Válvulas de bola de alta pressão são projetados com uma bola esférica que possui um orifício ou porta com precisão, que pode ser girada para controlar o fluxo de fluido. Esse design de bola suave garante que o fluido passe através da válvula sem criar fluxo turbulento. Ao permitir um ajuste controlado e gradual da taxa de fluxo, as válvulas de bola de alta pressão impedem as mudanças repentinas de pressão que podem levar à cavitação. Quando a cavitação ocorre, a queda rápida na pressão faz com que as bolhas de vapor se formem no fluido, o que pode danificar a válvula e outros componentes no sistema. Ao regular a vazão, a válvula de esfera ajuda a minimizar a ocorrência de quedas de pressão que, de outra forma, desencadeariam a cavitação.

Uma característica fundamental das válvulas de bola de alta pressão, especialmente aquelas com um design de porta full, é a capacidade de minimizar a resistência ao fluxo. Em uma válvula de porta cheia, o furo da bola tem o mesmo tamanho do diâmetro do tubo, permitindo que o fluido passe através da válvula com obstrução mínima. Esse projeto reduz a queda de pressão através da válvula, garantindo que o fluido flua suavemente, sem aumentos nítidos ou diminuições na velocidade, o que poderia levar a surtos de pressão. Projetos de alto fluxo garantem que o fluido mantenha uma pressão consistente, impedindo o desenvolvimento de zonas de pressão negativa dentro da válvula, que geralmente são responsáveis ​​pela cavitação. Por outro lado, válvulas com portas reduzidas ou aberturas menores podem causar uma queda de pressão mais alta, aumentando o risco de cavitação.

As válvulas de bola de alta pressão estão equipadas com vedações projetadas para suportar condições extremas de pressão, temperatura e fluido. Os assentos macios, feitos de elastômeros como PTFE (politetrafluoroetileno) ou outros materiais duráveis, são frequentemente usados ​​em válvulas de bola de alta pressão. Esses assentos macios ajudam a amortecer a interação entre a bola e o corpo da válvula, fornecendo uma vedação segura, mesmo sob pressões do sistema flutuante. A integridade do selo é crucial para manter as condições de pressão estáveis ​​dentro da válvula. Ao impedir vazamentos, esses selos eliminam o risco de gotas de pressão repentina que podem levar à cavitação. Os assentos macios também fornecem uma superfície de vedação suave, reduzindo o atrito e o desgaste ao longo do tempo, o que, por sua vez, prolonga a vida útil da válvula e minimiza a possibilidade de danos induzidos pela pressão.

Muitas válvulas de bola de alta pressão são projetadas com mecanismos de relevo de pressão ou regulação de pressão embutidos que ajudam a gerenciar as flutuações de pressão. Essas válvulas podem incluir recursos de segurança, como válvulas de alívio de pressão ou discos de explosão que abrem automaticamente se a pressão dentro do corpo da válvula exceder o limite predefinido. Ao liberar o excesso de pressão gradualmente, essas válvulas impedem picos de pressão repentinos que podem causar cavitação ou danos a outros componentes no sistema. A liberação controlada de pressão reduz a probabilidade de choque hidráulico, comumente conhecido como martelo de água, que geralmente é um precursor da cavitação. Esses recursos de segurança adicionam uma camada extra de proteção, garantindo que a válvula opere dentro de limites de pressão segura e reduz o risco de danos relacionados à cavitação.

Os materiais usados ​​para construir válvulas de bola de alta pressão são críticos para garantir que a válvula possa lidar com as tensões associadas a ambientes de alta pressão. Materiais como aço inoxidável, aços de liga e outras ligas resistentes à corrosão são frequentemente escolhidos por sua força, durabilidade e resistência à falha induzida por pressão. Esses materiais mantêm sua integridade estrutural sob condições de pressão extrema, impedindo que o corpo da válvula se deforme ou falhe. Os materiais de alta qualidade fornecem resistência aos efeitos erosivos da cavitação, que ocorre quando as bolhas de vapor entram em colapso e criam ondas de choque localizadas dentro do fluido. Ao selecionar materiais duráveis ​​que resistem às flutuações de cavitação e pressão, a válvula pode continuar a executar o melhor desempenho, mesmo nas condições mais exigentes.3