Gömbcsapok200 éve a folyadékszabályozás alappillérei, és ma már mindenhol megtalálhatók. Bizonyos alkalmazásokban azonban a gömbcsapok a folyadék teljes leállítására is használhatók. A gömbcsapokat jellemzően a folyadékáramlás szabályozására használják. A gömbcsapok nyit/zár és moduláló alkalmazása házak és üzleti épületek külsején látható, ahol gyakran helyeznek el szelepeket.

A gőz és a víz elengedhetetlen volt az ipari forradalomhoz, de ezeket a potenciálisan veszélyes anyagokat korlátozni kellett.gömbcsapaz első szelep, amelyre szükség volt ennek a feladatnak a hatékony elvégzéséhez. A gömbcsap kialakítása annyira sikeres és közkedvelt volt, hogy a legtöbb nagy hagyományos szelepgyártó (Crane, Powell, Lunkenheimer, Chapman és Jenkins) megkapta első szabadalmát.

Tolózárakteljesen nyitott vagy teljesen zárt helyzetben használhatók, míg a gömbcsapok tömb- vagy elzárószelepként is használhatók, de úgy vannak kialakítva, hogy szabályozáskor részben nyitottak legyenek az áramlás szabályozása érdekében. A gömbcsapok elszigetelt és nyitó-záró szelepekhez való használatakor körültekintően kell eljárni a tervezési döntések során, mivel jelentős nyomással nehéz szoros tömítést fenntartani a tárcsára. A folyadék ereje segít a pozitív tömítés elérésében, és egyszerűbbé teszi a tömítést, amikor a folyadék felülről lefelé áramlik.

A szelepes szelepek szabályozó funkciójuk miatt tökéletesek szabályozószelep-alkalmazásokhoz, amely rendkívül finom szabályozást tesz lehetővé a szelepfedélhez és -szárhoz csatlakoztatott pozicionálókkal és működtetőkkel. Számos folyadékszabályozási alkalmazásban kiválóan teljesítenek, és ezekben az alkalmazásokban „végső szabályozóelemeknek” nevezik őket.

közvetett áramlási útvonal

A gömbszelepet eredeti kerek alakja miatt gömbcsapnak is nevezik, amely továbbra is elrejti az áramlási út szokatlan és tekervényes jellegét. A recés felső és alsó csatornákkal egy teljesen nyitott gömbcsap továbbra is jelentős súrlódást vagy folyadékáramlási akadályt mutat, ellentétben egy teljesen nyitott tolózárral vagy golyóscsappal. A ferde áramlás okozta folyadéksúrlódás lelassítja az áthaladást a szelepen.

A szelep áramlási együtthatóját, vagy „Cv”-jét, az átfolyó áramlás kiszámítására használják. A tolózárak nyitott helyzetben rendkívül minimális áramlási ellenállással rendelkeznek, ezért a Cv értéke lényegesen eltérő lesz azonos méretű tolózár és gömbcsap esetén.

A szeleptányér vagy dugó, amely a szelepzár zárómechanizmusaként szolgál, különféle alakúra gyártható. A szelepen átáramló áramlási sebesség jelentősen változhat a szelepszár forgásának számától függően, amikor a szelep nyitott állapotban van, a szeleptányér alakjának megváltoztatásával. A tipikusabb vagy „hagyományosabb” ívelt szeleptányér-kialakítást a legtöbb alkalmazásban alkalmazzák, mivel ez jobban illeszkedik a szelepszár egy adott mozgásához (forgásához), mint más kialakítások. A V-nyílású szeleptányérok minden méretű szelepszárhoz alkalmasak, és finom áramláskorlátozásra tervezték őket a különböző nyitási százalékok mellett. A tűs szelepek célja az abszolút áramlásszabályozás, azonban gyakran csak kisebb átmérőben kínálják őket. Egy puha, rugalmas betét helyezhető a szeleptányérba vagy az ülékbe, ha teljes leállításra van szükség.

Gömbszelep-burkolat

A gömbszelepek valódi alkatrész-alkatrész zárását az orsó biztosítja. A gömbszelep belső részét az ülés, a tányér, a szelepszár, a hátsó ülés, és esetenként a szárat a tányérhoz rögzítő szerelvények alkotják. Bármely szelep jó teljesítménye és élettartama a belső rész kialakításától és az anyagválasztástól függ, de a gömbszelepek a nagy folyadéksúrlódás és a bonyolult áramlási útvonalak miatt sebezhetőbbek. Sebességük és turbulenciájuk növekszik, ahogy az ülés és a tányér közeledik egymáshoz. A folyadék korrozív jellege és a megnövekedett sebesség miatt károsodhat a szelep belső része, ami drámaian megnöveli a szelep szivárgását zárt állapotban. A bemélyedés egy olyan hiba, amely időnként apró pelyhekként jelenik meg az ülésen vagy a tányéron. Ami egy kis szivárgási útvonalként indult, az növekedhet és jelentős szivárgássá válhat, ha nem javítják meg időben.

A kisebb bronz gömbcsapok szeleptányérja gyakran ugyanabból az anyagból készül, mint a ház, vagy alkalmanként egy erősebb, bronzszerű ötvözetből. Az öntöttvas gömbcsapok leggyakoribb anyaga a bronz. Az IBBM, vagyis a „Vastest, Bronz Szerelés” ennek a vas belső szerelvénynek a neve. Az acélszelepekhez számos különböző belső szerelvényanyag áll rendelkezésre, de gyakran egy vagy több belső szerelvényelem 400-as sorozatú martenzites rozsdamentes acélból készül. Ezenkívül kemény anyagokat, például sztellitet, 300-as sorozatú rozsdamentes acélokat és réz-nikkel ötvözeteket, például monelt is alkalmaznak.

A gömbcsapoknak három alapvető üzemmódja van. A legjellemzőbb a „T” alak, ahol a szelepszár merőleges a csőáramlásra.
​
A T-szelephez hasonlóan a sarokszelep 90 fokkal elforgatja az áramlást a szelepen belül, így áramlásszabályozóként és 90 fokos csőívként is működik. Az olaj- és gázipari „karácsonyfákon” a sarokszelepek azok a végső kimeneti szabályozó szelepek, amelyeket még mindig gyakran alkalmaznak a kazánok tetején.
​
Az „Y” kialakítás, amely a harmadik kialakítás, a nyit/zár alkalmazásokhoz szükséges szűkítést szolgálja, miközben csökkenti a szelepházban fellépő turbulens áramlást. Az ilyen típusú szelepfedél, -szár és -tányér 30-45 fokos szögben helyezkedik el, hogy az áramlási útvonal egyenesebb legyen és csökkenjen a folyadék súrlódása. A csökkent súrlódás miatt a szelep kevésbé hajlamos az eróziós károsodásra, és a csővezetékrendszer általános áramlási jellemzői javulnak.