Nel mondo delle valvole, le valvole a sfera sono note per il loro design compatto e durevole e per il controllo on/off affidabile e ad azione rapida. Le valvole a sfera utilizzano una sfera con un foro (noto come luce) trapanato attraverso il centro per controllare il flusso del mezzo. La sfera viene ruotata di 90 gradi per allineare la luce con il corpo della valvola e consentire il flusso del mezzo attraverso la valvola. Per chiudere la valvola, la sfera viene ruotata di 90 gradi indietro in posizione chiusa.

Tutte le valvole a sfera si basano sull'uso di due sedi, solitamente realizzate in politetrafluoroetilene (PTFE), per mantenere la sfera in posizione e creare una tenuta ermetica per evitare la fuoriuscita di materiale attraverso la valvola.

Il flottante e  il perno di articolazione sono due tipi di base di valvole a sfera. Le valvole a sfera flottante sono il tipo più comune di valvola utilizzato nei sistemi di tubazioni industriali. Queste valvole sono progettate in modo che, man mano che le sedi iniziano ad usurarsi, la pressione proveniente dal mezzo che scorre attraverso la valvola forza la sfera contro la sede a valle per mantenere una tenuta ermetica.

Nelle valvole a sfera con perno di articolazione, la sfera è fissata in posizione da cuscinetti che ne impediscono la flottazione a valle. Un meccanismo a molla garantisce che la valvola rimanga a tenuta quando la sede inizia inevitabilmente ad usurarsi.

Caratteristiche e vantaggi

• La sfera flottante è
  • Precaricato tra i sedili durante il montaggio.
  • Si muove in modo incrementale più stretto contro le sedi quando la pressione aumenta.
  • Garantisce un arresto positivo affidabile in entrambe le direzioni di flusso.
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• Il design del cofano rimovibile consente la sostituzione sul campo della guarnizione dello stelo senza rimuovere la valvola dalla tubazione di flusso.
• Il raccordo di iniezione del corpo viene utilizzato per la lubrificazione di routine della cavità del corpo e l'iniezione di sigillante di emergenza. Ciò contribuisce a ridurre la coppia e a prolungare la durata.
• Design a un quarto di giro.
• Disponibile come leva manuale, a marcia o azionata.

Prima di approfondire i dettagli del design della valvola a sfera flottante, definiamo i componenti chiave di una valvola a sfera:

• Corpo valvola - la camera in cui è racchiuso il meccanismo della valvola. Le valvole a sfera sono comunemente realizzate in acciaio, ferro, ottone, bronzo o PVC.
• Sfera - sfera di rotazione con un percorso di flusso attraverso il centro, collegata al corpo valvola tramite uno stelo o un albero
• Foro o luce - centro cavo della sfera
• Guarnizione - guarnizioni flessibili che si inseriscono intorno allo stelo della valvola per evitare che il supporto fuoriesca dal corpo della valvola
• Sede - disco rotondo a forma di ciambella che forma una tenuta tra il corpo valvola e la sfera
• Stelo - l'albero che fissa la sfera e si collega esso alla leva di comando esterna o all'attuatore
• Attuatore - dispositivo esterno per la rotazione dello stelo della valvola. Può essere una leva, una marcia, un ingranaggio azionato da un motore (attuatore elettrico) o un attuatore pneumatico/idraulico.

La maggior parte delle valvole a sfera è della varietà flottante. Le valvole a sfera flottanti sono supportate da sedi a tazza che creano una tenuta ermetica tra il corpo valvola e la sfera. La sfera stessa è sospesa nel mezzo che regola ed è mantenuta in posizione da sedi a tazza, solitamente realizzate in materiale termoplastico. Queste sedi formano una tenuta ermetica tra la sfera e il corpo valvola.

Le valvole a sfera flottanti sono in grado di fornire una tenuta bidirezionale, il che significa che la sfera può muoversi liberamente abbastanza da arrestare il flusso dei supporti in entrambe le direzioni. Questo tipo di valvola è leggera, economica e versatile ed è presente in applicazioni quali olio, gas, acqua, vapore e petrolchimiche.