球閥（ball valve），啟閉件（球體）由閥桿帶動，并繞球閥軸線作旋轉運動的閥門。硬密封V型球閥的V型球芯與堆焊硬質合金的金屬閥座之間具有很強的剪切力，特別適用于含纖維、微小固體顆粒等的介質。而多通球閥在管道上不僅可靈活控制介質的合流、分流及流向的切換，同時也可關閉任意通道而使另外兩個通道相連。本類閥門在管道中一般應當水平安裝。歷史上首個閥門設計應追溯到19世紀的John Wallen和John Charpmen的球形旋塞閥或球閥設計。球閥通常采用臥軸式，閥體一般采用鑄鋼制造，分為兩半組成，活門與閥軸可以制成整體，也可以分別制造裝配。根據驅動方式的不同，球閥可以分為氣動球閥、電動球閥和手動球閥。
在我國，球閥被廣泛的應用在石油煉制、長輸管線、化工、造紙、制藥、水利、電力、市政、鋼鐵等行業，在國民經濟中占有舉足輕重的地位。
簡史
發展背景
在遠古時期，為了控制河流和小溪的水量，人們使用了大石塊和樹干來阻擋或改變水流的方向。在中國戰國末年，秦蜀郡太守李冰采用了具有閥門功能的細竹筒來汲取鹵水汁制鹽，顯示出閥門的早期應用。此外，在埃及和希臘的古代文明中，也可以找到幾種原始閥門用于農業灌溉的證據。然而，古羅馬人因其復雜的水系統而被廣泛認為在農作物灌溉方面做出了突出貢獻，他們使用了旋塞閥、柱塞閥和逆止閥。到了文藝復興時期，著名的藝術家和發明家列奧納多·達·芬奇在其設計的大型水力項目中納入了閥門的設計，其中許多技術方案至今仍然具有實際意義。隨著歐洲鍛造技術和水利機械的進步，對閥門的需求也隨之增加，這催生了銅制和鋁制旋塞閥的出現，標志著閥門進入了金屬制造的時代。
歷史發展
閥門工業的現代歷程與工業革命緊密相連，并隨著其深化而不斷進化。自1705年紐康曼發明首臺工業蒸汽發動機起，對蒸汽機的控制需求應運而生。隨著1769年瓦特發明蒸汽機，閥門正式踏入機械工業領域，其中旋塞閥、安全閥、止回閥和蝶閥被廣泛采用。瓦特的這一創新標志著閥門在工業中的廣泛應用開始。在18至19世紀，蒸汽機廣泛應用于采礦、冶煉、紡織和機械制造等行業，推動了閥門在數量和質量上的快速增長，滑閥因此得以呈現。
球閥問世于20世紀50年代，隨著科學技術的飛速發展，生產工藝及產品結構的不斷改進，在短短的40年時間里，已迅速發展成為一種主要的閥類。
在20世紀60年代，隨著多個工業化國家的經濟繁榮，閥門制造業逐漸成為機械工業的重要組成部分。從60年代末到80年代初，一系列全球事件，包括舊殖民地國家的獨立、石油危機的出現以及各產油國對高利潤石油工業的投資，都極大地推動了國際閥門生產和貿易的快速增長。
相比之下，我國的閥門工業生產起步較晚。我們始于20世紀60年代的單座閥和雙座閥的研制，主要仿制蘇聯的產品。雖然由于當時機械工業的相對落后，產品存在一定的泄漏問題，但仍能滿足基本的工業生產控制需求。自70年代開始，隨著工業生產規模的擴大和對控制要求的提高，我國開始引進并仿制國外先進的控制閥產品，如帶平衡閥芯的套筒閥和偏心旋轉閥等。
進入80年代，我國改革開放政策的實施進一步推動了閥門工業的發展。我們開始引進國外同類產品的先進設計和工藝技術，以及加工設備，例如，生產出各種類型的套筒閥、偏心旋轉閥，開始研制精小型調節閥。隨著大型電站等工業項目的進行，也研制了各種電液執行機構、長行程執行機構等執行機構，以適應大推力和大推力矩、長行程等控制要求。使我國的閥門制造技術和產品質量得到了迅速提升。90年代，隨著對國外先進技術的不斷引進和消化，我國的調節閥工業開始飛速發展，填補了一些特殊工業控制的空白，大大縮短了與國際水平的差距。已經能按ISO國際標準、DIN德國標準、AWWA美國標準等國際標準設計制造各種閥門。
工作原理
球閥實際是旋塞閥的一種類型,因此它在工業中應用也很廣,故通常單列一類。球閥是以閥瓣為一正圓球體而得名,中間有一通孔,它的密封是靠固定在閥體內的軟密封環圈緊靠在光滑的閥瓣上而形成的,閥桿端部的扁方頭插在閥瓣的長方槽內，扳動手柄使閥桿轉動,帶動閥瓣圍繞與流體方向垂直軸轉動,接通時流體從閥瓣中間通過,達到切斷或接通介質流動的功能。
基本構造
