對于低溫和深度冷凍使用的閥內件設計是基于如下的要求
(1)在低溫下為氣泡級密封 (2)最小熱耗散;
(3)最小冷卻聚集 (4)快速更換結構
(5)結構簡單 (6)在低溫下材料具有適當的耐沖擊強度
(7)不同溫度收縮系數的材料
這些因素已經在閥門的設計中得到了解決,材料選用也極為滿意。
深度冷凍使用中所必須的氣泡級密封,是由聚四氟乙烯或聚三氟氯乙烯在閥芯上密封而獲得的。這些材料在低溫下變得更硬,但仍保留足夠的彈力來嚴密地密封。聚三氟氯乙烯已用于225磅/英寸2(15bar)的氣泡嚴密級密封。這兩種材料都可以用來做為導向襯套和閥座接合面的墊片。
閥桿必須通過長頸型閥蓋,以防止大氣中水分的凝結,導致在填料出口處的閥桿凍住,以及消除了低溫填料函的厚保溫層。
空心的閥芯經常用于防止過快傳熱,為了導向及節流的穩定性也允許使用大直徑的閥芯。在閥芯的內腔可以抽真空和(或)充填絕熱材料或反射物,以減少輻射或對流傳熱。不銹鋼是極好的材料,因為它的熱傳導性能不好,但是應保持最小的金屬斷面的面積。閥芯的延伸部分和導向之間的間隙應當盡量地緊密,以防止閥體中的流體抽吸而進入這個間隙。
閥門通常是垂直安裝,或與垂直位置最多成45o角安裝,以保持一個低對流的汽封在伸長閥蓋中。圖31中所示的結構是可以應用的,但閥門必須水平安裝。這個密封是在行程向下時密封,在行程向上時旁路。
零件的質量應當保持最小,以減小介質的冷卻及液化氣的蒸發損耗而進入到管線系統中去。為了減少重量,大的閥芯是做成空心的,閥座可以與閥體構成為整體。
可快速更換的閥內件,必須通過上閥蓋來拆卸,因為從管線上來拆卸一個帶真空夾套的閥體,甚至拆卸保溫層才能接觸到上閥蓋是不現實的。所以,上閥蓋總是比正常的位置要高出很多,需要一個較長的閥芯,以便使用一個短的,剛性好的閥桿,要求桿的截面積很小,以限制熱量傳導到閥門中去。
填料函必須有足夠的深度來容納第二個或一部分填料,背對背地安裝,以防止在冷卻時因管線中形成真空而發生泄漏。
為深冷應用而設計的一種閥門形式如32所示。注意真空夾套和由螺栓固定而保持的軟閥座。