В сравнение сшибърна клапа, дизайн на сферичен вентил и възвратен клапан, историята на сферичния кран е много по-кратка. Въпреки че първият патент за сферичен кран е издаден през 1871 г., ще отнеме 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, която ще се превърне в катализатор за стартиране на индустрията със сферични кранове. Сферичните кранове се предлагат във всички материали от месинг до въглеродна стомана и неръждаема стомана до цирконий.

Има два основни вида: плаващи топки и топки с патрони. Тези два дизайна позволяват изграждането на ефективни сферични кранове от ¼” до 60” и по-големи. Като цяло, плаващият дизайн се използва за по-малки клапани и клапани с по-ниско налягане, докато типът цапфа се използва за приложения с по-големи и по-високи клапани под налягане.

VM SUM21 BALL API 6Dсферичен кранСферичният кран API 6D използва тези два типа сферични кранове поради техните методи на уплътняване и как флуидната сила тече от тръбопровода към топката и след това се разпределя към леглото на клапана. При дизайна на плаващата топка, топката пасва плътно между две седалки, една нагоре и една надолу. Силата на течността действа върху топката, избутвайки я в леглото на клапана, разположено в тялото на клапана надолу по веригата. Тъй като топката покрива целия отвор на потока, цялата сила в потока избутва топката, за да я принуди да влезе в леглото на клапана. Ако топката е твърде голяма и налягането е твърде голямо, силата върху леглото на клапана ще бъде голяма, тъй като работният въртящ момент е твърде голям и вентилът не може да се задейства.

Плаващите сферични кранове имат различни стилове на корпуса, но най-популярният е двукомпонентният краен входен тип. Други стилове на каросерията включват три части и вход отгоре. Плаващите сферични кранове се произвеждат в размери до 24″ и 300 степени, но действителният обхват на приложение на плаващите сферични кранове обикновено е много по-нисък – максимумът е около 12″.

Въпреки че сферичните кранове са проектирани предимно като клапани за включване/изключване или „стоп“, добавянето на някои сферични кранове и V-портсферичен крандизайна ги прави идеални за контролирани приложения.

Еластична седалка
VM SUM21 BALL Сферичен кран с фланец Сферичен кран с фланец По-малките плаващи сферични кранове могат да се използват в много различни приложения, от домакински тръби до тръби, съдържащи най-взискателните химикали. Най-популярният материал за седла за тези клапани е някаква форма на термопласт, като PTFE. Тефлоновите седалки на клапаните работят добре, защото са достатъчно меки, за да уплътнят добре полирани метални топки, но достатъчно здрави, за да не издухат от клапана. Двата основни проблема с тези клапани с меко седло са, че те лесно се надраскват (и потенциално изтичат), а температурата е ограничена до под точката на топене на термопластичното седло - около 450oF (232oC), в зависимост от материала на седлото.

Характеристика на много плаващи сферични кранове с еластично седло е, че те могат да бъдат правилно запечатани в случай на пожар, който причинява топенето на основното седло. Това се нарича огнеупорен дизайн; има джоб на седалката, който не само държи еластичната седалка на място, но също така осигурява метална повърхност на седалката, която осигурява частично уплътнение, когато влезе в контакт с топката. Съгласно стандартите за пожароустойчивост 607 или 6FA на Американския петролен институт (API), вентилът се тества, за да се потвърди противопожарната защита.

Конструкция на стойка
VM SUM21 BALL API 6D сферичен кран с цапфа API 6D сферичен кран с цапфа Когато е необходим сферичен кран с по-голям размер и по-високо налягане, дизайнът се обръща към типа цапфа. Разликата между цапфата и плаващия тип е, че цапфата е фиксирана в основното тяло от долната цапфа (къс свързващ прът) и горния прът. Тъй като топката не може да „плува“ в леглото на клапана, за да се постигне принудително затваряне, леглото на клапана трябва да плува върху топката. Конструкцията на гнездото на цапфата кара гнездото да бъде стимулирано от налягането нагоре по веригата и принудено да влезе в сферата за уплътняване. Тъй като топката е здраво фиксирана на място, с изключение на нейното въртене на 90o, изключителната сила на флуида и натиск няма да блокира топката в леглото на клапана. Вместо това силата действа само върху малка площ извън плаващата седалка.

VM SUM21 BALL Дизайн на краен вход Сферичният кран с 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. Досега най-популярната употреба на сферичните кранове е във водопроводните услуги.