В сравнение сшибърен вентил, дизайн на сферични клапани и възвратни клапани, историята на сферичните клапани е много по-кратка. Въпреки че първият патент за сферичен кран е издаден през 1871 г., ще са необходими 85 години, за да бъде сферичният кран търговски успешен. Политетрафлуороетиленът (PTFE или „тефлон“) е открит по време на процеса на проектиране на атомната бомба по време на Втората световна война, което ще се превърне в катализатор за стартирането на индустрията за сферични клапани. Сферичните клапани се предлагат във всички материали - от месинг до въглеродна стомана и от неръждаема стомана до цирконий.

Съществуват два основни типа: плаващи сачми и цапфовидни сачми. Тези два дизайна позволяват изграждането на ефективни сферични кранове от ¼” до 60” и по-големи. Обикновено плаващият дизайн се използва за по-малки клапани с по-ниско налягане, докато цапфовият тип се използва за по-големи клапани с по-високо налягане.

VM SUM21 СЪФКА API 6Dсферичен кранСферичният кран API 6D използва тези два вида сферични кранове поради методите им на уплътняване и начина, по който силата на флуида тече от тръбопровода към сферата и след това се разпределя към седалката на клапана. При конструкцията с плаваща сфера, сферата приляга плътно между две седалки, едната нагоре по течението, а другата надолу по течението. Силата на флуида действа върху сферата, като я натиска в седалката на клапана, разположена в тялото на клапана надолу по течението. Тъй като сферата покрива целия отвор за потока, цялата сила в потока я натиска, за да я притисне към седалката на клапана. Ако сферата е твърде голяма и налягането е твърде голямо, силата върху седалката на клапана ще бъде голяма, защото работният въртящ момент е твърде голям и клапанът не може да се управлява.

Плаващите сферични кранове имат разнообразие от корпуси, но най-популярен е двукомпонентният тип с краен вход. Други корпуси включват трикомпонентни и с горен вход. Плаващите сферични кранове се произвеждат в размери до 24″ и 300 клас, но действителният диапазон на приложение на плаващите сферични кранове обикновено е много по-нисък - максималният е около 12″.

Въпреки че сферичните кранове са проектирани предимно като отворени/изключени или „стоп“ клапани, добавянето на някои сферични кранове и V-образен порт...сферичен крандизайнът ги прави идеални за контролирани приложения.

Еластична седалка
VM SUM21 BALL Фланцов сферичен кран Фланцов сферичен кран По-малките плаващи сферични кранове могат да се използват в много различни приложения, от битови тръби до тръби, съдържащи най-взискателните химикали. Най-популярният материал за седалките на тези клапани е някаква форма на термопластичен материал, като например PTFE. Тефлоновите седалки на клапаните работят добре, защото са достатъчно меки, за да уплътняват добре полирани метални топки, но достатъчно здрави, за да не издухат от клапана. Двата основни проблема с тези клапани с меки седалки са, че лесно се надраскат (и потенциално течат), а температурата е ограничена до под точката на топене на термопластичната седалка - около 450°F (232°C), в зависимост от материала на седалката.

Характеристика на много плаващи сферични кранове с еластична седалка е, че те могат да бъдат правилно уплътнени в случай на пожар, който причинява топене на основната седалка. Това се нарича пожароустойчива конструкция; тя има джоб на седалката, който не само държи еластичната седалка на място, но и осигурява метална повърхност на седалката, която осигурява частично уплътнение, когато тя влезе в контакт със сферата. Съгласно стандартите за пожароустойчивост на Американския петролен институт (API) 607 или 6FA, клапанът се тества, за да се потвърди пожароустойчивостта на конструкцията.

Дизайн на цевта
VM SUM21 СФЕРА API 6D сферичен кран с цапфа Сферичен кран с цапфа API 6D Когато е необходим сферичен кран с по-голям размер и по-високо налягане, проектирането се извършва с цапфа. Разликата между цапфовия и плаващия тип е, че цапфовата сфера е фиксирана в основното тяло чрез долния цапфов елемент (къса свързваща щанга) и горния щангов елемент. Тъй като сферата не може да „плава“ в седалката на клапана, за да постигне принудително затваряне, седалката на клапана трябва да плава върху сферата. Конструкцията на седалката на цапфата кара седалката да бъде стимулирана от налягането нагоре по течението и принудително навлязана в сферата за уплътняване. Тъй като сферата е здраво фиксирана на място, с изключение на завъртането ѝ на 90°, изключителната сила и налягане на флуида няма да заклещят сферата в седалката на клапана. Вместо това, силата действа само върху малка площ извън плаващата седалка.

VM SUM21 BALL Конструкция с краен вход Сферичният кран с цапфа и краен вход е мощният по-голям брат на плаващия сферичен кран, така че може да се справи с големи задачи - високо налягане и големи диаметри на тръбите. Най-популярното приложение на сферичните кранове с цапфа е във водопроводните услуги.