Шаровой кран состоит из полого поворотного шара, установленного в середине штока. Благодаря вращательному движению штока этот шар поворачивается на 90° внутри корпуса клапана, обеспечивая управление потоком жидкости.
Шаровые краны надёжны и прочны. Они способны безопасно выполнять свою функцию, даже если долгое время остаются в одном положении. При этом они допускают частую смену положения штока. Однако их применение в основном ограничивается положениями «полностью открыто» и «полностью закрыто». Вне этих крайних положений регулирование потока жидкости неудовлетворительно. Поэтому их не рекомендуется использовать в качестве регулирующих клапанов.
Шаровые краны производятся многими брендами с рабочим давлением до 1000 бар и температурой до 400 °C, из различных материалов — металла, пластика, керамики. Однако при использовании шаровых кранов для регулирования жидкость часто оказывается зажатой между корпусом и шаром. В холодную погоду скопившаяся вода расширяется внутри шара и корпуса клапана, что приводит к растрескиванию или повреждению клапана. Это существенный недостаток; если шаровой кран предполагается использовать в условиях, где температура воздуха опускается ниже 0 °C, необходимо применять морозостойкий клапан (frozen – freeze proof type).
Для криогенных сред или продуктов, способных расширяться внутри шара, предусмотрено вентиляционное отверстие на стороне входа потока клапана.
Одной из наиболее критичных проблем при использовании шаровых кранов является загрязнение. Особенно в случаях применения клапанов на предприятиях питьевого водоснабжения или пищевой промышленности, вода, скапливающаяся между корпусом клапана и шаром, приводит к образованию бактерий или смешиванию при использовании разных сред. Это наносит вред сначала здоровью человека, а затем и качеству продукции. Чтобы предотвратить это скопление, полости, образующиеся между шаром и корпусом, устраняются путём удлинения поверхностей, на которые опирается шар.
Такие клапаны без полостей называются «Cavity Filler Ball Valve», и уплотнения, применяемые в пищевых и питьевых приложениях, а также материалы клапана должны соответствовать требованиям пищевой безопасности и охраны здоровья человека.
