閥門是流體管路的操控設備，其基本功能是接通或堵截管路介（jiè）質的流通，改動介質的活動方向，調理介質（zhì）的壓力以及流量，維護管路設備的（de）正常運轉。伴（bàn）隨現代工業的不斷發展，閥（fá）門供應（yīng）需求量不斷增加。因為閥門的用量龐大，由各種原因（yīn）形成（chéng）的閥門泄漏，不僅對環境形成了嚴重影響（xiǎng），也形成嚴重的原材料和（hé）產品的糟蹋，有時還會引（yǐn）起嚴重（chóng）的安全事（shì）故。 

一、設計思維因素 

閥門設計是一個（gè）綜合考慮工藝（yì）、裝置、性能以及成本等（děng）要素的設計活動，工（gōng）藝、裝置是保證，功能是目的，性能以及成本是優化目標。隻有綜合（hé）考慮各（gè）種要素，才可設計出比較令人滿意的設計方案（àn）。為了便利工藝完成（chéng），對產品類似結構特征，可以實施標準化設計，便於（yú）刀量（liàng）夾具的借用。

設計的裝置要素即設（shè）計方案的多個零件能順利完（wán）成拚裝，相互拚裝（zhuāng）的零件（jiàn）要有裝置麵（內六角或者外六角（jiǎo）等），盡量選用便於組裝的零件結構（比方組裝不需（xū）區分組裝方向的對稱結構等）。針對尺寸相近的零件，盡量做成共用件，便（biàn）利管理；針對無法共用的零件，做出差異（yì），防止混料。

設計（jì）的功用要素（sù）即開發產品所完成的基本功用，例如截止、穩壓、防（fáng）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（yú）裝置（zhì）拆開以及保護（hù）替換，針（zhēn）對調節（jiē）類閥門，還應設計防誤操作功（gōng）用。 

設計的性能因素即產品的使用安全性、可靠性，不（bú）會對使（shǐ）用者、使用環境造（zào）成損傷，具備一定的強度（dù）要（yào）求，比如機（jī）械性能（néng）（扭矩、彎矩）、耐壓（yā）性能（低壓、高壓（yā））、疲勞強度（冷（lěng）熱水循環、抗脈衝（chōng）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）技術性能要求的（de）同時，盡量（liàng）優化結構，用盡（jìn）量少的零件個（gè）數實現產品結構（gòu）特征，用盡量簡單的（de）加工工藝實現零件加工生產，降低工程造價和產品價格，對（duì）社會產生積極作用（避免環（huán）境汙染，維（wéi）護生態（tài）平衡，促進生產力發展）。 

二、閥門的設計 

1、殼（ké）體壁厚設計 

在（zài）對閥門（mén）承壓殼（ké）體的（de）設計過程中，需要設（shè）計人員充分考慮到閥（fá）門在實際運用過程中（zhōng）承受的最（zuì）大壓力值，並將最大值設計成殼體的耐壓額定值，從而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）強製密封 

強製密封（fēng）結構，其設計的原理是（shì）：對法蘭螺（luó）栓進行擰緊，對密封墊片產生一個壓力（lì），使墊（diàn）片產生壓縮變形，然後密封結構中表麵的縫隙就會被（bèi）填滿，從而起到（dào）密封（fēng）效（xiào）果。 

（2）伍德密封 

伍（wǔ）德密封（fēng）結構，其主要由以下部分組成：閥體（tǐ）、浮動（dòng）閥蓋、密封環、密封墊、四開環、支承環、牽製螺栓。在其進行（háng）升壓操縱之前，需（xū）要操作人員對螺栓進行預緊（jǐn），使浮動閥蓋上移，從而保證閥蓋同彈性楔形墊之間形成密封力。

當對密封件進行（háng）施壓（yā）時，閥蓋會有向上的趨勢（shì），此時，閥（fá）蓋和（hé）楔形密封（fēng）墊之間的密封比壓會隨著壓力的增加而增加，最終達到預期密封效（xiào）果。在閥體同密封環接觸的（de）地方，為了提高密封結構的硬性要求（qiú），可以采用堆焊硬質合（hé）金處理來達到相應的目的。 

3、密封副設計 

在閥座的設計過程中，軟密封閥門的密封麵（miàn）一般采（cǎi）用橡膠、PTFE（或（huò）RPTFE）、尼（ní）龍或PEEK（聚醚醚酮）等材料作為（wéi）密封材（cái）料，應保證閥門的設計密封比壓不小於材料的密封比壓。對硬密封閥門，其密封麵需要采取堆焊或（huò）噴焊司（sī）太立（STL）處理，從而保證密封麵的強度和使用性能。

在對填料（liào）部（bù）分的設計過程（chéng）中，閥門（mén）廠家（jiā）的設計人員最好采用柔性石墨夾不鏽鋼絲編製填料（liào）以適當增強填料，在一些特殊工況，應采用碟（dié）形彈簧加載的動負載結構（gòu）。 

4、連接螺栓的（de）設計 

第一，設計人員需要保證螺栓在工作（zuò）環境下不會出現螺紋咬死的情況（kuàng）；

第二，由於（yú）工作環境的特殊性，螺栓在設計時，最好選擇（zé）粗牙型螺紋（wén），並且還要加大螺（luó）紋的中徑間隙；

第三，為了避免螺栓在實際工作時，出現力（lì）相（xiàng）對較（jiào）鬆弛的現象，設計（jì）人員在具（jù）體方案（àn）設計的過（guò）程中，需要保證剩餘預緊力超出實際需（xū）求值，從而保證其連接穩（wěn）固，必（bì）要時，可控製螺栓的旋緊扭矩。 

三、閥（fá）門設計中的幾（jǐ）個關鍵技術 

1、熱膨脹量 

在對閥門進行設計的過程中，尤其是高溫閥門的（de）設計，熱膨（péng）脹是（shì）材料的一個重（chóng）要物理現象，其（qí）膨脹量的大小直接決定了閥門是否能夠有效工作，因此（cǐ），設計人員需要將材料的熱（rè）膨脹量以及零部件承受（shòu）熱載差別因素都考慮進去。

同時，因為（wéi）閥門不同部位的散熱條件存在差異，因此其熱膨脹量也是存在差異的。這就需要設計人員具體情況具體分析，並在閥門零件工作間隙變化的（de）情況下，保證零件之間不會出現卡死、擦傷等情況，並最大限度減少高溫對零件產生（shēng）的損傷。 

2、熱交變 

在設計人員（yuán）進行實際設計的過程中，需要規（guī）定閥座和（hé）支（zhī）撐件之間的（de）接頭為焊（hàn）接或者是螺紋，保證（zhèng）其密封性。除此之外，大口（kǒu）徑的閥門需要對閥座進行堆（duī）焊，從而避免（miǎn）同（tóng）高（gāo）溫介質接觸較多的閥門零（líng）件受到交變應力的影響而出現（xiàn）過度疲勞（láo）現象。

同（tóng）時，還（hái）應該（gāi）將熱交變情況對閥座結構以及（jí）效果評價的影響因（yīn）素考（kǎo）慮（lǜ）進去，從而減少熱交變對閥門設計的影響，延長閥門的使用（yòng）壽命。