高壓球閥的整體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便，節(jié)省材料，便于安裝制造及使用。手柄被限制在90°的旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，正好實(shí)現(xiàn)高壓球閥的開與關(guān);預(yù)壓碟簧依靠預(yù)壓縮，在閥座與球體間實(shí)現(xiàn)初始比壓，使高壓球閥在低壓時(shí)也能保證密封;閥蓋依靠螺栓壓緊閥體及密封圈，依靠卡套方式與管道相連，這種結(jié)構(gòu)能更好的保證密封效果。

高壓球閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核是高壓球閥研發(fā)過(guò)程中最重要的一環(huán)，不但要考慮結(jié)構(gòu)上的要求，還要考慮強(qiáng)度要求、密封要求、材料成本、加工工藝和裝配尺寸鏈等問題。

事實(shí)上，螺栓、閥蓋、碟簧、填料、密封圈、閥球等零件和結(jié)構(gòu)都需要詳細(xì)的設(shè)計(jì)與校核;此外，閥桿處填料與閥桿、閥體間的配合設(shè)計(jì)，閥座、閥球、預(yù)壓碟簧、閥體、閥蓋連接的尺寸鏈設(shè)計(jì)也是高壓球閥保證密封的關(guān)鍵步驟。球閥是藉助手柄或相關(guān)驅(qū)動(dòng)裝置在閥桿上端施加一定的轉(zhuǎn)矩使球體轉(zhuǎn)動(dòng)90°便完成全開或全關(guān)動(dòng)作。

球閥在開啟或關(guān)閉瞬間，球體隨閥桿轉(zhuǎn)動(dòng)，其開度是一個(gè)逐漸擴(kuò)大或縮小的過(guò)程，因而球閥在啟閉瞬間閥體通道是一個(gè)收縮截面。球閥在啟閉過(guò)程當(dāng)中，隨著開度的擴(kuò)大或縮小，使流體流經(jīng)閥門時(shí)在其兩側(cè)產(chǎn)生一定的壓差，且壓差的大小隨著開度的變化而變化。

基于能量守恒，當(dāng)流體接近閥門時(shí)，為使流體通過(guò)閥門，流體速度增加，反之，相應(yīng)產(chǎn)生壓力下降，壓力和速度成反向關(guān)系。在球閥上游流體速度一定的情況下，速度隨著壓差的增大而增大，高流速和低壓力發(fā)生在最狹窄縮頸處的下游，即收縮斷面處。在球閥啟閉瞬間，流體流經(jīng)閥門時(shí)相當(dāng)于通過(guò)收縮截面，且收縮斷面不在截面處，而是在收縮截面下游的一段距離，這一距離隨著壓力大小變化。流體速度在收縮斷面達(dá)到頂部，此時(shí)物流層的流動(dòng)面積則是其最小值，流體壓力最小。

進(jìn)口高壓球閥廠家指出在高壓球閥的啟閉操作過(guò)程中，特別是在開啟初期和關(guān)閉后期，由于閥口開度較小，從而在閥兩側(cè)產(chǎn)生很大的壓力差，而大的壓力差給流體帶來(lái)了很高的流速，當(dāng)流體以高的速度通過(guò)閥門時(shí)，使流體產(chǎn)生湍流、閃蒸和氣穴等問題。

在液體操作過(guò)程當(dāng)中，當(dāng)高壓流體以湍流形式通過(guò)閥門時(shí)，由于受到閥瓣、閥板或其他閉合元件等阻礙物的影響便會(huì)產(chǎn)生壓力波動(dòng)，從而使閥門產(chǎn)生振動(dòng)。

當(dāng)流體高速通過(guò)收縮斷面的狹窄區(qū)域，流體壓力下降到低于液體蒸汽壓力時(shí)，便會(huì)使流體產(chǎn)生氣穴，這就導(dǎo)致了氣泡的產(chǎn)生。當(dāng)物流繼續(xù)通過(guò)收縮斷面，流動(dòng)面積膨脹時(shí)，流體流速下降，物流壓力開始回升，壓力恢復(fù)到高于蒸汽壓力時(shí)，導(dǎo)致氣泡內(nèi)向爆炸。

當(dāng)氣泡接近閥門表面時(shí)，內(nèi)爆之力直接指向閥壁表面，對(duì)閥門及下游管線造成極強(qiáng)的沖擊，使閥體及管線產(chǎn)生振動(dòng)。當(dāng)振動(dòng)強(qiáng)度過(guò)度時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生噪聲。

在氣體操作過(guò)程當(dāng)中，流體通過(guò)收縮斷面后使其速度極大的提高，甚至可能達(dá)到聲速。當(dāng)氣體流速低于聲速時(shí)，湍流會(huì)產(chǎn)生噪聲，若高于聲速還會(huì)有沖擊波射流、旋渦流等亂流，亂流的動(dòng)能在縮頸下游轉(zhuǎn)成熱能，同時(shí)產(chǎn)生氣體動(dòng)力噪聲。如壓力曲線指明的那樣，當(dāng)收縮斷面處壓力下降時(shí)，速度按比例增加，噪聲也隨之而升高。