甲 浮球阀是球阀具有不受支持球-使得在阀腔中的球移动，以帮助密封该管线压力-比两个座位其搁置在其他。
无论阀座是由金属，塑料还是其他材料制成，球阀性能的关键都是密封设计。球阀性能的另一个重要功能是阀杆密封设计。典型的浮球阀使用软阀座（例如PTFE（一种称为聚四氟乙烯的塑料，也称为Teflon）或TFM（PTFE的改良版本，也称为TFM 1600））来密封管路压力。TFM与PTFE相比，在压力/温度方面略有优势。PTFE和TFM均以其相当高的温度和压力性能而著称，是阀座材料的理想选择。但是，两者都没有很好的记忆力。一旦座椅被压缩或变形，材料将无法恢复其原始形状。
浮球阀如何工作
关闭的阀上的压力不仅作用在球的上游侧，而且作用在上游阀座的后侧。该力的结果将球和上游阀座朝下游阀座的方向推动（见图1）。该力可导致下游阀座的弹性变形和塑性变形。极端塑性变形的出现导致阀座的局限性。
图1.压力将球和上游阀座朝下游阀座的方向推动。
弹性变形是在阀座设计中设计的预期临时变形，它利用设计中存储的能量临时改变其形状，以在压力和温度波动时改善密封性能。
塑性变形是由于压缩或极端压力和温度导致的座椅永久变形。这有时被称为“冷流”。再次，这定义了座椅设计和材料的局限性。
阀座技术
浮球阀设计中使用了两种不同类型的阀座技术：果酱阀座和柔性阀座，也称为通电阀座。
许多早期的商用球阀设计以及今天使用的一些设计，都取决于果酱阀座的设计。这种密封是通过在阀座设计中使用过多的材料而产生的，从而将球（在组装过程中）轻微“塞住”到阀座中，这导致阀座被压向球和车身内壁（见图2）。由于塑性变形，座椅的压缩或预设由此损害了座椅。尽管这种塑性变形很小，但需要对阀座进行压缩才能实现紧密密封。这样可以在低压应用中进行密封，并且随着压力的增加，球会被迫进入下游阀座，从而导致密封更加紧密。
图2.预设前后的卡纸座
同样在这种类型的设计中，由于压缩，阀座已经形成了一些轻微的塑性变形，因此，如果上游压力大大增加，则由于球更硬地推入下游阀座，它将导致更多的塑性变形。只要压力保持在较高水平，这就不成问题，但是如果压力降低，则很可能会发生泄漏，因为阀座不会恢复到其原始形状，这意味着它已经“冷流了”。卡纸座没有压力补偿。
与卡纸座椅有关的另一个问题是温度波动。热膨胀是材料在加热时通常体积的增加。通常表示为每单位温度变化的长度或体积的分数变化。将系数应用于给定材料，以比较从一种材料到另一种材料的热膨胀率。该速率称为材料的热膨胀系数。通常，为固体给出线性膨胀系数，而为液体和气体给出体积系数。
如果球阀中的温度升高，则钢体和球会膨胀；但是，PTFE或TFM阀座的膨胀速度要高得多-可能是其周围金属速度的八倍。如果温度变化足够高，则卡纸座将产生超出其原始形状的更多塑性变形。如果阀门随后被冷却，则额外变形的阀座收缩很可能会导致泄漏。卡纸座也没有热补偿。
当受到磨损时，球阀中的牺牲元素就是阀座。座位价格合理。但是，在高循环条件下，根据截止压力和阀门尺寸，果酱阀座会很快磨损。卡纸座也没有磨损补偿。
所有塑料都有一个弹性行为区和一个塑性行为区。目的是利用弹性行为区来使用存储的能量，就像跳水板一样。
电动座椅有许多不同的设计。同样，带电座椅可以利用设计中设计的储能，通过利用设计中内置的弹性变形来补偿压力，热补偿和磨损的变化。例如，一种用于在座椅中获得内置能量的流行设计是对座椅的内径进行整形，使其具有柔性。除此设计外，在阀体与阀座外边缘之间还包括一个挠曲区（见图3）。在阀的最终组装期间发生的初始预设，或者是对阀座施加压力，以使阀座弯曲到弯曲区域中，从而存储弹性能量。此设计利用了设计中内置的弹性变形，因此减少了由于压力，热膨胀和磨损增加而引起的塑性变形的机会。只要在挠曲区域中阀座和阀体之间有一定的间隙，阀座就会弯曲而不是冷流。
