เมื่อเปรียบเทียบกับวาล์วประตูเมื่อเทียบกับวาล์วแบบลูกโลกและวาล์วกันกลับแล้ว ประวัติของวาล์วลูกบอลนั้นสั้นกว่ามาก แม้ว่าสิทธิบัตรวาล์วลูกบอลฉบับแรกจะออกในปี 1871 แต่ก็ต้องใช้เวลาถึง 85 ปี กว่าที่วาล์วลูกบอลจะประสบความสำเร็จในเชิงพาณิชย์ โพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน (PTFE หรือ "เทฟลอน") ถูกค้นพบในระหว่างกระบวนการออกแบบระเบิดปรมาณูในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง ซึ่งกลายเป็นตัวเร่งให้เกิดอุตสาหกรรมวาล์วลูกบอล วาล์วลูกบอลมีให้เลือกใช้วัสดุหลากหลาย ตั้งแต่ทองเหลือง เหล็กกล้าคาร์บอน เหล็กกล้าไร้สนิม ไปจนถึงเซอร์โคเนียม

วาล์วลูกบอลมีสองประเภทพื้นฐาน ได้แก่ ลูกบอลลอยตัวและลูกบอลแบบมีแกนหมุน การออกแบบทั้งสองแบบนี้ช่วยให้สามารถสร้างวาล์วลูกบอลที่มีประสิทธิภาพได้ตั้งแต่ขนาด ¼ นิ้ว ถึง 60 นิ้ว และใหญ่กว่านั้น โดยทั่วไปแล้ว การออกแบบแบบลอยตัวจะใช้สำหรับวาล์วขนาดเล็กและแรงดันต่ำ ในขณะที่แบบมีแกนหมุนจะใช้สำหรับวาล์วขนาดใหญ่และแรงดันสูง

VM SUM21 BALL API 6Dวาล์วลูกบอลวาล์วบอล API 6D ใช้บอลวาล์วสองประเภทนี้เนื่องจากวิธีการซีลและการไหลของแรงดันของของเหลวจากท่อไปยังลูกบอลแล้วกระจายไปยังที่นั่งวาล์ว ในการออกแบบบอลลอย ลูกบอลจะพอดีระหว่างที่นั่งสองอัน อันหนึ่งอยู่ด้านต้นน้ำและอีกอันอยู่ด้านปลายน้ำ แรงดันของของเหลวจะกระทำต่อลูกบอล ดันลูกบอลเข้าไปในที่นั่งวาล์วที่อยู่ในตัววาล์วด้านปลายน้ำ เนื่องจากลูกบอลครอบคลุมรูการไหลทั้งหมด แรงดันทั้งหมดในการไหลจึงดันลูกบอลให้เข้าไปในที่นั่งวาล์ว หากลูกบอลมีขนาดใหญ่เกินไปและแรงดันสูงเกินไป แรงที่กระทำต่อที่นั่งวาล์วก็จะมากเกินไป เพราะแรงบิดในการทำงานสูงเกินไปและวาล์วจะไม่สามารถทำงานได้

วาล์วบอลลอยมีรูปแบบตัววาล์วหลากหลาย แต่ที่นิยมใช้มากที่สุดคือแบบสองชิ้นทางเข้าด้านปลาย รูปแบบตัววาล์วอื่นๆ ได้แก่ แบบสามชิ้นและแบบทางเข้าด้านบน วาล์วบอลลอยผลิตได้ในขนาดสูงสุดถึง 24 นิ้วและเกรด 300 แต่ช่วงการใช้งานจริงของวาล์วบอลลอยมักจะต่ำกว่านั้นมาก โดยขนาดสูงสุดอยู่ที่ประมาณ 12 นิ้ว

แม้ว่าวาล์วบอลจะได้รับการออกแบบมาเพื่อใช้เป็นวาล์วเปิด/ปิดหรือ "หยุด" เป็นหลัก แต่การเพิ่มวาล์วบอลและวาล์วรูปตัว V บางชนิดเข้าไปก็มีประโยชน์เช่นกันวาล์วลูกบอลการออกแบบเหล่านี้ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่ต้องการการควบคุม

