閥門是（shì）流體管路的操控設備，其（qí）基本功能是接通（tōng）或（huò）堵截管路介質的流通，改動介（jiè）質的活動方向，調理介質的壓力以及流量，維護管路設備的正常運（yùn）轉。伴隨現代（dài）工業的不斷發展，閥門供應需求量不斷增加。因為閥門（mén）的用量龐大，由各種原因形成的閥門泄漏，不僅對環境形成了（le）嚴重影（yǐng）響，也形成嚴重的原材料和產（chǎn）品的糟蹋，有時還會引起嚴重（chóng）的安全事（shì）故。 

一、設計思維因素（sù） 

閥門設計是一個綜合考慮工藝、裝置、性能以及成本等要素的設計活動，工（gōng）藝、裝置是保證，功能是目的，性能以及成本是優化（huà）目標。隻有（yǒu）綜合（hé）考慮各種（zhǒng）要素，才（cái）可設計出比較令（lìng）人滿意的設計方案。為了便利工藝完成，對產品類似結（jié）構特征，可以實施標準化設計，便於刀量夾具的借用。

設計的裝置要素即設計方案的多個零件能順利（lì）完（wán）成（chéng）拚（pīn）裝，相互拚（pīn）裝的零件要有裝置麵（內六（liù）角或者外六角等），盡量選用便於組裝的零件結（jié）構（比（bǐ）方組裝不需區分組裝方向的對稱結構等）。針對尺寸相近的零件，盡量（liàng）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。

設計的功（gōng）用要素即開（kāi）發（fā）產（chǎn）品所完成的（de）基（jī）本功用，例如截止、穩壓、防止逆流、分流或溢（yì）流泄壓等功（gōng）用。此外，閥（fá）門產品應（yīng）盡量操作簡略，便（biàn）於裝置拆開以及保（bǎo）護替換，針對調節類閥門，還應設計防誤操作功用。 

設計的性能因素即產品的使用安全性、可靠性（xìng），不會（huì）對使用者、使用環境造成損傷，具備一定的強度要求，比如機械性能（扭矩、彎矩）、耐壓性能（低壓、高壓）、疲勞強度（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（néng）、滿足預定技術性能要求的同時（shí），盡量（liàng）優化結構，用盡量少的（de）零件個數實現產（chǎn）品（pǐn）結構特征，用盡量簡（jiǎn）單的加工（gōng）工藝（yì）實現零件加工生產，降低工程造價和產品價格，對社會產生積極作用（yòng）（避免環境汙（wū）染，維護生態平（píng）衡，促進生產力（lì）發展）。 

二、閥門的設計 

1、殼體壁（bì）厚（hòu）設計 

在對閥門承壓殼體（tǐ）的設計過程（chéng）中，需（xū）要設計人員充分（fèn）考慮到閥門在實際運用過程中承受的最大壓力值，並將最大值設計成殼（ké）體的耐壓（yā）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 

強製密封結構，其設計的（de）原理是：對法蘭螺栓進行擰緊，對密封墊片產生一（yī）個壓力，使墊（diàn）片產生壓縮變形，然後密封結構（gòu）中表麵的（de）縫隙就會被填滿，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：閥體、浮動閥蓋、密封環、密封墊、四開環（huán）、支承環、牽製螺（luó）栓。在其進行（háng）升壓操縱之（zhī）前，需要（yào）操作人員對螺栓進行預緊，使浮動閥蓋上移，從而（ér）保證閥（fá）蓋同彈性楔形墊（diàn）之間形成密封力。

當對密封件進行施壓時，閥蓋會有向上的（de）趨勢，此時，閥蓋和楔形（xíng）密封墊之間的（de）密封比壓會隨著壓力的增加而增加（jiā），最（zuì）終達（dá）到預期（qī）密封效果。在閥體同密封（fēng）環接觸的地方，為了提高密封（fēng）結構的硬性要求，可（kě）以采用堆焊硬質（zhì）合金處理（lǐ）來達到相應的目（mù）的。 

3、密封副設計 

在（zài）閥座的設（shè）計過程中，軟密封閥門的密封麵一般（bān）采用橡膠、PTFE（或RPTFE）、尼龍或PEEK（聚醚醚酮）等（děng）材料作為密封（fēng）材料，應保證閥門（mén）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噴焊司太立（STL）處理，從而保證密封麵的強度和使用性能。

在對填料部分的設計過程中，閥門廠家的設計人員最好采用柔性石墨夾不（bú）鏽鋼絲編製填料以適當增強填料，在一些特殊（shū）工況，應采用碟形彈簧（huáng）加載的動負載結（jié）構。 

4、連接（jiē）螺栓的設計 

第一（yī），設計（jì）人員需要保證螺栓在工作環境下不會（huì）出現螺紋咬死的情況；

第二，由於工作環境的特（tè）殊性，螺栓在設計（jì）時，最（zuì）好選擇粗牙（yá）型螺紋（wén），並且還要加大螺紋的中徑間隙；

第三（sān），為了避免螺栓在實際工作時，出現力相對較鬆弛的現象，設計人員在具體方案設計的過程中（zhōng），需要保證剩（shèng）餘預緊力（lì）超出實際需求值，從而保證其（qí）連接穩（wěn）固，必要時，可控製螺栓的旋緊扭矩。 

三、閥門設計中的幾個關鍵技術 

1、熱（rè）膨脹量（liàng） 

在對閥門進（jìn）行設計（jì）的（de）過程中（zhōng），尤其是高溫閥門的設計，熱膨（péng）脹是材料的一個重要物理現象（xiàng），其（qí）膨脹量的大小直接決定了閥門是否能夠有效工作，因（yīn）此，設計人員需要將材料的熱膨脹量以及零部（bù）件承受熱載差（chà）別因素都考慮（lǜ）進去。

同時，因為閥門不同部位的散（sàn）熱條件存在差（chà）異，因此其熱膨脹量也是存（cún）在差異的。這就需要設計人員具體情況具體分析（xī），並在閥門零（líng）件工作間隙變化的情況下，保證零件之間不會（huì）出（chū）現卡死、擦傷（shāng）等情況，並最大限度減少（shǎo）高溫對零件產生的損傷。 

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間的接頭為焊接或者（zhě）是螺紋，保證其（qí）密封（fēng）性。除此之外，大口徑的閥門需要對閥座進（jìn）行（háng）堆焊，從而避免同高溫介質接觸（chù）較多的閥門零件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座結構以及效果評價的影響（xiǎng）因素考慮進去，從而減少熱交變對閥門設計的影響，延長閥門的使（shǐ）用壽命。