组合球式金属锁闭硬密封闸阀从1983年开始研究，先后有3种形式，获3项专利。开始的组合球是按球体上流通孔方向切开，形成两个半球在流通孔中间带有球形槽，槽中装有O形弹性圈。O形圈两边与两半球相连，上、下与阀杆和固定轴连撬当阀杆下行，压迫O形圈从圆形变成椭圆形，O形圈撑开两球瓣贴紧阀座，形成密封，球阀关闭当阀杆上行，带动O形圈从椭圆形恢复为圆形，收拢两球瓣离开阀座，密封面形成间隙，再旋转组合球，球阀开启。后来，为了解决O形圈弹性钢圈刚性差和高温失效问题，将O形弹性钢圈改为四杆机机该机构用4根弧形杆相连，组成刚性圆环两边也与两半球相连，上、下还是与阀杆和固定轴连接，其工作原理和O形弹性圈相夙该结构虽然刚性较好，也适应高温要求，但组合球体积庞大使阀体体积增大到1989年初，又将两半球改为现在的三瓣式组合球结机该组合球中间为楔球体，两边为球瓣。楔球体上留有符合通径要求的流通孔，孔两边具有上宽下窄的斜面，两边球瓣与楔球体以斜面上带出的燕尾槽作配合。
根据供水管网的设计理念，开发了直埋软密封闸阀系统，它是在软密封闸阀上安装一个可伸缩的传动杆，在地面上通过扳手转动传动杆，从而启闭闸阀，采用这种方式有以下优点：①安装方便；②方便用户备货；③启闭方便；④安全可靠性高；⑤地面下沉不影响阀门正常使用，当地面下沉时，伸缩杆会随着一起收缩下降，这样就有效防止了地面的下沉对阀门使用的影响。⑥压力不传递到阀上。直埋软密封闸阀采用承插式连接，这种连接方式安装方便，管道与阀门采用柔性连接，可缓解地面沉降对阀门的影响，并且安装方便。
软密封闸阀有以下优点：①无凹槽，解决传统闸阀内漏问题。②弹性座封闸阀阀杆设有三道O型环，密封效果好，启闭摩擦小。③包胶闸板采用进口原胶，采用模压硫化工艺包覆铸件，橡胶弹性好，寿命长。④阀门壳体内外表面采用进口环氧树脂，采用浸粉喷涂工艺，喷塑厚度均匀，并经过严格检测，保证壳体表面不生锈。⑤环保无毒。⑥增加导轨，减少阀门启闭对包胶闸板的磨损，提高闸板使用寿命。
软密封闸阀的启闭件是闸板，闸板的运动方向与流体方向相垂直，闸阀只能作全开和全关, 不能作调节和节流。暗杆弹性座封闸阀利用阀门整体包胶产生变形补偿作用达到良好的密封效果，克服了一般闸阀密封不良、漏水和生锈的现象，更有效的节约安装空间。弹性座封软密封闸阀可广泛用于自来水、污水、建筑、石油、化工、食品、医药、轻纺、电力、船舶、治金、能源系统等流体管线上作为调节和截流装置使用。
暗杆硬密封闸阀当顺时针旋转手轮及同步的阀杆螺母带动和相连的楔球体下行，在楔球体上宽下窄的斜面作用下，迫使两球瓣向两边阀座贴紧，形成较大的密封比压，球阀关闭。当逆时针旋手轮及同步的阀杆螺母，带动阀杆和相连的楔球体上行，在上宽下窄的斜面及燕尾槽的作用下，两球瓣被楔球体收拢，离开两边阀座，使密封面形成间隙，进出口压力基本平衡，三瓣式组合球开始旋转90，楔球体上流通孔与阀上流通孔完全相通，球阀开启。
为了减小操作扭矩，在高压力、高压差的大口径球阀的组合球上还带有自动泄压孔，起加快平衡进出口两端压差的作用。泄压孔横穿楔球体和球瓣中心，与楔球体上流通孔成90目交在楔球体两边斜面与球瓣配合处即楔球体和球瓣上泄压孔相交处，设有相似于楔式闸阀的密封副。当楔球体下行，撑开两边球瓣贴紧两边阀座，球阀阀座密封关闭的同时，楔球体与球瓣上的泄压孔也从相通位置错开，斜面上两边相似于楔式闸阀的密封副也形成密封，球阀的阀座密封副和泄压孔密封副同时密封关闭。当楔球体上行，收拢两边球瓣离开阀座，形成间隙，平衡压差的同时，楔球体与球瓣上的泄压孔也已相通，压差平衡速度加快，这时再旋转组合球，球阀开启，操作扭矩。
明杆硬密封闸阀的启闭方式与闸阀和截止阀相似，连续顺时针旋转手轮，球阀关闭连续逆时针旋转手轮，球阀开启。阀杆最上端还有明显示意球阀启闭到位的标记。
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