بالمقارنة معصمام بوابةعلى الرغم من أن تصميم صمامات الكرة الأرضية وصمامات عدم الرجوع يختلف عن تصميم صمامات الكرة الأرضية، إلا أن تاريخ صمام الكرة أقصر بكثير. فمع أن أول براءة اختراع لصمام الكرة صدرت عام ١٨٧١، إلا أن الأمر استغرق ٨٥ عامًا حتى حقق صمام الكرة نجاحًا تجاريًا. وقد اكتُشف البولي تترافلوروإيثيلين (PTFE، أو "التفلون") خلال عملية تصميم القنبلة الذرية في الحرب العالمية الثانية، مما شكّل حافزًا لانطلاق صناعة صمامات الكرة. وتتوفر صمامات الكرة بجميع المواد، من النحاس الأصفر إلى الفولاذ الكربوني والفولاذ المقاوم للصدأ والزركونيوم.

يوجد نوعان أساسيان: الكرات العائمة والكرات المحورية. يتيح هذان التصميمان تصنيع صمامات كروية فعالة بأقطار تتراوح من ¼ بوصة إلى 60 بوصة وما فوق. يُستخدم التصميم العائم عادةً للصمامات الصغيرة ذات الضغط المنخفض، بينما يُستخدم التصميم المحوري للصمامات الكبيرة ذات الضغط العالي.

VM SUM21 BALL API 6Dصمام كروييستخدم صمام الكرة API 6D هذين النوعين من صمامات الكرة نظرًا لطريقة إحكام إغلاقهما وكيفية تدفق قوة السائل من خط الأنابيب إلى الكرة ثم توزيعها على مقعد الصمام. في تصميم الكرة العائمة، تتلاءم الكرة بإحكام بين مقعدين، أحدهما في اتجاه التدفق والآخر في اتجاه المصب. تؤثر قوة السائل على الكرة، دافعةً إياها إلى داخل مقعد الصمام الموجود في جسم الصمام في اتجاه المصب. ولأن الكرة تغطي فتحة التدفق بالكامل، فإن قوة التدفق تدفع الكرة بقوة إلى داخل مقعد الصمام. إذا كانت الكرة كبيرة جدًا وكان الضغط مرتفعًا جدًا، فإن القوة المؤثرة على مقعد الصمام ستكون كبيرة، لأن عزم التشغيل سيكون مرتفعًا جدًا ولن يتمكن الصمام من العمل.

تتوفر صمامات الكرة العائمة بأشكال متنوعة، لكن أكثرها شيوعًا هو النوع ذو المدخل الطرفي المكون من قطعتين. تشمل الأشكال الأخرى النوع المكون من ثلاث قطع والنوع ذو المدخل العلوي. تُصنع صمامات الكرة العائمة بأحجام تصل إلى 24 بوصة ودرجة 300، إلا أن نطاق استخدامها الفعلي عادةً ما يكون أقل بكثير، حيث يبلغ الحد الأقصى حوالي 12 بوصة.

على الرغم من أن الصمامات الكروية مصممة في الأساس كصمامات تشغيل/إيقاف أو "إيقاف"، إلا أن إضافة بعض الصمامات الكروية وفتحة Vصمام كرويتصميماتها تجعلها مثالية للتطبيقات الخاضعة للتحكم.

مقعد مرن
صمام كروي ذو حافة VM SUM21: صمام كروي ذو حافة. ​​يمكن استخدام الصمامات الكروية العائمة الصغيرة في العديد من التطبيقات المختلفة، بدءًا من أنابيب المنازل وصولًا إلى الأنابيب التي تحتوي على مواد كيميائية شديدة التحمل. المادة الأكثر شيوعًا لمقعد هذه الصمامات هي نوع من أنواع اللدائن الحرارية، مثل PTFE. تعمل مقاعد صمامات التفلون بكفاءة عالية لأنها لينة بما يكفي لإحكام الإغلاق على الكرات المعدنية المصقولة، ولكنها قوية بما يكفي لمنع تسرب الهواء من الصمام. المشكلتان الرئيسيتان في هذه الصمامات ذات المقاعد اللينة هما سهولة خدشها (واحتمالية تسربها)، ومحدودية درجة الحرارة بحيث لا تتجاوز نقطة انصهار مقعد اللدائن الحرارية - حوالي 232 درجة مئوية (450 درجة فهرنهايت)، وذلك حسب مادة المقعد.

تتميز العديد من صمامات الكرة العائمة ذات المقعد المرن بإمكانية إحكام إغلاقها في حال نشوب حريق يؤدي إلى انصهار المقعد الرئيسي. يُعرف هذا التصميم بالتصميم المقاوم للحريق؛ إذ يحتوي على جيب للمقعد لا يثبت المقعد المرن في مكانه فحسب، بل يوفر أيضًا سطحًا معدنيًا للمقعد يُحكم الإغلاق جزئيًا عند ملامسته للكرة. ووفقًا لمعايير اختبار الحريق الصادرة عن معهد البترول الأمريكي (API) 607 أو 6FA، يُختبر الصمام للتأكد من فعالية تصميمه المقاوم للحريق.

تصميم المحور
صمام كروي محوري VM SUM21 BALL API 6D: عند الحاجة إلى صمام كروي أكبر حجمًا وأعلى ضغطًا، يُعتمد في التصميم على النوع المحوري. يكمن الفرق بين النوع المحوري والنوع العائم في أن الكرة المحورية تُثبّت في الجسم الرئيسي بواسطة المحور السفلي (قضيب توصيل قصير) والقضيب العلوي. ولأن الكرة لا يمكنها "الطفو" داخل مقعد الصمام لتحقيق إغلاق قسري، يجب أن يطفو مقعد الصمام على الكرة. يُحفّز تصميم المقعد المحوري المقعد بفعل ضغط المنبع، مما يدفعه إلى داخل الكرة لإحكام الإغلاق. ولأن الكرة مثبتة بإحكام في مكانها، باستثناء دورانها بزاوية 90 درجة، فإن قوة السائل والضغط الهائلين لن يدفعا الكرة إلى داخل مقعد الصمام. بل تؤثر القوة فقط على مساحة صغيرة خارج المقعد العائم.

صمام الكرة VM SUM21 ذو تصميم مدخل طرفي: يُعد صمام الكرة المحوري ذو تصميم المدخل الطرفي نسخةً مطورةً وقويةً من صمام الكرة العائم، مما يُمكّنه من التعامل مع المشاريع الكبيرة ذات الضغط العالي وأقطار الأنابيب الكبيرة. ويُعدّ استخدامه الأكثر شيوعًا في خدمات السباكة.