球阀是本世纪50年代问世的一种新型阀门。在短短的30多年里，是近十几年来发展迅速的阀门品种之一。特别是在美、德 […]
一、结构上采用偏心－楔紧原理。
阀体和阀芯回转中心（即阀杆轴线）与阀芯的密封球面的几何中心偏置一个径向尺寸，还与阀座密封面在阀体通道轴线上有个偏置尺寸，密封副为金属－金属外力作用下接触，阀门依靠两个偏心实现自锁关闭，偏心的合理选配使得自锁角小于摩擦角，自锁角选的太小关闭容易，开启特困难，角度选大了，虽然开启力小，但关闭力矩迅猛增加，试验台的反复试验，确定两个搭配合理的偏心量至关重要，可靠的自锁性能确保其密封严紧。这是半球阀的核心技术，从结构原理通过制造手段去实现最佳密封而言，球阀、蝶阀、闸阀、截止阀等确有逊色。
一、结构上采用偏心楔紧原理.阀体和阀芯回转中心（即阀杆轴线）与阀芯的密封球面的几何中心偏置一个径向尺寸,还与阀座密封面在阀体通道轴线上有个偏置尺寸,密封副为金属外力作用下接触,阀门依靠两个偏心实现自锁关闭,偏心的合理选配使得自锁角小于摩擦角,自锁角选的太小关闭容易,开启特困难,角度选大了,虽然开启力小,但关闭力矩迅猛增加,试验台的反复试验,确定两个搭配合理的偏心量至关重要,可靠的自锁性能确保其密封严紧.这是半球阀的核心技术,从结构原理通过制造手段去实现最佳密封而言,球阀、蝶阀、闸阀、截止阀等确有逊色.
球阀用带圆形通孔的球体作启闭件,球体随阀杆转动,以实现启闭动作的阀门。球阀是由旋塞阀演变而来，又称球形旋塞阀。球阀的启闭件作为一个球体，利用球体绕阀杆的轴线旋转90度实现开启和关闭的目的。
球阀是近几年来在中国发展速度最快的阀门种类，除了硬密封球阀外，双偏心半球球阀也得到了快速的发展。双偏心半球球阀是在认真权衡球阀、蝶阀、闸阀等多种阀门优缺点的前提下，引进德国半球阀产品而开发的国产化产品，鉴定结论指出：…在某些方面的使用性能上更优于闸阀、截止阀和球阀等同类产品，可以推广应用于石油、化工、电力和冶金等行业…，双偏心半球球阀设计独特、结构新颖，定货范围不断扩大，的确在不同场合替代了球阀、蝶阀、闸阀等多种阀门，双偏心半球球阀 的结构优势具体有：
球阀是由旋塞阀演变而来的，它的启闭件为一个球体，利用球体饶阀杆的轴线旋转 9 0°，实现开启和关闭阀门的目的。 球阀在管路上主要是用于切断、分配和改变介质流动方向，设计成 V形开口的球阀，还具有良好的流量调节功能。
球阀不仅机构简单、密封性好，而且在一定公称尺寸范围内具有体积小、重量轻、材料消耗少、是近十几年来发展最快的阀门品种之一。球阀的使用非常广泛，使用品种和数量仍在不断广大，并向高温、高压、大口径、高密封性、长寿命、优良的调节性能及一阀多功能方向发展。其可靠性及其他性能指标均达到较高水平。随着球阀的发展，在可以预见的段时间内，特别是在石油与天然气输送管线、炼油裂化裂解装置、海洋石油、煤直接液化油、气装置上以及核工业方面将有更广泛的应用。
球阀的优点如下： ? 具有最低流阻； ‚ 因在工作时不会被卡住；（在无润滑剂时）故能可靠地应用于腐蚀性介质和低沸点液体中； ƒ 在较高的工作压力和较高的工作温度范围内，能实现完全密封； ④ 可实现快速启闭，某些机构的球阀，其启闭时间仅为0.5-1s，以保证能用于实验台的自动化系统中，快速启闭球阀时，操作无冲击； ⑤ 球阀关闭件能在边界上自动定位； ⑥ 双向密封，密封可靠； ⑦ 在全开和全闭时，球体和阀座的密封面与介质隔离，因此高速通过阀门的介质不会对密封面侵蚀。 ⑧ 体腔内的介质压力一旦搞过壳体材质在38 ℃ 时额定压力的1.33倍时，可自动泄放到出口管路或进口管路； ⑨ 可设计成具有防火密封功能； ⑩ 具有防静电功能；11.设计成V形开口球体的球阀，具有良好的流量调节功能，12.机构紧凑、质量轻，可以认为是用于低温介质系统最合理的阀门机构；13.阀体对称，尤其是焊接阀体机构，能很好的承受来自管道的应力；14.关闭件能承受关闭时的高压差；15.全焊接球体球阀，可以直接埋于地下，使阀门的内件不受侵蚀，最高使用寿命可达40年，是石油、天然气、输送管线最理想的阀门。
由于球阀有上述优点，所以使用范围广：1.公称尺寸从DN8-DN1600；2.公称压力从真空到PN420(CL2500)；3.工作温度从-204-+816 ℃ .
球阀最主要的发展密封材料就是聚四氟乙烯（PTFE)，它几乎对所以化学物质都是惰性的，且具有摩擦系数小、性能稳定、不易老化、使用温度范围广及密封性能优良的综合特点。但聚四氟乙烯的物理特性有较高的膨胀系数，对冷流的敏感性和不良的热传导性，要求阀座的密封面设计必须围绕这些特性进行。阀座的密封材料，聚四氟乙烯族和填料聚四氟乙烯、尼龙及其它材料，当密封材料变硬时密封的可靠性就受到破坏，特别是低压差的情况下。此外，像丁晴橡胶这样的合成橡胶，也可以用作阀座材料，但它所适应的介质和使用温度范围要受到限制，另外，无润滑情况下使用合成橡胶容易卡住球体。
为了满足高温、高压、强冲刷、介质带悬浮颗粒、长寿命工况的使用要求，近年来金属密封球阀得到很大的发展。用于调节流量的V形球阀也有很快的发展。尤其在工业发达国家，球阀的机构在不断改进，如应用在石油、天然气输送管线上的支承板固定球机构的全焊球阀；高温球阀；V形开口调节球阀；金属密封上装式球阀等，从而使球阀的技术达到一个全新的水平。
1.浮动球球阀
这种球阀的球体是浮动的，由两个阀座支承，在介质压力的作用下，球体本身能产生一定量的移位，并紧紧压在出口端的阀座阀门圈上，保证出口端密封；如果标准要求为进口端密封，就要设计成带活动套筒的阀座，阀座背面有预紧弹簧的浮动球球阀。浮动球球阀根据阀体的机构形式分为一体式浮动球球阀(球阀只有一个阀体）如图2-15所示；两体式浮动球球阀（阀体又作左、右两体构成）如图2-16所示；带活动套筒阀座的浮动球球阀，如图2-17所示。
浮动球球阀的机构简单，密封性能好。由于阀体所承受的工作介质压力全部传给了出口端阀座密封圈，密封比亚不易控制，因此，这种机构的球阀只适用于水中、低压阀门。
浮动球球阀的缺点是：组装时预紧力不易控制，而且需要用不同厚度的垫片来调整，组装困难，制造精度要求高，同时操作力矩也较大。