Supape cu bilă de înaltă presiune sunt proiectate cu o bilă sferică care prezintă o gaură sau un port prelucrat precis, care poate fi rotită pentru a controla fluxul de fluid. Acest design neted al bilei asigură că fluidul trece prin supapă fără a crea un flux turbulent. Permițând o reglare controlată și treptată a debitului, supapele cu bilă de înaltă presiune împiedică modificările bruște ale presiunii care pot duce la cavitație. Când are loc cavitația, scăderea rapidă a presiunii determină să se formeze bule de vapori în lichid, ceea ce poate deteriora supapa și alte componente din sistem. Prin reglarea debitului, supapa de bilă ajută la minimizarea apariției căderilor de presiune care altfel ar declanșa cavitația.

O caracteristică cheie a supapelor cu bilă de înaltă presiune, în special a celor cu un design cu port complet, este capacitatea lor de a minimiza rezistența la flux. Într-o supapă cu port complet, alezajul mingii are aceeași dimensiune cu diametrul conductei, permițând că lichidul să treacă prin supapă cu o obstrucție minimă. Acest design reduce căderea de presiune pe supapă, asigurându -se că lichidul curge lin fără creșteri ascuțite sau scăderi ale vitezei, ceea ce altfel ar putea duce la creșteri de presiune. Proiectele cu flux ridicat asigură că fluidul menține o presiune constantă, împiedicând dezvoltarea zonelor de presiune negativă în cadrul supapei, care sunt adesea responsabile de cavitație. În schimb, supapele cu porturi reduse sau deschideri mai mici pot provoca o scădere de presiune mai mare, crescând riscul de cavitație.

Valvele cu bilă de înaltă presiune sunt echipate cu garnituri care sunt concepute pentru a rezista la presiunea extremă, temperatura și condițiile de fluid. Scaunele moi, realizate din elastomeri precum PTFE (politetrafluoroetilen) sau alte materiale durabile, sunt adesea utilizate în supape cu bilă de înaltă presiune. Aceste scaune moi ajută la amortizarea interacțiunii dintre bilă și corpul supapei, oferind un sigiliu sigur chiar și sub presiuni ale sistemului fluctuant. Integritatea sigiliului este crucială în menținerea condițiilor de presiune stabile în interiorul supapei. Prin prevenirea scurgerilor, aceste sigilii elimină riscul de căderi bruște de presiune care ar putea duce la cavitație. Scaunele moi asigură, de asemenea, o suprafață de etanșare netedă, reducând frecarea și uzura în timp, ceea ce la rândul său prelungește viața supapei și minimizează posibilitatea deteriorării induse de presiune.

Multe valve cu bilă de înaltă presiune sunt proiectate cu mecanisme de relief de presiune sau de reglare a presiunii încorporate care ajută la gestionarea fluctuațiilor de presiune. Aceste supape pot include caracteristici de siguranță, cum ar fi supape de reliefare a presiunii sau discuri de explozie care se deschid automat dacă presiunea din corpul supapei depășește limita prestabilită. Prin eliberarea treptat a presiunii în exces, aceste supape împiedică vârfurile bruște de presiune care ar putea provoca cavitație sau deteriorare a altor componente din sistem. Eliberarea controlată a presiunii reduce probabilitatea de șoc hidraulic, cunoscut în mod obișnuit ca ciocan de apă, care este adesea un precursor al cavitației. Aceste caracteristici de siguranță adaugă un strat suplimentar de protecție, asigurându-se ca supapa să funcționeze în limite de presiune sigure și reduce riscul de daune legate de cavitație.

Materialele utilizate pentru a construi valve cu bilă de înaltă presiune sunt esențiale pentru a asigura că supapa poate gestiona tensiunile asociate cu medii de înaltă presiune. Materiale precum oțelul inoxidabil, oțelurile din aliaj și alte aliaje rezistente la coroziune sunt adesea alese pentru rezistența, durabilitatea și rezistența lor la eșecul indus de presiune. Aceste materiale își mențin integritatea structurală în condiții de presiune extremă, împiedicând deformarea sau eșecul corpului valvei. Materialele de înaltă calitate oferă rezistență la efectele erozive ale cavitației, care apare atunci când bulele de vapori se prăbușesc și creează unde de șoc localizate în fluid. Prin selectarea materialelor durabile care rezistă la fluctuații de cavitație și de presiune, supapa poate continua să funcționeze optim, chiar și în cele mai solicitante condiții.3