球阀是当今世界市场上最流行的四分之一回转阀之一，有多种类型可供选择。然而，所有球阀的操作方式都是一样的:一个球体开启和关闭，允许流体通过阀门。
我们将研究球阀的四个关键部件:
- 浮动原则
- 密封
- 设计与测试
- 双向密封
球阀的浮动原理
从历史上看，工程师们设计的球阀具有由塑料材料制成的软阀座，以形成与浮动球的紧密密封。球阀浮动原理是指球阀内部发生三种情况:
- 球自由浮动，不附着在阀杆上。
- 在压力下，球阀应该进入下游阀座，并形成适合软阀座材料的预设密封。
- 在最高的工作压力下，阀座的密封性能最好。
密封
在设计球阀最重要的方面之一是尺寸控制所有金属零件，表面光洁度和公差之间的关系。此外，球必须是完美的圆形，并有预设适合密封软聚四氟乙烯材料，或更硬的阀座，如增强聚四氟乙烯，peek或金属。
任何密封设计的秘密都是获得局部变形(这意味着在接触点阀座屈服)并填充金属球和软阀座之间的空隙。如果没有这种局部屈服，就无法获得气泡密封或真空性能。
球阀的设计与测试
大多数浮式设计球阀都要经过ANSI额定压力的1.5倍的水壳测试。阀门软阀座测试在关闭位置的压力为80或100psi。
(注:重要的是不要在关闭位置测试高于操作压力的球阀。对于高于预期工作压力的系统压力测试，让球阀处于开启状态是很重要的。
大多数小通径(1/4 " - 3 ")的焊接端或螺纹端连接浮球阀的额定压力为WOG(水、油或气)或MAWP(最大允许工作压力)。在正常环境温度下，MAWP或WOG额定压力被认为是不超过压力。
在大多数软阀座阀门中，存在压力-温度曲线，环境下的最大压力和阀座最高额定温度下的最大压力。阀座的应力水平及其在这些极限上的热循环能力决定了这一点。阀座必须足够坚固，足够厚，以承受流体动力作用而不会折叠或变形。
每个阀座设计根据其应用、材料强度和物理化合物而有所不同。压力-温度曲线和扭矩曲线随阀座材料和单个阀门的设计而变化。
球阀的双向密封
上游和下游两侧的弹簧阀座允许阀门在两个方向上密封。因此，阀门可以安装在任何流动方向。
耳轴球阀适用于上下游流体的双向密封。
如果压力来自上游流向，则可能导致阀座损坏。不支承的聚四氟乙烯阀座在高速流体作用下会发生冷流动并被破坏。它们主要容易受到水流中的侵蚀或固体物质的影响。当需要浮动球阀时，提供高压(2000+ psi)逆流方向的所有压力和流量信息总是一个好主意。
阀体与支撑球体的阀杆保持在直线上的球阀结构是耳轴球阀。在这种结构中，球球面的中心线和阀杆直径的中心线是相同的。在工作条件下，球不会从这个位置移动，也不会向上或向下“浮动”。
通常情况下，身体中承载压力端负载的表面支撑着球。在球体的每一侧都有阀座，弹簧加载到球体中，使其成为真正的双向密封阀门。
在两个流向的全额定压力下测试耳轴结构是可能的，不会损坏软阀座
