金属硬密封球阀由于密封面是金属与金属的直接接触，其摩擦力要远大于金属与非金属之间的摩擦力，因此与相同规格的软密封球阀相比，其启闭扭矩要大很多，对于相同规格的球阀，前者的扭矩通常是后者的3～4倍。因此，从设计的角度考虑，即使相同规格的球阀，硬密封球阀的阀杆强度以及驱动装置的配置均要比软密封球阀大很多，只有这样才能保证阀门的可靠运行，不然，可能导致阀杆变形甚至断裂，或者因为驱动力矩过小而无法启闭阀门。对于口径较大压力较高的球阀，一般采用固定球结构设计，对于该结构的球阀，可以通过改进结构设计以减小作用在阀座上的介质推力，从而有效减小球阀的启闭扭矩，但是减少介质作用在阀座上的推力，同时也会降低阀门的密封性能，因此，如何通过优化设计既能保证阀门的密封性能，同时又能降低阀门的启闭扭矩是阀门设计者需要考虑的一个关键问题。采用上下阀轴直接定位球体的结构设计.
 

　　Q41H/Y型锻钢三片式硬密封球阀高温工况的结构设计
 

　　金属硬密封球阀通常应用于高温工况，材料在高温下的热膨胀是金属硬密封球阀设计必须考虑的问题。高温金属硬密封球阀的阀座与阀体之间的密封通常采用柔性石墨，柔性石墨等材料在高温下会产生体积膨胀，如果结构设计没有考虑材料在高温下的膨胀补偿，阀门在高温下必然会因为材料的膨胀而被卡死而不能动作。为了解决该问题，通常在阀座背后设置弹簧，通过弹簧来调整和补偿高温下材料的膨胀问题。弹簧可以有多种结构形式，如圆柱螺旋弹簧、蝶形弹簧、板簧及波型弹簧等。为了保证弹簧在高温下的性能，弹簧一般采用Inconel材料制造。对于蝶形弹簧和板簧，为了改善弹簧的性能，可以采用多片薄型弹簧的组合结构设计。
 

　　目前现有技术领域中的保温球阀也称夹套球阀，是在球阀的基础上焊装金属夹套，夹套与阀体之间构成保温通道，通道内注入蒸汽或其他保温介质，确保阀内介质能够正常工作。保温球阀具有良好的保温特性，且阀门的通径与管径一致，同时又能有效地降低管路中介质热量损失。主要用于石油、化工、冶金、制药、食品等各类系统中，以输送常温下会凝固的高粘度介质。
 

　　上海申弘阀门有限公司主营阀门有：蒸汽减压阀,减压阀(气体减压阀,可调式减压阀,因受阀门密封结构及其相对应的密封材料的制约，其使用的温度小于 200℃。而且长时间在 200℃ 的工况下使用，寿命较短。虽然阀座方面可选用短时间能耐 300 ℃ 的高强度石墨材料，但阀门中还有许多需要密封的部位仍无法在高温场合下密封，特别是径向密封方面，高强度石墨材料不适宜做径向密封。通常的保温球阀径向密封是采用 O 形圈密封结构，这样整台阀门的使用温度直接受到 O 形圈使用温度的制约，目前保温球阀上使用的 O 形圈是氟橡胶，而氟橡胶的使用温度在 200℃ 以内，且不能长期在这极限温度内使用。远远不能满足市场中许多介质的要求，如工况介质为松香时，其要求保温球阀的使用温度为 300 ℃，这样才有利于松香介质获得较为理想的流动性，传统中用 O 形圈作为密封零件时，就无法满足其要求。
 

　　根据保温球阀存在的问题，确定对保温球阀的密封材料和结构进行改进。
 

　　(1)首先在支承圈与阀体之间，通常采用 O 形圈作径向密封的结构进行改进，取消采用 O 形圈的密封结构，支承圈上直接加工出台阶结构使支承圈与阀体之间组成密封腔.在密封腔内装上耐高温的柔性石墨材料的密封圈，在密封圈后面加装一个带锥截面的垫圈，垫圈后面装上结构的螺塞，这样通过旋紧螺塞，螺塞将力传递给垫圈，垫圈的锥截面将挤压密封圈，密封圈产生变形，使其在径向内外贴紧支承圈和阀体，从而使保温球阀在径向获得耐高温的密封结构，同时，通过旋紧螺塞，使球体与阀座之间产生预紧密封力，使其获得密封。(2)在阀座密封结构上亦做出相应的改进，采用镶入式结构，将阀体及支承圈挖出凹槽，凹槽底端装入密封性能优越且耐高温的柔性石墨，既能起到阀座底端的密封作用，又能起到各密封副之间因热胀冷缩的补偿作用。在柔性石墨上面装上耐高温的金属阀座，使用温度可提高到 425℃ 以内长时间使用，从而解决了保温球阀不能在 200℃ 以上长时间使用的局面。并且还可根据实际工况的要求选用不同材质的阀座。
 

　　(3)中起排泄作用的底端接管与堵头是螺纹连接，当温度升高时，螺纹部分的密封很难保证，决定取消堵头，中与底端接管连接的堵头换上台阶式排污堵头，连接端用缠绕垫进行密封，确保底端的密封可靠性。
 

　　Q41H/Y型锻钢三片式硬密封球阀金属硬密封球阀的主要技术难点
 

　　A、球体及阀座表面的硬化技术问题；
 

　　B、球体的圆度及加工制造工艺问题；
 

　　C、高温工况下因为材料的膨胀而卡死的问题；
 

　　D、金属硬密封球阀的启闭扭矩问题；
 

　　E、固体硬颗粒介质的冲刷和磨损的问题；
 

　　F、用于高温工况及固体颗粒介质的密封结构设计问题；
 

　　G、零部件之间连接的问题。
 

Q41H产品特点
 

　　1、采用板簧预载的可动金属阀座结构，密封力设计合理，启闭灵活，密封可靠。
 

　　2、根据用户的需要，可设计成适用于含固体颗粒、料浆等介质的结构戒耐较高温度的结构。
 

　　3、采用下装式阀捍，设置倒密封结构，能确保填料处可靠密封。