一、结构原理

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° 实现开启和关闭的目的。

二、优点

1、流阻力小

球阀一般有缩径和不缩径通道两种结构。无论哪种结构，球阀的流阻系数都比较小。特别是所谓全流量型，即不缩径的球阀，由于其通道直径等于管道内径，局部阻力损失只有同等长度管道的摩擦阻力，即在所有阀门中，这种球阀的流阻最小。在火箭发射及其试验系统中，要求输送管道的阻力越小越好。

2、开关快

由于球阀在一般情况下只需手柄转动 90° 就完成了全开或全关动作，很容易实现快速启闭。可实现的快速启闭，某些结构的启闭时间仅为 0.05～0.1s，以保证能用于试验台的自动化系统中。快速启闭阀门时，操作无冲击。

3、密封好

目前，绝大多数球阀的阀座都是用聚四氟乙烯等弹性材料制造，金属与非金属材料组成的密封副，通常称为软密封。一般说来，软密封的密封性容易保证，而且对密封表面的加工精度与表面粗糙度要求也不很高。

4、球阀使用寿命长

由于聚四氟乙烯有良好的自润滑性，与球体的磨擦磨损小，而且由于球体加工工艺的改进，使粗糙度降低，从而提高了球阀的使用寿命。据报道，美国 W-K-M 公司在试验室内对球阀进行寿命试验，开关次数超过 10 万次。

三、缺点

调节精度低：半开时介质流速高达 30m/s，易冲刷密封面，不能替代截止阀做精准流量调节。

大口径成本高：DN300 以上球阀成本比同口径闸阀高 40%~60%，因大尺寸球体锻造工艺复杂。

高温高压受限：软密封球阀（PTFE）耐温≤200℃，高温易老化；金属密封球阀在 40MPa 以上高压下，球体易变形导致密封磨损加快。

四、选型指南

一、介质特性优先原则

1、腐蚀性介质（酸碱、溶剂等）：优先选 316 不锈钢或衬氟球阀（PTFE 内衬），避免阀体被腐蚀穿孔。例如 30% 盐酸管道，用铸铁球阀 3 个月就会泄漏，换成衬氟球阀可耐用 3 年以上。

2、含颗粒 / 杂质介质（污水、矿浆等）：必须选 V 型球阀（球体带 V 型切口）或耐磨球阀（球体喷焊硬质合金），普通球阀会被颗粒卡堵或冲刷密封面。

3、高粘度 / 易凝固介质（沥青、糖浆等）：选全通径 + 保温夹套球阀，确保介质流动顺畅，避免滞留凝固。

二、工况参数匹配原则

1、压力匹配：低压（≤10MPa）用浮动球球阀（结构简单、成本低）；高压（≥16MPa）必须用固定球球阀（球体固定，抗高压能力强）。例如天然气长输管线（40MPa），用固定球球阀才能保证密封安全。

2、温度匹配：常温（≤80℃）用橡胶密封；中温（80~200℃）用 PTFE 密封；高温（＞200℃）强制用金属密封（如不锈钢对硬质合金）。软密封球阀超温使用会导致密封件熔化，这是化工车间常见的 “低级错误”。

3、口径匹配：DN300 以下可按需选全通径或缩径；DN300 以上必须选全通径（缩径会增加流阻，长期能耗成本更高）。

三、功能需求适配原则

1、操作频率：手动球阀适合每天开关≤3 次的场景（如家用燃气阀）；频繁操作（如水处理厂每小时开关 10 次）需选气动 / 电动球阀，减少人工成本。

2、控制精度：仅需通断选 O 型球阀；需粗略调节流量选 V 型球阀（调节精度 ±10%），但别指望球阀实现截止阀级别的精准调节。

3、特殊场景：防爆车间用气动球阀 + 隔爆电磁阀；食品医药行业用卫生级球阀（镜面抛光，无死角）；紧急切断场景（如 LNG 储罐）选带弹簧复位的气动球阀（断电自动关闭）。