球阀是近年来应用的阀门，也是国内阀门专家重点研究的阀门。球阀现已成为常用阀门，它在航天、石油、化工、长输管线、轻工、食品等方面得到广泛的应用，在高压、小通径方面优势更为突出。

但是高压球阀的设计除了与其他阀门有共同的问题以外，尚有二个难点需要解决：一个是保，高压下阀座受到很大压力的挤压，很难保证长寿命下的密封性能；高压工作中开启阀门的操作扭矩大，操作人员开关不方便，装执行机构成本也增加很多。

如何解决这些难题？首先，我们了解几种常用阀门的结构特点：

浮动球球阀的主要优点是结构简单、制造方便、成本低廉、工作可靠，但压力较高时，操作转矩很大。而固定球球阀工作时，阀前流体压力在球体上所产生的作用力全部传递给轴承，阀座不会承受过大压力。固定球球阀的转矩小，阀座变形小，密封性能稳定，适用于高压、大通径的场合。本装配调试好后，密封面上的预紧力也就固定了，这样当阀座磨损以及塑性残余变形后，密封比压就会降低．弹性阀座除了与普通阀座一样，在预紧力或流体压力作用下，阀座产生弹塑性变形而达到密封外，还由于阀座本身的特殊结构或借助于弹性元件如金属弹性骨架、弹簧等，在预紧力或流体压力下产生弹性变形，以补偿温差、压力、磨损等变化。高压情况下，介质流速很快，特别是阀门刚开启或关闭瞬间，在高速冲击下，如采用整体型弹性阀座很容易损坏，甚至阀座被切断、冲掉．对于高压球阀，阀座的设计非常关键。

高压球阀主要由上阀杆、右阀体、凸轮、球体、键、阀座、软密封、下阀杆、板弹及左阀体等组成。该阀采用软密封结构，这是因为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高。阀座密封部分采用碳纤维增强聚四氟乙烯，其周围的金属阀座用来固定聚四氟乙烯，设计时让阀座密封部分高出周围金属部分约0.5mm。这样阀座使用比压大大地超过四氟乙烯许用比压时，球阀仍能正常使用，而且阀座密封部分暴露很少，不容易损坏和吹出。阀门采用板弹结构，其工作原理与碟型弹簧阀座相似，特点是结构简单、紧凑。板弹的制造比碟型弹簧简便，如果阀门有防腐要求，可以方便地采用不锈钢材料制造。阀座与球体之间存在很大的密封比压，阀门开关时，很容易导致密封面损坏，使阀门泄漏或卡死。为了降低阀座与球体的磨损，本阀采用特殊的凸轮机构。阀关闭时，阀座靠介质压力和板弹的预紧力紧压在球体上，阀座上的软密封部分起到密封作用。阀门由关至开过程中（逆时针旋转），阀杆开始转动时，只有凸轮、键随阀杆一起转动，当阀座在凸轮的作用下脱离球体后，阀杆继续转动，靠键带动球体转动使阀开启，从而避免开启过程中阀座上密封部分的磨损。

阀开启时，阀座在凸轮的作用下脱离球体，此时阀座的软密封部分不起密封作用．阀门由开至关过程中，球体转动的同时，凸轮也随球体一起转动，到阀关闭时，阀座紧压在球体上．这样阀的使用寿命大大提高，也减小了操作力矩。

按照上述工艺设计的高压球阀充分利用了软密封阀座的优点，同时通过巧妙的结构设计，使阀座只在阀关闭状态下与球体紧密接触，而在开和关过程中与球体不接触。这样大大地提高了软密封阀座的寿命，并减小了启闭球阀的力矩。