球閥的構成,除閥體內無支承座外,其他和旋塞閥相同,,其閥體為球形,通常由兩個半球殼組成,其中一個半球殼較大可引人閥桿,閥堵為中間有一圓柱形通道的圓球體,嵌人閥體球殼里,兩半球殼用法蘭固定,小型球閥也可用螺紋固定,檢修時可以將球殼拆開,取出球形閥堵。閉合時球形閥堵的圓柱形通道與管軸線成90°垂直，閥桿的密封也采用填料函密封。
特點
球閥是一種機械閥門，以球形密封體作為啟閉件，通過繞軸線旋轉實現開啟和關閉。它不僅能改變管道內介質流動方向，還能有效調節介質流量。結構緊湊、密封性優良、開關輕便且壽命長，適用于多種場合。球閥具有結構簡單、開關迅速、操作便捷、體積小、重量輕、零部件少、流體阻力小等特點，但調節性能較差。其適用介質包括低溫、高壓及黏度較大的流體。具體表現為：通過90°旋轉即可完成啟閉狀態切換；便于遠距離的控制；密封性能可靠，其中軟密封類型可實現零泄漏，硬密封類型可耐受高壓及高溫環境。基于上述特性，球閥廣泛應用于石油、化工、給排水等領域的流體控制場景。
球閥的優點包括：
然而，球閥也存在一些缺點：
基本分類
電動球閥
電動球閥是由閥門電動裝置和閥門組合成一體的管道附件。它可以接受運行人員或自動裝置的命令，自動截斷或調節管道中的介質流量。電動裝置和閥門本身都是獨立的部件。為了保證電動閥門的工作性能良好，除了必須有性能良好的閥門電動裝置和閥門外，還應使二者能很好地協調工作。這里，我們從閥門操作特性入手，分析如何使電動裝置和閥門協調工作，以組成性能良好的電動閥門。電動閥門除應注意管道參數外，尚應特別注意其使用的環境條件，由于電動閥門中的電動裝置是一機電設備，其使用狀態受其使用環境影響很大。通常狀態下，電動球閥、蝶閥在以下環境使用要特別注意。
氣動球閥
典型的氣動控制閥結構包括閥體、閥桿、閥芯、閥座、彈簧和膜片等。其工作原理在于，當有壓縮空氣作用于膜片時，膜片會產生下壓動作，并通過彈簧的彈力實現平衡。這個過程中，膜片的位移通過傳動桿等連接件，使閥桿產生相應的移動，從而改變開啟面積的大小。一旦壓縮空氣進入閥門，閥桿會下移，導致閥門關閉，切斷水路或液路通道。這種閥門被稱為氣動閥門。另外，氣開式氣動閥門的工作原理與氣閉式相似，不同之處在于，當壓縮空氣進入閥體并作用于薄膜時，閥桿會下移，使閥芯和閥座分離，從而打開流體通道。因此，氣動控制閥通過壓縮空氣的作用來實現對流體的控制，具有重要的工業應用價值。
手動球閥
手動閥門是常見的設備和裝置用閥門，通過手柄或手輪操作。通常，順時針旋轉為關閉，逆時針為開啟，但操作前需確認啟閉標志。其設計基于正常人力，不允許使用杠桿或長扳手操作，以防損壞閥門或引發事故。對于大口徑或高壓閥門，需特別小心。損壞的手柄或手輪應及時更換，不能用活扳手替代。閘閥和截止閥在關閉或開啟到頭后需回轉一圈，以利操作和檢查。大口徑蝶閥、閘閥和截止閥設有旁通閥，用于平衡進出口壓差和減少開啟力矩。操作時，應先開旁通閥，再開主閥門。
浮動球球閥
浮動球球閥的球體是浮動的，在介質壓力作用下，球體能產生一定的位移并緊壓在出口端的密封面上，保證出口端密封。浮動球球閥的結構簡單，密封性好，但球體承受工作介質的載荷全部傳給了出口密封圈，因此要考慮密封圈材料能否經受得住球體介質的工作載荷，在受到較高壓力沖擊時，球體可能會發生偏移。這種結構，一般用于中低壓球閥。
固定球球閥
固定球球閥的球體是固定的，受壓后不產生移動。固定球球閥都帶有浮動閥座，受介質壓力后，閥座產生移動，使密封圈緊壓在球體上，以保證密封。通常在與球體的上、下軸上裝有軸承，操作扭距小，適用于高壓和大口徑的閥門。為了減少球閥的操作扭矩和增加密封的可靠程度，近年來又出現了油封球閥，即在密封面間壓注特制的潤滑油，形成一層油膜，既增強了密封性，又減少了操作扭矩，更適用于高壓大口徑的球閥。
彈性球球閥
彈性球球閥即軌道球閥，球閥的球體是彈性的。球體和閥座密封圈都采用金屬材料制造，密封比壓很大，依靠介質本身的壓力已達不到密封的要求，必須施加外力。這種閥門適用于高溫高壓介質。彈性球體是在球體內壁的下端開一條彈性槽而獲得彈性，當關閉通道時，用閥桿的楔形頭使球體漲開與閥座壓緊達到密封。在轉動球體之前，先松開楔形頭，球體隨之恢復原形球體與閥座之間出現很小的間隙，可以減少密封面的摩擦和操作扭矩。
