閥門是流體管路的操控設備，其基本功（gōng）能（néng）是接通或堵截管路介（jiè）質的流通，改動介質的活動方向，調理介質的壓力以及流量，維護管路設備的正常運轉。伴隨現代工業的不斷（duàn）發展，閥門供應需求量（liàng）不斷（duàn）增加（jiā）。因為閥門的用量龐大，由各種原因形成的閥門泄漏，不僅（jǐn）對（duì）環境形成了嚴重影響，也形成嚴重的原材料（liào）和產品的糟蹋，有時還會引起嚴重（chóng）的（de）安全事（shì）故。
一、設計思（sī）維因（yīn）素
閥門（mén）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，工藝、裝置（zhì）是（shì）保證，功能是目的，性能以及成本是優（yōu）化目標。隻（zhī）有綜合考慮各種要素，才（cái）可設計出比較令人滿意的設計方案。為了便利工藝完（wán）成，對產品類似結構特征，可以實施標（biāo）準化設計，便於（yú）刀量夾具的借（jiè）用。
設計的裝置要素即設計方案（àn）的（de）多個零件能順利完成拚裝，相（xiàng）互（hù）拚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構（比方組裝不需區分組裝方向的對（duì）稱結構等）。針對尺寸相近的零件，盡量做成共用件，便利管理（lǐ）；針對無法（fǎ）共用的（de）零件，做出差異，防止混料。
設計（jì）的功用要素即開發產品所完成（chéng）的基（jī）本功用，例如（rú）截止、穩壓、防止逆流、分流（liú）或溢流（liú）泄（xiè）壓等功用。此外（wài），閥門產品應盡量操作簡略，便於裝置拆開以及（jí）保（bǎo）護替（tì）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，不會對使（shǐ）用者、使用環境造成損（sǔn）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（yā）、高壓）、疲勞強度（冷熱水循環、抗脈衝性、壽命）、環境模擬適用性（xìng）等。設計的（de）成本因素（sù），即實現技（jì）術功能、滿足預定技術性能要求的同時，盡量優化結構，用盡量少的零件個數實現產品結構特征，用盡量（liàng）簡單的加（jiā）工工藝實現零（líng）件加工生產，降低工程造價和產（chǎn）品價格，對社會產（chǎn）生（shēng）積（jī）極作（zuò）用（避免環境汙染，維護生態平（píng）衡，促進生產力發展）。
二、閥門的設計
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（yuán）充分考慮到閥門在實際（jì）運用過程（chéng）中承受的最大壓力（lì）值，並將最大值設計（jì）成（chéng）殼（ké）體的耐（nài）壓額定值，從（cóng）而保證殼體設計的科學性（xìng）和合理（lǐ）性。
2、閥（fá）門閥體、閥（fá）蓋密封結構設（shè）計
（1）強製密封
強製密封結構，其設計的原理（lǐ）是：對法蘭螺栓進行擰緊，對密封墊片（piàn）產生一個壓（yā）力，使墊片產生壓（yā）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（mì）封效果（guǒ）。
（2）伍德密封
伍德密封結構，其主要由（yóu）以下（xià）部分組成：閥體（tǐ）、浮動閥（fá）蓋、密封環、密封墊、四開環、支承環、牽（qiān）製螺栓。在其進行升壓操縱之前，需要操作（zuò）人員對螺栓進（jìn）行（háng）預緊，使浮（fú）動閥蓋上移，從而保證閥蓋同彈性楔形墊之間形成密封力（lì）。
當對（duì）密封件進行施壓時，閥蓋會有（yǒu）向上的趨勢，此時，閥蓋和楔形密封（fēng）墊之間的密封比（bǐ）壓會隨著壓力的增加而（ér）增加，最終達到預期密封效果。在閥體同密封環接觸的地方，為（wéi）了提高密封結構（gòu）的硬性要求（qiú），可（kě）以采用堆焊硬質合金處理（lǐ）來達到相應的目的。
3、密封副設計（jì）
在閥座的設計過程中，軟密封（fēng）閥（fá）門的密封麵一般采用橡膠、PTFE（或RPTFE）、尼龍或PEEK（聚醚醚酮）等材（cái）料作為密封材料，應（yīng）保證閥門（mén）的設計密封比壓不小於材（cái）料（liào）的密封比壓。對硬密封閥門，其密封麵需要采取堆焊或（huò）噴（pēn）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（fá）門廠家的設計人員最好采（cǎi）用柔性（xìng）石墨夾不鏽鋼絲編製填料以適當（dāng）增強填（tián）料，在一些特殊工況，應采用碟形彈簧加載的（de）動負載結構。
4、連接螺栓的設計
第一，設計人員需（xū）要保證螺栓在工作環境（jìng）下不會出現螺（luó）紋咬死的情況；
第（dì）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，並且還要加大螺紋的中徑間隙（xì）；
第三，為了避（bì）免螺栓（shuān）在實（shí）際工（gōng）作時（shí），出現（xiàn）力相對較鬆弛的現象，設計人員在具體方案設計（jì）的過程中，需要（yào）保證剩餘預緊力超出實際需求值，從（cóng）而保證其連接穩固（gù），必要時，可控製螺栓的旋（xuán）緊扭矩。
三、閥門設計中的幾個關鍵技術（shù）
1、熱膨脹量
在對（duì）閥（fá）門進行設計的過程中，尤其是（shì）高溫閥門的設計，熱膨脹是材料的一（yī）個重要（yào）物理現象，其膨脹量的大小直接決定了（le）閥門是否能夠（gòu）有效工作，因此，設計人員需（xū）要將材料的熱膨脹量以及零部件承受熱（rè）載差別因（yīn）素都考慮進去。
同時，因為閥門（mén）不（bú）同部位的散熱條件存在差異，因此其熱膨脹量也（yě）是（shì）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情（qíng）況下，保證零件（jiàn）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的損傷。
2、熱交變
在設計人員進行實際設計的過（guò）程中，需要規定閥座和支撐件之間的接頭為焊接或者是螺紋，保證其密封性。除此之外，大口徑的閥門需（xū）要對閥座進行堆焊，從而避（bì）免同高溫介質接觸較多的閥（fá）門零件受到交變應力的影響而出現（xiàn）過度疲（pí）勞現象。
同時，還應（yīng）該將熱交變情況對閥座結構以（yǐ）及效果評價的（de）影響（xiǎng）因（yīn）素考慮（lǜ）進去，從而（ér）減少熱交變對閥門設計的影響，延長閥（fá）門的使用壽（shòu）命。
