球閥啟閉件是一個(gè)球體，利用球體繞閥桿的軸線進(jìn)行90°旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)開(kāi)啟和關(guān)閉的功能。球閥在管道上主要用于切斷、分配和改變介質(zhì)流動(dòng)方向，設(shè)計(jì)成V形開(kāi)口的球閥還具有良好的流量調(diào)節(jié)功能。
優(yōu)點(diǎn)是具有最低的流阻，在較大的壓力和溫度范圍內(nèi)，能實(shí)現(xiàn)完全密封，并可實(shí)現(xiàn)快速啟閉，有些氣動(dòng)或液動(dòng)的球閥啟閉時(shí)間僅為0.05-0.1S。在全開(kāi)和全關(guān)時(shí)，球體和閥座的密封面與介質(zhì)隔離，因此高速通過(guò)閥門(mén)的介質(zhì)不會(huì)引起密封面的侵蝕。結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕。
由于軟密封球閥最主要的閥座密封圈材料是聚四氟乙烯，該密封材料對(duì)幾乎所有的化學(xué)物質(zhì)都是惰性的，且具有摩擦因數(shù)小、性能穩(wěn)定和密封性能優(yōu)良的綜合性特點(diǎn)。但聚四氟乙烯的物理特性，包括較高的線脹系數(shù)，對(duì)冷流的敏感性和不練的熱傳導(dǎo)性，耐溫性的限制，尤其是抗輻照老化性能差，因此要求閥座密封的設(shè)計(jì)必須考慮這些特性，有些工作場(chǎng)合選用球閥時(shí)，也可考慮采用金屬硬密封球閥。
公稱尺寸DN6-350；公稱壓力PN10-145；工作溫度-196—500℃。該閥在核島系統(tǒng)中約占所用閥門(mén)總數(shù)的12.8％。在核電廠中，上裝式球閥由于便于維修而獲得較多應(yīng)用。
固定球閥閥體從主閥體，左、右兩個(gè)副閥體組成，球體是一個(gè)上端有軸頸，下端有一軸孔的球體，閥體上不有一個(gè)填料箱，與球體軸頸相接處有一個(gè)滑動(dòng)軸承，球體下端有一個(gè)軸孔，裝有滑動(dòng)軸軸承套，閥體底部有一個(gè)軸承插入球體下端的軸孔內(nèi)。這樣球體被保持在回轉(zhuǎn)中線上，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生偏移。球體兩側(cè)對(duì)稱地有兩個(gè)浮動(dòng)的閥座組件，這一閥座組件由金屬座圈，鑲嵌在座圈內(nèi)PTFE密封環(huán)，外緣上的橡膠O形圈和背面螺旋彈簧等組成。當(dāng)閥門(mén)關(guān)閉時(shí)，介質(zhì)力作用在密封座的組件上，使閥座與球體接觸，產(chǎn)生接觸應(yīng)力，獲得有效的密封。閥桿與填料箱體由O形橡膠圈密封。
固定球球閥的結(jié)構(gòu)比浮動(dòng)球球閥復(fù)雜得多，其原理是介質(zhì)壓力推動(dòng)閥座組件作用在球體上產(chǎn)生接觸應(yīng)力來(lái)獲得密封，球體回轉(zhuǎn)中線軸線不發(fā)生偏移，閥座的組件是浮動(dòng)的，所以稱之為固定球-浮動(dòng)閥座結(jié)構(gòu)。由于介質(zhì)作用力是作用在一個(gè)環(huán)形面積上，其介質(zhì)推力遠(yuǎn)小于浮動(dòng)球球閥介質(zhì)的作用力，所以固定球球閥結(jié)構(gòu)適用于高壓大口徑，其適用的范圍壓力級(jí)為Class150-2500，閥門(mén)通徑為NPS2-60.對(duì)于采用PTFE、增強(qiáng)PTFE、尼龍、PEEK等高分子材料作密封環(huán)的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)中仍然要滿足密封比壓q大于必需的密封比壓qb，小于材料的許用比壓[q]，即qb≤q≤[q]。
由此可見(jiàn)，與浮動(dòng)球球閥比較，固定球球閥特征如下：
①球體和閥座組合后的尺寸是一個(gè)自由尺寸，并不像浮動(dòng)球球閥結(jié)構(gòu)形成一個(gè)封閉尺寸鏈。因此，其密封性能在結(jié)構(gòu)上不受溫度和壓力波動(dòng)的影響；
②同樣世界之窗自密封的原理，但固定球球閥的介質(zhì)力是作用在閥座的環(huán)形面積上，比浮動(dòng)球球閥介質(zhì)力作用在整個(gè)通道截面顯然要小得多，而且可以通過(guò)合理的設(shè)計(jì)來(lái)予以控制，所以這種結(jié)構(gòu)適用于NPS60以下，壓力等級(jí)適用于Class2500以下的所有球閥規(guī)格，成為球閥發(fā)展中重要的一個(gè)結(jié)構(gòu)形式；
③基于上述的同樣理由，球閥的操作力矩亦比浮動(dòng)球球閥小；
④其結(jié)構(gòu)比浮動(dòng)球球閥復(fù)雜，重量大，價(jià)格也比同規(guī)格浮動(dòng)球球閥貴；
⑤可以設(shè)計(jì)成全通徑、標(biāo)準(zhǔn)通徑和縮徑，具有較大流通能力和較低的流阻系數(shù)。
浮動(dòng)球球閥的設(shè)計(jì)范圍受到通徑和壓力級(jí)的限制，這樣就促進(jìn)固定球球閥結(jié)構(gòu)的發(fā)明?！肮潭ㄇ蚯蜷y”一詞的翻譯是不十分確切的，英文“trunnionmounted ball valve”準(zhǔn)確的譯文應(yīng)是“支軸球球閥”，球體上帶有兩個(gè)支承軸的球閥。這一結(jié)構(gòu)的球閥，大大拓展了球閥的壓力等級(jí)和通徑。下面討論其密封原理。
固定球閥的啟閉件是一個(gè)帶兩個(gè)支承軸的球體，中間有一個(gè)與管道通徑相等通道，兩側(cè)有兩個(gè)浮動(dòng)的閥座，球體回轉(zhuǎn)時(shí)不偏離球體上支承軸的軸線，支承軸由上下兩滑動(dòng)軸承支撐，閥座是浮動(dòng)的，在介質(zhì)力作用下，推向球體產(chǎn)生一個(gè)接觸應(yīng)力，以獲得可靠的密封。同浮動(dòng)球球閥一樣，閥門(mén)從開(kāi)啟至關(guān)閉，或者從關(guān)閉至開(kāi)啟回轉(zhuǎn)90°角行程。