V形球閥
這種球閥屬于固定球閥，也是單閥座密封球閥，調節性能是球閥中最佳的，流量特性是等百分比的，可調比達100:1。它的V形切口與金屬閥座之間具有剪切作用。特別適用于含纖維、微小固體顆粒、料漿等介質。
三通球閥
三通球閥有T形和L形。T形能使三條正交的管道相聯通和切斷第三條通道，起分流、合流作用。L形只能連接相互正交的兩條管道，不能同時保持第三條管道的相互連通，只起分配作用。
技術參數
球閥的應用范圍很廣，從真空到高壓均可應用，根據JB1683一75之規定，適用于公稱壓力PN1.6~6.4MPa，公稱通徑DN10~700mm的工業管道。
參考資料：
應用領域
工業領域
球閥廣泛用于核島系統中如反應堆冷卻劑系統、反應堆硼和水補給系統、反應堆堆腔換料和乏燃料水池處理和冷卻系統、硼回收系統和廢液處理系統等。按驅動形式上分，有手動球閥(如:大亞灣核電廠閥門RCP391/392/393VP),也有電動球閥(如大亞灣核電廠閥門EAS126/145/146VR)和氣動球閥(如大亞灣核電廠閥門TEPO25/026VP)。
天然氣領域
LNG主要成分為甲烷、乙烷、丙以及少量氮氣，它是一種無色、無味和無腐蝕性的低溫液體，密度比空氣小，安全性比較高，燃燒后二氧化硫和粉塵排放量幾乎為零，因此作為一種清潔能源被廣泛使用。由于它分子量小、黏度低、滲透性強等性質，易于泄漏和擴散，因此在LNG的生產、運輸以及接收過程中，用于切斷、止回和調節的閥門對系統的安全可靠運行具有至關重要的作用。目前，用于LNG關鍵設備中關斷的閥門有閘閥、截止閥、蝶閥和球閥四類。由于球閥的結構簡單、可靠性高、壽命長而且開關迅速，尤其是相比于其他類型的閥門具有流動阻力小的優點，因此被廣泛應用。由于LNG的球閥在低溫環境下工作，對其密封性能有較高的要求。球閥密封性能是決定其質量優劣的重要指標，因此對低溫球閥密封結構研究一直是本領域的重點和熱點。
農業領域
多功能球閥是一種理想的裝置，用于低壓管道灌溉系統中，具有調壓、給水、排氣等多種功能。它利用力原理，通過水的上下升降來漂浮充氣橡塑球，實現管道自動排氣、自動止水、調壓及制動給水。該閥實現了多項自動功能，有效解決了管道運用中的多種不利因素，如空氣排出、水錘現象及限制管道極限壓力等。其局部阻力系數為3.3~3.6，限制管道壓力為111.5kg/cm。與壓力水池相比，每個應用球閥可節約投資200元左右，與調壓、給水、排氣等裝置單設相比，每個系統可節約投資近300元，單井系統總計可節約投資近500元。
食品加工業
食品加工業是球閥的主要應用之一，因為產品灌裝等操作需要在整個過程中保持調節流量。
發展趨勢
高參數
例如更高壓力、更高溫度或極低溫度以及耐磨損、耐沖刷、耐腐蝕的方向發展，以及在特殊的工業領域中的應用。例如，隨著油氣工業的發展急需LNG球閥與海底球閥。
集成化處理
閥門集成化處理亦是大勢所趨，以滿足特定流程的需求。例如，HIPPS系統、高壓水泵出口的最小流量閥等，均是止回閥與旁通調節閥的組合，控制閥集成系統，以及海底閥門撬裝等。
標準規范
設計標準
國際標準
ANSIASME B16.10-2017《閥門結構長度》
API6D-2016《管道和管道閥門規范(23版)》
ANSIASME B16.5--2017《管法蘭和法蘭管件標準》
ANSI/ASME B16.34--2017《法蘭、螺紋和焊連接的閥門》
ANSIASME B16.47--2017《大口徑鋼制管法蘭》
中國標準
GB/T 12220-2015《工業閥門標志》
GB/T 12222--2005《多回轉閥門驅動裝置的連接》
GB/T 12223--2005《部分回轉閥門驅動裝置的連接》
GB/T 12237--2007《石油、石化及相關工業用的鋼制球閥》
HG/T 20592--2009《鋼制管法蘭(PN系列)》
GB/T 13402--2019《大直徑鋼制管法蘭》
HG/T 20615--2009《鋼制管法蘭(Class 系列)》
