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球阀是由旋塞阀演变而来，它具有相同的旋转 90 度提动作。球阀只需要用旋转 90 度的操作和很小的转动力矩就能关闭严密。完全平等的阀体内腔为介质提供了阻力很小、直通的流道。
球阀的主要特点是本身结构紧凑，易于操作和维修，适用于水、溶剂、酸和天然气等一般工作介质，而且还适用于工作条件恶劣的介质，如氧气、过氧化氢、甲烷和乙烯等。球阀阀体可以是整体的，也可以是组合式的。
球阀的关闭件是个球体，它是球体绕阀体中心线作旋转来达到开启、关闭的一种阀门。球阀在管路中主要用来切断、分配和改变介质的流动方向。球阀是近年来被广泛采用的一种新型阀门。其有众多优点，如下：
- 具有最低的流阻（实际为 0）；
- 因在工作时不会卡住（在无润滑剂时），故能应用于腐蚀性介质和低沸点液体中；
- 在较大的压力和温度范围内，能实现完全密封；
- 可实现快速启闭，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；
- 球形关闭件能在边界位置上自动定位；
- 在全开和全闭时，球体和阀座的密封面与介质隔离，因此高速通过阀门的介质不会引起密封面的侵蚀；
- 结构紧凑、重量轻，可以认为它是用于低温介质系统的最合理的阀门结构；
- 阀体对称，尤其是焊接阀体结构，能很好地承受来自管道的压力；
- 关闭件能承受关闭时的高压差；
- 全焊接阀体的球阀，可以直埋于地下，使阀门内件不受浸蚀，最高使用寿命可达 30 年，是石油、天然气管线最理想的阀门。
球阀按结构形式可分为：
1. 浮动球球阀
球体是浮动的，在介质压力作用下，球体能产生一定的位移并紧压在出口端的密封面上，保证出口端密封。
浮动球球阀的结构简单，密封性好，但球体承受工作介质的载荷全部传给了出口密封圈，因此要考虑密封圈材料能否经受得住球体介质的工作载荷。这种结构，广泛用于中低压球阀。
2. 固定球球阀
球体是固定的，受压后不产生移动。固定球球阀都带有浮动阀座，受介质压力后，阀座产生移动，使密封圈紧压在球体上，以保证密封。通常在与球体的上、下轴上装有轴承，操作扭距小，适用于高压和大口径的阀门。
为了减少球阀的操作扭矩和增加密封的可靠程度，近年来又出现了油封球阀，既在密封面间压注特制的润滑油，以形成一层油膜，即增强了密封性，又减少了操作扭矩，更适用高压大口径的球阀。
3. 弹性球球阀
球体是弹性的。球体和阀座密封圈都采用金属材料制造，密封比压很大，依靠介质本身的压力已达不到密封的要求，必须施加外力。这种阀门适用于高温高压介质。
弹性球体是在球体内壁的下端开一条弹性槽，而获得弹性。当关闭通道时，用阀杆的楔形头使球体涨开与阀座压紧达到密封。在转动球体之前先松开楔形头，球体随之恢复原原形，使球体与阀座之间出现很小的间隙，可以减少密封面的摩擦和操作扭矩。
球阀按其通道位置可分为：直通式、三通式和直角式。后两种球阀用于分配介质与改变介质的流向。
其众多特点使得球阀已广泛应用于石油、化工、发电、造纸、原子能、航空、火箭等各部门，以及人们日常生活中。