由于低溫下橡膠材料的缺陷和大多數非金屬材料存在的冷脆及嚴重冷流現象，因此低溫閥閥桿與閥體間的密封設計無法采用密封圈的形式，只能采用填料函密封結構和波紋管密封結構。一般波紋管密封多應用于介質不允許微量泄漏和不適宜填料的場合，其單層結構的壽命很短，多層結構的成本高，加工困難，所以一般不采用。

填料函密封結構制造加工簡單，維修更換方便，在實際應用中相當普遍。但是填料一般工作溫度不能低于-40℃，為了保證填料的密封性能，低溫閥門的填料函裝置應在接近環境溫度的條件下工作。在低溫狀態下，隨著溫度的降低填料彈性逐漸消失，防漏性能隨之下降。由于介質滲漏造成填料與閥桿處結冰，將會影響閥桿的正常操作，同時也會因閥桿運動而將填料劃傷，引起嚴重泄漏。所以在一般情況下要求低溫閥填料在0℃以上溫度工作，這就要求設計時通過長頸閥蓋結構，使填料函遠離低溫介質，同時選用具有低溫特性的填料。常用填料有聚四氟乙烯、石棉、浸漬聚四氟乙烯石棉繩和柔性石墨等，其中由于石棉無法避免滲透性泄漏，聚四氟乙烯線膨脹系數很大、冷流現象嚴重，所以一般不采用。柔性石墨是一種優良的密封材料，對氣體、液體均不滲透，壓縮率大于40%，回彈性大于15%，應力松弛小于5%，較低的緊固壓力就可達到密封。它還有自潤滑性，用作閥門填料可以有效防止填料與閥桿的磨損，其密封性能明顯優于傳統的石棉材料，因此是目前**良的密封材料之一。

由于填料一般都是非金屬材料，其線膨脹系數比金屬填料函和閥桿大得多。因此在常溫下裝配的填料，降到一定溫度后，其收縮量大于填料孔和閥桿的收縮量，可能造成預緊壓力減小引起泄漏。在設計時可以對填料壓蓋螺栓采用多組碟形彈簧墊片進行預緊，使填料在低溫時的預緊力能得到連續補償，以保證填料密封效果。

美國Garlock公司生產的低逸散組合式閥桿填料(圖1)，其端環采用碳纖維編織盤根，密封環采用高純度菱形紋理石墨帶模壓成型，通過杯錐狀結構和徑向擴張特性，使其密封性能大大提高。