图3.预设之前的灵活座椅
卡纸座设计也使用预设，但是在这种情况下，设计中没有弯曲区域，仅使用塑性变形进行密封。
浮动球阀内的密封
对于果酱阀座设计和弹性阀座设计，在新阀中，只要上游压力不会使球超过有效预设值，就会发生上游密封。随着上游压力的增加，它会迫使球和上游阀座沿下游阀座的方向移动，从而使球更紧地压向下游阀座，从而使阀紧密关闭。发生这种情况时，阀体与上游阀座后部之间将形成间隙。这允许上游压力准确地进入阀腔（请参见图4）。
图4.出于说明目的，放大了上面所示的球/座运动距离（与所示座椅的尺寸相比）。根据阀的大小和上游压力的大小，移动实际上很小。
使上游压力与空腔中的压力相等具有多个优点。它减少了摩擦，最大程度地减少了座椅损坏，并提供了更低的工作扭矩。如果阀门是自动化的，则将导致执行机构更小，成本更低。
浮动球阀是下游的密封装置。该阀具有两个阀座，只是为了使其双向。这意味着，无论以哪种方式将其安装在管道中，两侧的工作原理都相同。但是，如前所述，只要上游压力不会使球移动超过新阀上的有效预设值，上游密封就会发生。但是，随着阀的磨损，设计的有效预设值会降低，因此，即使在较低压力下，上游压力也更容易进入阀腔。
为了帮助并确保上游压力进入模腔以平衡压力，在阀座的外边缘开有径向凹槽（请参见图5）。径向凹槽仅影响上游阀座的密封，因为下游阀座被球压入内部阀体内，在下游阀座的背面发生密封。径向凹槽不会使阀门单向。由于两个阀座相同，因此阀保持双向。阀门内部产生的力也相同，使阀门保持双向。
图5.径向凹槽以确保压力平衡
热流体膨胀
在浮球阀中，两个阀座之间形成的腔是用于压力增加的绝对理想的安全壳。出人意料的是，由于热膨胀，与被困的不可压缩物的温度升高相关的压力升高幅度很大。在没有华氏度的情况下，普通水的温度每升高1华氏度，压力就会升高约100 psi。例如，10˚F将使压力升高约1000 psi。并且，最常见的液体的压力/温度关系为每华氏度约90至110 psi。实际上，ANSI B16.34第2.3.3节“热流体膨胀”指出：“用户有责任提供或要求提供设计手段，
球阀制造商有几种解决热流体膨胀引起的模腔压力增加的问题的方法。当阀处于打开位置时，可以通过在阀杆槽的顶部到球的流路钻一个小孔，轻松地释放球，阀座和阀体在腔中产生的任何压力。腔体压力很容易通过阀杆槽中的孔从腔体中逸出并推出阀的下游侧。然而，当球处于关闭位置时，要使腔室排气要困难得多。实现此目的的一种方法是在球上钻另一个孔，以便当阀处于关闭位置时，排气孔指向上游，从而向上游排放捕获的介质，同时防止阀向下游泄漏（请参见图6）。虽然排气孔无疑是防止腔体压力增大的合适方法，但它也使阀门成为单向阀。这是采用果酱阀座设计的阀能够排出腔体压力的唯一方法。
图6.为了防止腔体压力增加，当阀门处于关闭位置时，在上游放置一个排气孔。然而，这使得阀是单向的。
使用通电阀座设计的阀具有阀座前后弯曲的能力。腔体泄压将采用阻力最小的路径。现在增加的模腔压力大于上游压力，将迫使上游阀座移离球体并向上游压力侧弯曲或弯曲并向上游排气。腔体压力恢复到正常状态仅需要少量的压力释放。一些制造商将其称为上游阀座的“打””效果，而另一些制造商将其称为“渗漏”释放。无论如何，这些都是自卸式座椅（请参见图7）。
图7.自卸式阀座
话虽如此，即使是设计有自卸式阀座的阀门制造商也建议，对于高挥发性负荷（例如液氯或低温服务），已知流体或气体具有快速的热膨胀特性，建议使用使用上游放空球可提供直接泄压功能。
结论
在当今不断增长的浮球阀市场上有许多制造商，因此不应将浮球阀视为商品。应该认真考虑确定哪个阀门最适合该应用