閥門是流（liú）體管路的操控設備，其基本功能是接通或堵截管路介質的流通，改動介質的活動方向，調（diào）理介質的壓力以及流（liú）量，維護管路設備的正常運轉。伴隨現代（dài）工業的不斷發（fā）展，閥門（mén）供應需求量不斷增加。因為閥門的用量龐大，由各（gè）種原因（yīn）形成的閥門泄漏，不僅（jǐn）對環境形成了嚴重（chóng）影響，也形成嚴重的原材料和產（chǎn）品的糟蹋，有時還會引（yǐn）起嚴（yán）重的安全事故。 

一、設計思維因素 

閥門設計是一個綜合考慮工藝、裝置（zhì）、性能以及成本等（děng）要素的設計活動，工藝、裝置是保（bǎo）證，功能是目（mù）的，性能以及成本（běn）是優化目標。隻有綜合考慮各種要素，才可設計出比較令人滿意的（de）設計方案。為了便利工藝完成，對（duì）產品類似結構特征，可以實施標準化設計，便於（yú）刀量夾具的借用。

設計的裝置（zhì）要（yào）素即設計方案的（de）多個零件（jiàn）能順利完成拚裝，相互拚裝的零件要有裝置麵（內六角或者外六角等），盡量選用便於組裝的零件結構（比方（fāng）組裝不需（xū）區分組裝方向的對（duì）稱結構等）。針對尺寸相近（jìn）的零件，盡量做成共用件，便利管理；針對無法共用的零件，做出差異，防止混（hún）料。

設計的（de）功用要素即開發產品所完成的基本功用，例如截（jié）止（zhǐ）、穩壓、防止逆流、分流或溢流泄壓等功用。此外，閥門產品應盡量操作簡略，便於裝置拆（chāi）開以及保（bǎo）護替換，針對調節類閥門，還應設計（jì）防誤操作功用。 

設計的性能因素（sù）即產品的使（shǐ）用安（ān）全性、可靠（kào）性，不會對使（shǐ）用者、使用環境造成損傷，具備一定（dìng）的強度要求，比如機械性能（扭矩、彎矩）、耐壓性能（低壓、高（gāo）壓）、疲勞（láo）強度（冷熱水循環、抗脈衝性、壽命）、環境模擬適用性等。設計的成本因素，即實現技術功能、滿足預定（dìng）技術性（xìng）能要求的同時（shí），盡量優化結構，用盡量少的零（líng）件個數實現產品結構（gòu）特征，用（yòng）盡量簡單的加工工藝實（shí）現零件加工生產，降（jiàng）低工程造價和產品價格，對社會產生積極作用（避免環境汙染，維護生態平衡，促進生產力發（fā）展）。 

二、閥（fá）門的設計 

1、殼體壁厚設計 

在對閥門承壓殼體的設計過程中，需要設計人員充分考慮到閥門在實際運用過程中承受（shòu）的最大壓力值，並將最大值設計成（chéng）殼體的耐壓額定值（zhí），從而（ér）保證殼體設計的科學性和合理性。 

2、閥門閥體、閥蓋密封結構設計 

（1）強（qiáng）製密封 

強製密封結構，其設計的原理是（shì）：對法蘭螺栓進行擰緊，對密封墊片產（chǎn）生（shēng）一個壓力，使墊（diàn）片產生壓縮變（biàn）形，然後密封結構中表麵的縫隙就會被（bèi）填滿，從而起到密封（fēng）效果。 

（2）伍德密封 

伍德密封結構，其主要由以下部分組成：閥（fá）體、浮動閥蓋、密封環、密封墊、四開環（huán）、支承環、牽製螺栓（shuān）。在其進行升壓（yā）操縱之前，需要操作人員（yuán）對螺栓進（jìn）行預緊，使浮動閥蓋上移（yí），從而保證閥蓋（gài）同彈性楔形墊之間形成密封力。

當對密封件進行施壓時，閥（fá）蓋會有向上的趨勢，此時，閥蓋和楔形密（mì）封墊之間的密封比壓（yā）會隨著壓（yā）力的（de）增加而增加，最終達（dá）到預期密封效果。在閥體同密封環接觸的地方，為了提高密封結（jié）構的硬性要求，可以采用堆焊硬質合金處理來達（dá）到相應的目的。 

3、密封副設計 

在閥座的設計過（guò）程中，軟密封閥（fá）門（mén）的密封麵一般采用橡膠、PTFE（或RPTFE）、尼龍或PEEK（聚醚醚酮）等材料作為密封材料（liào），應保證閥門的設計密封比壓不小於材料的密封（fēng）比壓。對硬密封閥門，其密封麵（miàn）需要采取堆焊或噴焊司太立（STL）處理，從而保（bǎo）證密封麵的強度和使用性（xìng）能。

在對（duì）填料部分的設（shè）計過程中，閥門（mén）廠家的設計人員最好采用柔性石墨夾不鏽鋼絲編製填料以適當增強（qiáng）填料，在一些（xiē）特殊工況，應采用碟形彈簧加載的動負載結構。 

4、連接螺栓的設計 

第一，設計人員（yuán）需要保證螺栓在工作環境下不會出現螺紋咬死的情況；

第二，由於工作環境的特殊性，螺栓在設計時，最好選擇粗牙型螺紋（wén），並且還要加（jiā）大螺紋的中徑間（jiān）隙；

第三，為了避免螺栓在實際工作時，出現力相對較鬆弛（chí）的現象，設計人員在具體方案（àn）設計的過程中，需要保（bǎo）證剩餘預緊力超出實際需求值，從而保證其連接（jiē）穩固，必要（yào）時，可（kě）控製螺栓的旋緊扭（niǔ）矩。 

三、閥門設計中的幾個關鍵技術 

1、熱膨脹量 

在對閥門（mén）進行設計的過程中，尤其是高溫閥門的（de）設計，熱膨（péng）脹是材料的一個重要物理現象，其（qí）膨脹量的大小直接決定了閥門是否能（néng）夠有（yǒu）效工作，因此，設計人員需要將材料的熱膨脹量以及（jí）零部件（jiàn）承受熱載差別因素都考慮進去。

同時，因為（wéi）閥門不同（tóng）部位的散熱條件存在差異，因此其熱（rè）膨脹量也是存在差異的。這就（jiù）需要設計（jì）人員具體情況具體分析，並在閥門零件（jiàn）工（gōng）作間隙變化的情（qíng）況下，保證零件之間不會出現卡（kǎ）死、擦（cā）傷等（děng）情況，並最大限度減少高（gāo）溫對零件產生的損（sǔn）傷。 

2、熱交變 

在設計人員進行實際設計的過程中，需要規定閥座和支撐件之（zhī）間的接頭為焊接或者是螺紋，保（bǎo）證其密封性。除此之外，大口徑的閥門需要對閥座進行堆焊，從而避免（miǎn）同（tóng）高溫介質接觸較多的閥門零件（jiàn）受到交變應力的影響（xiǎng）而出現過度疲勞現象。

同時，還應該將熱交變情況對閥（fá）座結構以及（jí）效果評價的影響因素考慮進去，從而減少（shǎo）熱交變對閥門設計的影響，延長閥門的使用壽命。