閥門是流體管路的操控設備，其基本功能是接通或（huò）堵截管路介質的流通（tōng），改動介質的活動方向，調理介質的壓力以及流量（liàng），維護管路設備的正常運轉。伴隨現代工業的不斷發展，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，不僅對環境形成了嚴重影響，也形成嚴重的原材料和產品的糟蹋，有時還會引起嚴重的安全事故。 

一（yī）、設計思維因素 

閥門設計是一個綜合考慮工藝、裝（zhuāng）置、性（xìng）能以（yǐ）及成本等要素的設計活動，工藝、裝置是保證，功能是目的，性能以及成本是優化目標（biāo）。隻有綜合考慮各（gè）種要（yào）素，才可設計出比較令人滿意的設計方案。為了便（biàn）利工藝完成，對產品類似結構特征，可以實施標準化設計，便於（yú）刀（dāo）量（liàng）夾具的借用。

設計的裝置要素即（jí）設計方案的多（duō）個零件能順利完成拚裝，相互拚裝的零件要有裝置（zhì）麵（內六（liù）角或者外六角等），盡量選用便於組裝（zhuāng）的零（líng）件結（jié）構（比方組裝不需（xū）區分（fèn）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，便利管理；針對無法共用的（de）零件，做出差異，防止混料。

設計的（de）功用要素即開（kāi）發產品（pǐn）所（suǒ）完成的基本功用，例如截止、穩壓、防止逆流、分流或溢流泄壓等功用。此外，閥門（mén）產品（pǐn）應盡量操作簡略，便（biàn）於裝置拆開以及保護替換，針對（duì）調節類（lèi）閥門，還應設計防誤（wù）操作功用。 

設計的性（xìng）能因素即產品的使用安全性、可靠性，不會（huì）對使用者、使用環境造成損傷，具備一定的強度要（yào）求，比如機械性能（扭矩、彎（wān）矩）、耐壓性能（低壓、高壓）、疲勞強度（冷熱水循環、抗脈（mò）衝性、壽命）、環境模擬適用性（xìng）等。設計的成本因素，即（jí）實現技術功能、滿足預定技（jì）術（shù）性能要求的同時，盡量優化結構，用盡量（liàng）少的零件個數實現產品結構特征，用盡量簡單的加工工藝實現零（líng）件加工生產，降低工程造價和產品價格（gé），對社會產生積極作用（避免環境汙染，維護生態平衡（héng），促進生產力發（fā）展）。 

二、閥門（mén）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（yuán）充分考慮（lǜ）到閥門在實際運（yùn）用過程中承受的最大壓力值，並將最大（dà）值設計成殼體的耐（nài）壓額定值，從而保證殼（ké）體設計的科學性和合理性。 

2、閥門閥體、閥（fá）蓋密封結構設計 

（1）強製密封 

強製密封（fēng）結構（gòu），其設計的原理（lǐ）是：對法蘭螺（luó）栓進行擰緊，對密封墊片產生一個壓（yā）力，使墊片產生壓縮變形，然後密封結構中表麵的縫隙就會被填滿，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（tǐ）、浮動閥蓋、密封環、密封墊、四開環、支承環、牽製螺栓。在其進（jìn）行升壓操縱之前，需要操作人員對螺栓進行預緊，使浮動閥蓋上移，從而保證閥蓋同彈性楔（xiē）形（xíng）墊（diàn）之間形成密封（fēng）力。

當對密封件進行施壓時，閥蓋會有向上的趨勢（shì），此時，閥蓋和楔形密封（fēng）墊之間的密封比壓（yā）會隨著壓力的增（zēng）加而增加（jiā），最終達到（dào）預期密封效果。在閥體同密封環接觸的地（dì）方，為了提（tí）高密封結構的硬性要求，可以采用（yòng）堆焊硬質合金處理來達到相應的目的。 

3、密封副設計 

在（zài）閥座的設計過程中，軟密封閥門的密封（fēng）麵一般采用（yòng）橡膠、PTFE（或RPTFE）、尼龍或（huò）PEEK（聚醚（mí）醚酮）等（děng）材料作為密封材料，應保證閥門的設計（jì）密封比壓不小於材料（liào）的密封比壓。對硬密封閥門，其（qí）密封麵需（xū）要（yào）采取堆焊或噴（pēn）焊司太立（lì）（STL）處理，從而保證密封麵的強度和（hé）使用性能。

在對填料（liào）部（bù）分的設計過程中，閥門廠家的設計人員最好采用（yòng）柔性石墨夾不鏽鋼絲編製填料以適當增強填料，在一些（xiē）特殊工況，應采用（yòng）碟形彈簧加（jiā）載的動負載結構。 

4、連接（jiē）螺栓（shuān）的設計 

第一，設（shè）計人員需要（yào）保證螺（luó）栓（shuān）在工作環境下不（bú）會出現螺紋（wén）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，並（bìng）且還要加大螺紋的（de）中徑間隙；

第三，為了避免（miǎn）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（fāng）案設（shè）計的過程中，需要保證剩餘預緊（jǐn）力超出實（shí）際需求值，從而保證其連接穩固，必要時，可控製螺栓的旋緊扭（niǔ）矩。 

三、閥門設計（jì）中的幾個關鍵技術 

1、熱（rè）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（shè）計，熱（rè）膨脹是材料的一個重要物理現象，其膨脹量（liàng）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件承受熱載差別因素都考慮進去。

同時，因為閥門不同部位的散熱條（tiáo）件存在差異，因此其熱膨（péng）脹量也是存在差異的。這就需要設計（jì）人員具體情況具體分析，並在閥門零件工作間隙（xì）變化的（de）情況下，保證零件之間不會出現卡（kǎ）死、擦（cā）傷等情況，並（bìng）最大限度減少高（gāo）溫對零件產生的（de）損傷。 

2、熱交變 

在（zài）設計人員進行實際設（shè）計的過程（chéng）中，需要規定閥座和支撐件之間的接頭為焊接或者是（shì）螺（luó）紋，保證（zhèng）其密封性。除此之（zhī）外，大口徑的（de）閥門需要對（duì）閥座進行堆焊，從而避免同高溫介質接觸（chù）較多的閥門零件受（shòu）到交變應力的影響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（guǒ）評價的影（yǐng）響（xiǎng）因素考慮進去，從而減少熱交變對閥門（mén）設計的影響（xiǎng），延（yán）長閥門的使用壽命。