球阀是当今世界市场上最受欢迎的四角阀之一，有多种类型可供选择。然而，所有球阀的工作方式都是一样的:一个球体打开和关闭，使流体通过阀门。
我们将研究球阀的四个关键部件:
- 浮动原则
- 密封
- 设计和测试
- 双向密封
球阀中的浮动原理
从历史上看，工程师们在设计球阀时都采用了由塑料材料制成的软阀座，以便对漂浮的球形成严密的密封。球阀浮动原理是指阀门内部发生三种情况:
- 球自由漂浮，不附着在阀杆上。
- 在压力下，球应该移动到下游阀座，并形成适合密封软阀座材料的预设。
- 阀座将在最高操作压力下发挥最佳密封性能。
密封
在设计球阀其中最重要的一个方面是控制所有金属零件的尺寸，表面光洁度和彼此之间的公差。此外，球必须是完美的圆形，并具有适合密封软聚四氟乙烯材料，或较硬的阀座，如加强聚四氟乙烯，peek或金属。
任何密封设计的秘密都是获得局部变形(即在阀座接触点屈服)，并填补金属球和软阀座之间的空隙。如果没有这种局部屈服，就无法获得无气泡或真空性能。
球阀设计与试验“，
大多数浮式球阀都要经过1.5倍于ANSI额定压力的水力壳测试。阀门软座测试在关闭位置的压力为80或100psi。
(注意: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，重要的是要使球阀处于开启位置。)
大多数较小的通径(1/4”- 3”)浮动球阀，无论是焊接端连接还是螺纹端连接，其额定压力均为WOG(水、油或气)或MAWP(最大允许工作压力)。MAWP或WOG压力额定值被认为是正常环境温度下的不超过压力。
在大多数软阀座阀门中，存在一个压力-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超过这些极限的热循环能力决定了这一点。阀座必须足够坚固和足够厚，以承受流体动力的影响，而不会折叠或变形。
每个阀座设计因其用途、材料强度和物理化合物而异。压力-温度曲线和扭矩曲线随着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，在安装过程中阀门可以朝向任何流动方向。
耳轴球阀配置双向密封，适用于上游和下游流动。
如果压力来自上游流动方向，则可能导致阀座损坏。无支撑的聚四氟乙烯阀座会冷流动，并在高速流体作用下被破坏。它们主要容易受到水流中的侵蚀或固体的影响。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始终是一个好主意。
阀体与支撑球的阀杆在同一直线上的球阀设计为耳轴球阀。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。在操作条件下，球不会从这个位置移动或“漂浮”向上或向下。
通常情况下，球体中一个承载压力端载荷的表面支撑着球。在球的每一侧都有弹簧装入球内的阀座，使其成为真正的双向密封阀。
在两个流动方向的额定压力下测试耳轴设计是可能的，没有任何软阀座损坏
