Valvole a sfera ad alta pressione utilizzare una sfera lavorata con precisione con una superficie liscia e lucida che si adatti perfettamente alla sede della valvola. La sfera stessa è generalmente realizzata con materiali ad alta resistenza come acciaio inossidabile, acciai legati o persino materiali esotici come Inconel, che forniscono resistenza alla corrosione e all'usura in condizioni di alta pressione. Quando la valvola è chiusa, la sfera viene ruotata in una posizione in cui blocca completamente il percorso del flusso. La superficie lucida della sfera fornisce un contatto stretto e uniforme con la sede della valvola, formando una tenuta efficace. Maggiore è la pressione, maggiore è la forza esercitata sulla sfera contro la sede, migliorando ulteriormente la tenuta.

Le sedi delle valvole a sfera ad alta pressione sono generalmente realizzate con materiali durevoli come PTFE (Teflon), PEEK o altri elastomeri, che forniscono eccellenti proprietà di tenuta. Questi materiali sono scelti per la loro capacità di mantenere la loro elasticità e resistenza alle forze ad alta pressione, nonché per la loro capacità di resistere alle variazioni di temperatura e all'esposizione a sostanze corrosive. In condizioni di alta pressione, questi materiali si comprimono leggermente quando la valvola è chiusa, creando una tenuta ermetica e a prova di perdite tra la sfera e la sede. Inoltre, alcune valvole a sfera utilizzano design a doppia tenuta, in cui entrambi i lati della sfera sono sigillati per migliorare ulteriormente la resistenza alle perdite.

Molte valvole a sfera ad alta pressione incorporano sedi caricate a molla o guarnizioni autoregolanti che compensano l'usura nel tempo e le variazioni di pressione. Queste guarnizioni sono progettate per regolarsi automaticamente all'aumentare della pressione, garantendo che la sfera mantenga un contatto costante con la sede e fornendo una tenuta continua e affidabile. Il meccanismo caricato a molla spinge la sede contro la sfera, mantenendo una forza di tenuta costante e prevenendo perdite anche quando i componenti della valvola invecchiano o subiscono dilatazione termica.

Una caratteristica fondamentale delle valvole a sfera ad alta pressione è il design dello stelo a prova di esplosione. Questa caratteristica garantisce che, anche in condizioni di pressione estrema, lo stelo della valvola non possa essere spinto fuori dal corpo della valvola, il che potrebbe portare a guasti catastrofici o perdite. Lo stelo è bloccato saldamente in posizione e in genere include una tenuta secondaria, come un O-ring o materiale di imballaggio, per garantire che non si verifichino perdite lungo lo stelo. Questo design impedisce qualsiasi potenziale fuga di fluidi o gas dalla valvola, anche nelle condizioni di pressione più elevata.

Il corpo valvola e i componenti interni delle valvole a sfera ad alta pressione sono costruiti con materiali in grado di resistere alle sollecitazioni associate alle applicazioni ad alta pressione. Questi materiali sono accuratamente selezionati per fornire robustezza, rigidità e resistenza alla deformazione. I materiali comuni includono acciaio al carbonio, acciaio inossidabile e metalli altolegati, che impediscono al corpo della valvola di espandersi, rompersi o deformarsi sotto pressione. La resistenza di questi materiali garantisce che la sfera e la sede rimangano correttamente allineati e che la tenuta venga mantenuta, anche in condizioni estreme.

Le valvole a sfera ad alta pressione sono dotate di robuste guarnizioni dello stelo che impediscono perdite lungo lo stelo. Ciò è particolarmente importante nei sistemi ad alta pressione dove qualsiasi perdita di integrità della tenuta può comportare notevoli rischi per la sicurezza. Le tenute dello stelo sono generalmente composte da materiali ad alte prestazioni come PTFE o baderne in grafite, in grado di sopportare sia pressioni che temperature estreme. Queste guarnizioni assicurano che non vi siano perdite di fluido o gas attraverso l'area dello stelo, migliorando ulteriormente la tenuta complessiva della valvola.