固定球球阀主要使用于高压大口径的球阀中。此外，支承作用力从阀座密封圈传递到球体的半轴上，将大大减少操纵阀门所需的转矩。

在正确选择密封元件的条件下，这种形式的球阀还能保证在两个方向上完全密封，根据阀座密封圈的安装不同，这种球阀可以有两种结构：球体前密封的阀座；球体后密封的阀座。
(1)球体前密封的阀座。这种球阀的密封原理如下：和阀杆成为一个整体的球体可以在上下滑动轴承或滚动轴承中自由转动，阀座密封圈被安装在活动的套筒内，套筒在阀体中用0形圈密封。阀座密封圈由一组安装在套筒中的弹簧预先压紧。进口端的阀座，在球阀关闭时，靠作用在进口端直径d和与阀体配合的套筒直径以的圆周所限定的环形表面上的介质压力把阀座压向球体，从而起到进口密封作用，出口端的阀座不起密封作用。反向加压时，阀座的作用将起变化。

球阀工作的可靠性在很大程度上取决于阀座密封面的平均直径Dcp和套筒直径D1,的比例，如果D1值对Dcp值相比不够大时，球阀将不能保证可靠的密封。相反，D1值过大将引起密封座和密封圈过载，从而使转动阀门所的转矩增加。
这种球阀的***点是：
1)关闭时，填料和大部分阀体不受内压。
2)关闭时，在加压一侧不形成积液区。这个特点对腐蚀性和低温液体的工作系统尤其重要。
这种球阀的缺点是：球体转动时所需要的转矩大。另外，由于压力作用的有效面积增加，从而使固定轴承上的载荷变大。
(2)球体后密封阀座。如图3-149所示为球体后密封阀座球阀的结构图。这种球阀关闭件的根本特点在于，在关闭时密封是由安装在介质运动方向的球体后阀座来实现的。这种结构可以减少球体的支承轴承的载荷。

与球体前密封相比，结构上的区别在于它有浮动的套筒，套筒上的密封直径D2小于阀座的平均直径Dcp为了保证这个条件，阀座的内径应大于球体的通孔直径d。
当在关闭状态加压时，因为介质压力使前阀座离开球体，故前阀座不起密封作用。相反，由于介质压力，球后阀座把球体压紧，则保证了球体完全密封。

密封阀座与球接触表面上的工作介质压力和比压的分布见图3-149。接触面是垂直于图示平面的投影面，直线0-0表示这个平面的迹线。研究指出，在密封缝隙中，介质压力通常想按直线A-B表示的线性规律变化的。
为了保证球体可靠地工作，力求使长方形CDEF的面积大于三角形ABC的面积。如果在结构中能保持直径d1和D2相等，那么这个条件就能被保证，计算证明：
在小口径（DN<lOOmm)的球阀中，要保证d1 =D2是困难的，因为这将引起通道截面的大大缩小，在这种结构中，可假设d1=(0.9-0.95) D2这样，密封座上的压力也减少不多。
然而在这种情况下，保持同时，应考虑到阀座球体的线接触宽度越小，则球体工作就越可靠。
球体后密封的球阀有以下***点：
1)大大地减少固定轴上的载荷；
2)减少球阀中的总摩擦力矩。
这种球阀的缺点在于，为了保证D2＜Dcp,减少它的通道截面。此外，在球阀处于关闭状态时，填料和阀体内腔都处于工作介质压力的作用下。