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Já as válvulas de esfera flutuante podem ser operadas por uma alavanca ou roda, além do acionamento automático. Quando a pressão atinge um determinado nível, a esfera flutua e é empurrada contra o assento. O assento deve ser feito de materiais resistentes, porque há a força da pressão quando a esfera entra em contato com ele. Os tipos de esfera flutuante são construídos em aço inoxidável, latão ou outros metais. Dentro da esfera pode ter um centro de cerâmica que é geralmente revestido de cromo. Os modelos flutuantes são usados para fornecer capacidades de corte em aplicações de pressão baixa ou moderada. São usados em muitas indústrias que utilizam tubos para transporte de fluidos, especialmente as indústrias de gerenciamento de produtos químicos, farmacêuticas e de tratamento de água.

Elas são idênticas às válvulas de esfera convencionais em design e função, mas com uma grande exceção. Assim como os seus homólogos, os modelos de esfera flutuante têm uma esfera com um furo em linha reta pelo centro. A corrente flui através deste corredor até que a esfera gire, fazendo um quarto de volta e bloqueando o tubo, porque o orifício é perpendicular à direção do fluxo. A esfera é girada através do uso de uma haste ou eixo, que liga a esfera ao atuador que pode ser uma alavanca ou motor elétrico. O modelo em questão é diferente, pois a esfera flutua muito ligeiramente a jusante e entra em contato com o assento a jusante, que é onde a vedação primária ocorre. Quando a pressão do gás, líquido ou mistura líquido-sólido é baixa, a esfera faz um ligeiro contato com o anel de vedação. O líquido flui através do orifício na bola. Conforme a pressão cresce, a força do fluxo empurra a bola para o assento e aumenta a área de contato. Uma vez que o atuador está envolvido, a esfera gira rapidamente para esconder o orifício, assim bloqueando o resto do tubo.