Kulové ventilyjsou již 200 let základem regulace průtoku tekutin a nyní se nacházejí všude. V některých aplikacích však lze kulové ventily použít i k úplnému uzavření průtoku tekutiny. Kulové ventily se obvykle používají k regulaci průtoku tekutin. Kulové ventily s funkcí zapínání/vypínání a modulace lze vidět na vnější straně domů a komerčních budov, kde jsou často umístěny.

Pára a voda byly pro průmyslovou revoluci nezbytné, ale tyto potenciálně nebezpečné látky bylo nutné omezit.kulový ventilje první ventil potřebný k efektivnímu splnění tohoto úkolu. Konstrukce kulového ventilu byla tak úspěšná a oblíbená, že vedla k tomu, že většina hlavních tradičních výrobců ventilů (Crane, Powell, Lunkenheimer, Chapman a Jenkins) získala své první patenty.

Šoupátkové ventilyjsou určeny k použití v plně otevřené nebo plně uzavřené poloze, zatímco kulové ventily lze použít jako uzavírací nebo uzavírací ventily, ale jsou navrženy tak, aby byly částečně otevřené pro regulaci průtoku. Při použití kulových ventilů pro uzavírací a uzavírací ventily je třeba dbát opatrnosti při konstrukčních rozhodnutích, protože je obtížné udržet těsné těsnění se značným tlakem na disk. Síla kapaliny pomůže dosáhnout pozitivního utěsnění a usnadní utěsnění, když kapalina proudí shora dolů.

Kulové ventily jsou ideální pro regulační aplikace díky své regulační funkci, která umožňuje extrémně jemnou regulaci pomocí polohovacích členů a pohonů spojených s víkem a vřetenem kulového ventilu. Vynikají v řadě aplikací pro regulaci kapalin a v těchto aplikacích se označují jako „koncové regulační prvky“.

nepřímá cesta proudění

Kulový ventil je také známý jako kulový ventil kvůli svému původnímu kulatému tvaru, který stále skrývá neobvyklou a spletitou povahu dráhy proudění. Díky zoubkovaným horním a dolním kanálům vykazuje plně otevřený kulový ventil stále značné tření nebo bariéru pro proudění kapaliny na rozdíl od plně otevřeného šoupátka nebo kulového ventilu. Tření kapaliny způsobené nakloněným prouděním zpomaluje průchod ventilem.

Součinitel průtoku neboli „Cv“ ventilu se používá k výpočtu průtoku jím. Šoupátka mají v otevřené poloze extrémně minimální odpor proudění, proto se Cv u šoupátka a kulového ventilu stejné velikosti podstatně liší.

Disk nebo kuželka, která slouží jako uzavírací mechanismus kulového ventilu, může být vyrobena v různých tvarech. Průtok ventilem se může výrazně měnit v závislosti na počtu otáček dříku, když je ventil otevřený, a to změnou tvaru disku. Typičtější neboli „tradiční“ zakřivený design disku se používá ve většině aplikací, protože je lépe přizpůsoben specifickému pohybu (rotaci) dříku ventilu než jiné konstrukce. Disky s V-portem jsou vhodné pro všechny velikosti kulových ventilů a jsou navrženy pro jemné omezení průtoku v různých procentech otevření. Cílem jehlových typů je absolutní regulace průtoku, ty se však často nabízejí pouze v menších průměrech. Do disku nebo sedla lze vložit měkkou, pružnou vložku, pokud je vyžadováno úplné uzavření.

Obložení kulového ventilu

Skutečné uzavření mezi jednotlivými součástmi kulového ventilu zajišťuje šoupátko. Sedlo, kotouč, vřeteno, zadní sedlo a občas i kování, které připevňuje vřeteno k kotouči, tvoří příslušenství kulového ventilu. Dobrý výkon a životnost jakéhokoli ventilu závisí na konstrukci příslušenství a volbě materiálu, ale kulové ventily jsou zranitelnější kvůli vysokému tření kapaliny a složitým prouděním. Jejich rychlost a turbulence se zvyšují s přibližováním sedla a kotouče. Vzhledem k korozivní povaze kapaliny a zvýšené rychlosti je možné poškodit příslušenství ventilu, což dramaticky zvýší netěsnost ventilu, když je zavřený. „Vrstění“ je termín pro závadu, která se občas projeví jako malé vločky na sedle nebo kotouči. Co začalo jako malá cesta netěsnosti, se může zvětšit a změnit ve významný netěsnost, pokud se včas neopraví.

Kuželka ventilu u menších bronzových kulových ventilů je často vyrobena ze stejného materiálu jako těleso, nebo občas z robustnější slitiny podobné bronzu. Nejtypičtějším materiálem šoupátka pro litinové kulové ventily je bronz. IBBM, neboli „Železné těleso, bronzová montáž“, je název pro tuto litinovou součástku. Pro ocelové ventily je k dispozici mnoho různých materiálů součástí, ale často je jeden nebo více součástí vyrobeno z martenzitické nerezové oceli řady 400. Dále se používají tvrdé materiály, jako je stelit, nerezové oceli řady 300 a slitiny mědi a niklu, jako je Monel.

Existují tři základní typy kulových ventilů. Nejtypičtější je tvar „T“ s vřetenem kolmým k proudění v potrubí.
​
Podobně jako T-ventil, i rohový ventil otáčí průtok uvnitř ventilu o 90 stupňů a funguje tak jak jako regulátor průtoku, tak i jako 90stupňové koleno potrubí. Na „vánočních stromečcích“ v ropných a plynových systémech jsou rohové kulové ventily typem regulačního ventilu konečného výkonu, který se stále často používá na kotlích.
​
Konstrukce „Y“, což je třetí provedení, má za cíl zpevnit konstrukci pro uzavírací a otevírací aplikace a zároveň snížit turbulentní proudění, ke kterému dochází v tělese kulového ventilu. Víko, vřeteno a disk tohoto typu kulového ventilu jsou skloněny pod úhlem 30–45 stupňů, aby byla trasa proudění rovnější a snížilo se tření kapaliny. Díky sníženému tření je méně pravděpodobné, že ventil utrpí erozivní poškození, a zlepšují se celkové průtokové vlastnosti potrubního systému.