JB/T 5300--2008《工業用閥門材料選用導則》
檢驗標準
國際標準
1S0 10497--2010《閥門試驗 耐火試驗要求》
IS0 5208--2008《工業閥門 金屬閥門的壓力試驗》
ANSIFCI 70-2-2013《調節閥閥座泄漏量標準》
ANSIIS 75.02.01--2008《調節閥流量試驗方法》
API598--2016《閥門的檢查與試驗》
API 607--2016《轉1/4 周閥門和非金屬閩座閥門的耐火試驗》
中國標準
GB/T 13927--2008《工業閥門 壓力試驗》
JB/T 8861--2017《球閥靜壓壽命試驗規程》
JB/T 7928--2014《工業閥門供貨要求》
JB/T 7927--2014《閥門鑄鋼件外觀質量要求》
JB/T 6439--2008《閥門受壓件磁粉探傷檢驗》
JB/T 64402008《閥門受壓鑄鋼件射線照相檢驗》
JB/T 6902-2008《閥門液體滲透檢測》
JB/T 6903--2008《閥門鍛鋼件超聲波檢查方法》
JB/T 7248-2008《閥門用低溫鋼鑄件技術條件》
相關公司
艾默生（EMERSON）
艾默生于1890年在美國圣路易斯市成立，當時是一家電機和風扇制造商。經過100多年的努力，艾默生已經由一個地區制造商發展成為一個強大的全球技術解決方案提供商。
弗洛控制有限公司（FloControl）
弗洛控制有限公司成立于2009年，提供液體循環加熱閥門和管道產品，這些產品可提供優越的室內氣候，同時減少供暖和制冷系統的資本、安裝、調試和運行成本以及建筑物的碳足跡。FloControl擁有超過13年成功為英國最負盛名的建筑服務項目提供精心設計的液體循環加熱閥門解決方案的經驗，現已將其范圍擴展到專用應用和支持服務，為液體循環加熱系統提供集成方法。
Fortune Valve
Fortune Valve（以及 Fortune Group of Companies）30多年來一直是全球優質閥門生產商。Fortune Valve 是一家家族企業，總部位于臺灣臺北市。我們在臺灣擁有兩家制造工廠，在中國大陸擁有三個制造工廠。Fortune是一家垂直整合的公司，這是Fortune Valve提供具有價格競爭力的產品的唯一原因。自1981年成立以來，Fortune一直踐行這一理念，除了最高的質量標準之外，從未在任何方面做出妥協。Fortune Valve的品牌在全球各個行業都受到廣泛尊重。財富閥門團隊致力于為我們的客戶帶來品質和價值。Fortune Valve提供卓越的產品設計并致力于卓越的制造。
海蒂瑪（HaiTiMa）
海蒂瑪球閥制造商成立于1984年，資本2500萬美元。多年來“完美”一直是我們追求的唯一目標。為了讓客戶滿意，海蒂瑪不斷努力，通過質量保證體系追求完美，這使海蒂瑪獲得了ISO9001、PED、PESR、DNV、ABS、Lloyd's、BV海事證書、AD2000、CRN注冊、REACH，RoHS。憑借堅持與努力，海蒂瑪已成為臺灣及大陸閥門管件的龍頭企業之一。海蒂瑪的組織致力于為客戶提供各方面最好的服務。海蒂瑪堅信，客戶給予的友誼和信任是海蒂瑪的寶貴財富。
參考資料 >
球閥市場規模和份額分析-增長趨勢和預測(2023-2028).mordorintelligence.2023-12-01
閥門的歷史.fluidcontrolsolutions.2023-12-01
球閥.riyuzaixianfanyi.2023-12-01
Just a moment....艾默生.2023-12-01
Just a moment....艾默生.2023-12-01
Commissioning ultra-low flow HVAC systems.flocontrol.2023-12-01
FortuneValves.fortunevalve.2023-12-01
Quality certification.haitima.2023-12-01
球閥的發展趨勢.laparvalve.2023-12-01