เบาะยืดหยุ่น
วาล์วบอลแบบหน้าแปลน VM SUM21 วาล์วบอลแบบลอยตัวขนาดเล็กสามารถใช้งานได้หลากหลาย ตั้งแต่ท่อในบ้านไปจนถึงท่อที่บรรจุสารเคมีที่ต้องการความแม่นยำสูง วัสดุที่นิยมใช้สำหรับซีลวาล์วเหล่านี้คือเทอร์โมพลาสติก เช่น PTFE ซีลวาล์วเทฟลอนใช้งานได้ดีเพราะมีความนุ่มพอที่จะปิดผนึกกับลูกบอลโลหะขัดเงาได้ดี แต่แข็งแรงพอที่จะไม่หลุดออกจากวาล์ว ปัญหาหลักสองประการของวาล์วแบบซีลอ่อนเหล่านี้คือ เป็นรอยขีดข่วนได้ง่าย (และอาจรั่วได้) และอุณหภูมิการใช้งานจำกัดอยู่ที่ต่ำกว่าจุดหลอมเหลวของซีลเทอร์โมพลาสติก ซึ่งอยู่ที่ประมาณ 450°F (232°C) ขึ้นอยู่กับวัสดุของซีล

คุณสมบัติเด่นของวาล์วบอลลอยตัวแบบที่นั่งยางยืดหลายรุ่นคือ สามารถปิดผนึกได้อย่างเหมาะสมในกรณีเกิดเพลิงไหม้ที่ทำให้ที่นั่งหลักละลาย นี่เรียกว่าการออกแบบกันไฟ โดยมีช่องที่นั่งที่ไม่เพียงแต่ยึดที่นั่งยางยืดไว้เท่านั้น แต่ยังให้พื้นผิวที่นั่งโลหะที่ให้การปิดผนึกบางส่วนเมื่อสัมผัสกับลูกบอล ตามมาตรฐานการทดสอบความทนไฟของสถาบันปิโตรเลียมแห่งอเมริกา (API) 607 หรือ 6FA วาล์วจะได้รับการทดสอบเพื่อยืนยันการออกแบบป้องกันไฟ

การออกแบบแกนหมุน
วาล์วบอลแบบ Trunnion รุ่น VM SUM21 API 6D เมื่อต้องการวาล์วบอลขนาดใหญ่และทนแรงดันสูงขึ้น การออกแบบจะเปลี่ยนไปใช้แบบ Trunnion ความแตกต่างระหว่างแบบ Trunnion กับแบบ Floating คือ ลูกบอลแบบ Trunnion จะถูกยึดติดกับตัววาล์วหลักด้วย Trunnion ด้านล่าง (ก้านเชื่อมต่อสั้น) และก้านด้านบน เนื่องจากลูกบอลไม่สามารถ “ลอย” เข้าไปในที่นั่งวาล์วเพื่อปิดสนิทได้ ที่นั่งวาล์วจึงต้องลอยอยู่บนลูกบอล การออกแบบที่นั่งแบบ Trunnion ทำให้ที่นั่งถูกกระตุ้นด้วยแรงดันจากด้านบนและถูกดันเข้าไปในลูกบอลเพื่อปิดผนึก เนื่องจากลูกบอลถูกยึดแน่นอยู่กับที่ ยกเว้นการหมุน 90 องศา แรงดันและแรงของของเหลวที่สูงเกินไปจะไม่สามารถดันลูกบอลเข้าไปในที่นั่งวาล์วได้ แต่แรงจะกระทำเฉพาะบริเวณเล็กๆ ด้านนอกที่นั่งแบบลอยตัวเท่านั้น

วาล์วบอล VM SUM21 แบบทางเข้าด้านปลาย วาล์วบอลแบบมีแกนหมุนทางเข้าด้านปลายนี้เป็นรุ่นพี่ที่ทรงพลังกว่าของวาล์วบอลแบบลอยตัว จึงสามารถรับมือกับงานขนาดใหญ่ เช่น แรงดันสูงและเส้นผ่านศูนย์กลางท่อขนาดใหญ่ได้ การใช้งานที่นิยมมากที่สุดของวาล์วบอลแบบมีแกนหมุนคือในงานประปา