金屬硬密封球閥由于密封面是金屬與金屬的直接接觸，其摩擦力要遠大于金屬與非金屬之間的摩擦力，因此與相同規(guī)格的軟密封球閥相比，其啟閉扭矩要大很多，對于相同規(guī)格的球閥，前者的扭矩通常是后者的3～4倍。因此，從設(shè)計的角度考慮，即使相同規(guī)格的球閥，硬密封球閥的閥桿強度以及驅(qū)動裝置的配置均要比軟密封球閥大很多，只有這樣才能保證閥門的可靠運行，不然，可能導(dǎo)致閥桿變形甚至斷裂，或者因為驅(qū)動力矩過小而無法啟閉閥門。對于口徑較大壓力較高的球閥，一般采用固定球結(jié)構(gòu)設(shè)計，對于該結(jié)構(gòu)的球閥，可以通過改進結(jié)構(gòu)設(shè)計以減小作用在閥座上的介質(zhì)推力，從而有效減小球閥的啟閉扭矩，但是減少介質(zhì)作用在閥座上的推力，同時也會降低閥門的密封性能，因此，如何通過優(yōu)化設(shè)計既能保證閥門的密封性能，同時又能降低閥門的啟閉扭矩是閥門設(shè)計者需要考慮的一個關(guān)鍵問題。采用上下閥軸直接定位球體的結(jié)構(gòu)設(shè)計.
q41h/y型鍛鋼三片式硬密封球閥高溫工況的結(jié)構(gòu)設(shè)計
金屬硬密封球閥通常應(yīng)用于高溫工況，材料在高溫下的熱膨脹是金屬硬密封球閥設(shè)計必須考慮的問題。高溫金屬硬密封球閥的閥座與閥體之間的密封通常采用柔性石墨，柔性石墨等材料在高溫下會產(chǎn)生體積膨脹，如果結(jié)構(gòu)設(shè)計沒有考慮材料在高溫下的膨脹補償，閥門在高溫下必然會因為材料的膨脹而被卡死而不能動作。為了解決該問題，通常在閥座背后設(shè)置彈簧，通過彈簧來調(diào)整和補償高溫下材料的膨脹問題。彈簧可以有多種結(jié)構(gòu)形式，如圓柱螺旋彈簧、蝶形彈簧、板簧及波型彈簧等。為了保證彈簧在高溫下的性能，彈簧一般采用inconel材料制造。對于蝶形彈簧和板簧，為了改善彈簧的性能，可以采用多片薄型彈簧的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計。
目前現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域中的保溫球閥也稱夾套球閥，是在球閥的基礎(chǔ)上焊裝金屬夾套，夾套與閥體之間構(gòu)成保溫通道，通道內(nèi)注入蒸汽或其他保溫介質(zhì)，確保閥內(nèi)介質(zhì)能夠正常工作。保溫球閥具有良好的保溫特性，且閥門的通徑與管徑一致，同時又能有效地降低管路中介質(zhì)熱量損失。主要用于石油、化工、冶金、制藥、食品等各類系統(tǒng)中，以輸送常溫下會凝固的高粘度介質(zhì)。
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：蒸汽減壓閥,減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,因受閥門密封結(jié)構(gòu)及其相對應(yīng)的密封材料的制約，其使用的溫度小于 200℃。而且長時間在 200℃ 的工況下使用，壽命較短。雖然閥座方面可選用短時間能耐 300 ℃ 的高強度石墨材料，但閥門中還有許多需要密封的部位仍無法在高溫場合下密封，特別是徑向密封方面，高強度石墨材料不適宜做徑向密封。通常的保溫球閥徑向密封是采用 o 形圈密封結(jié)構(gòu)，這樣整臺閥門的使用溫度直接受到 o 形圈使用溫度的制約，目前保溫球閥上使用的 o 形圈是氟橡膠，而氟橡膠的使用溫度在 200℃ 以內(nèi)，且不能長期在這極限溫度內(nèi)使用。遠遠不能滿足市場中許多介質(zhì)的要求，如工況介質(zhì)為松香時，其要求保溫球閥的使用溫度為 300 ℃，這樣才有利于松香介質(zhì)獲得較為理想的流動性，傳統(tǒng)中用 o 形圈作為密封零件時，就無法滿足其要求。
根據(jù)保溫球閥存在的問題，確定對保溫球閥的密封材料和結(jié)構(gòu)進行改進。
(1)首先在支承圈與閥體之間，通常采用 o 形圈作徑向密封的結(jié)構(gòu)進行改進，取消采用 o 形圈的密封結(jié)構(gòu)，支承圈上直接加工出臺階結(jié)構(gòu)使支承圈與閥體之間組成密封腔.在密封腔內(nèi)裝上耐高溫的柔性石墨材料的密封圈，在密封圈后面加裝一個帶錐截面的墊圈，墊圈后面裝上結(jié)構(gòu)的螺塞，這樣通過旋緊螺塞，螺塞將力傳遞給墊圈，墊圈的錐截面將擠壓密封圈，密封圈產(chǎn)生變形，使其在徑向內(nèi)外貼緊支承圈和閥體，從而使保溫球閥在徑向獲得耐高溫的密封結(jié)構(gòu)，同時，通過旋緊螺塞，使球體與閥座之間產(chǎn)生預(yù)緊密封力，使其獲得密封。(2)在閥座密封結(jié)構(gòu)上亦做出相應(yīng)的改進，采用鑲?cè)胧浇Y(jié)構(gòu)，將閥體及支承圈挖出凹槽，凹槽底端裝入密封性能優(yōu)越且耐高溫的柔性石墨，既能起到閥座底端的密封作用，又能起到各密封副之間因熱脹冷縮的補償作用。在柔性石墨上面裝上耐高溫的金屬閥座，使用溫度可提高到 425℃ 以內(nèi)長時間使用，從而解決了保溫球閥不能在 200℃ 以上長時間使用的局面。并且還可根據(jù)實際工況的要求選用不同材質(zhì)的閥座。
(3)中起排泄作用的底端接管與堵頭是螺紋連接，當(dāng)溫度升高時，螺紋部分的密封很難保證，決定取消堵頭，中與底端接管連接的堵頭換上臺階式排污堵頭，連接端用纏繞墊進行密封，確保底端的密封可靠性。
q41h/y型鍛鋼三片式硬密封球閥金屬硬密封球閥的主要技術(shù)難點
a、球體及閥座表面的硬化技術(shù)問題；
b、球體的圓度及加工制造工藝問題；
c、高溫工況下因為材料的膨脹而卡死的問題；
d、金屬硬密封球閥的啟閉扭矩問題；
e、固體硬顆粒介質(zhì)的沖刷和磨損的問題；
f、用于高溫工況及固體顆粒介質(zhì)的密封結(jié)構(gòu)設(shè)計問題；
g、零部件之間連接的問題。
q41h產(chǎn)品特點
1、采用板簧預(yù)載的可動金屬閥座結(jié)構(gòu)，密封力設(shè)計合理，啟閉靈活，密封可靠。
2、根據(jù)用戶的需要，可設(shè)計成適用于含固體顆粒、料漿等介質(zhì)的結(jié)構(gòu)戒耐較高溫度的結(jié)構(gòu)。
3、采用下裝式閥捍，設(shè)置倒密封結(jié)構(gòu)，能確保填料處可靠密封。