідлі клапана. Натомість сила діє лише на невелику ділянку поза плаваючим сідлом.

VM SUM21 КУЛЬОВИЙ Конструкція з торцевим впуском Кульовий кран з поворотним затвором і торцевим впуском є потужним старшим братом плаваючого кульового клапана, тому він може справлятися з великими завданнями – високим тиском і великим діаметром труб. Безумовно, найпопулярнішим використанням кульових клапанів з поворотним затвором є сантехнічні послуги.