真空阀门是真空系统的重要元件。对于构成管路一部分的阀门，其流导大小是一个重要的性能参数。对于主要用来起开关气路作用的阀门，阀板关闭的密封性能也是重要的性能参数之一。密封性能是用其漏气率来衡量的。对于主要用来调节气流大小的阀门，能够调节气流量的精度及范围，则是一项重要的性能参数。对于全金属超高真空阀门，每次关闭是否性能稳定?使用寿命是否长?是其主要的性能指标。
(1)对真空阀门的一般要求
①阀门的密封性能要好，阀板密封处的漏气率要小;
②阀板开启后应尽可能有较大的流导;
③阀门内所用材料应有较低的饱和蒸气压，高抗腐蚀性能和高化学稳定性、耐磨损、寿命长，超高真空阀门应能耐烘烤(400～450℃);
④阀门结构要简单，开关轻便省力，有标志，传动机构在高压侧;
⑤真空阀门的型式、基本参数、连接尺寸和技术条件应按国家专业标准执行。
(2)阀板的密封结构和密封力计算
①胶垫密封结构及密封力的计算
橡胶垫圈密封是利用阀板与阀座间压紧橡胶垫圈，依靠橡胶弹性变形填塞表面不平来实现的密封。目前真空阀门的胶垫密封归纳起来有6种，如图18所示。前4种用于较大口径的阀门，后2种用于较小口径的阀门。a种是早期采用的结构，为了便于加工阀座上的密封槽，必须把阀座与阀壳设计成可拆卸的，这就在结构上增加了一道真空密封。现在绝大多数阀门都采用阀板上带密封圈的结构。
选择真空阀门的密封结构时应注意以下几点：a.尽可能减少阀板下高真空侧的放气因素，例如选用放气率小的密封垫材料等.b.关阀后密封圈截面上有zui大的压缩变形.c.结构力求简单;d.制造方便;e.密封元件便于拆卸和修理。
阀门关闭的密封性能好坏决定于密封垫填塞阀座表面不平的程度。影响这种填塞程度的因素有二方面：a.密封垫材料的硬度和压紧程度;b.阀座表面的粗糙度。通常阀座表面的粗度都高于3.2/δ，密封垫的硬度都在邵氏硬度55～75之间。密封垫的压紧程度，根据试验结果，当橡胶的硬度在邵氏硬度50以上，而表面没有任何擦伤时，橡胶垫的高度压缩比在15%以上就能达到漏气率小于1.33×10-7pa·l/s·cfn。的密封性能。如果考虑到制造精度上允许的偏差·把压缩比适当提高一些是必要的。因此建议真空阀门密封垫的相对压缩比通常取为15%～25%。
胶垫密封闷板的密封力计算，多数可按0形环在矩形槽中受压缩的密封力进行近似地计算
fs=σbl =σxebxπddn (1)
式中σ-密封比压力，n/cm2;b-密封宽度，即密封圈与阀座的接触宽度，cm;l-密封圈平均周长，cm;σx-相对比压力;e-密封圈材料的相氏模量，n/cm2;bx-密封圈的相对宽度，d-密封圈的线径，cm;d-密封槽的中径，cm。
有些阀门只需要单向使用，例如扩散泵入口阀门，阀板只需要封住扩散泵中的真空状态。这种阀的设计，结构上允许阀板在压力差作用下继续被压紧。因此，阀板关闭时只需要初始压紧力就可以。我国1968年真空阀门联合设计中提出，在上述情况下，密封的初始比压力可以取为20n/cm。。实践证明，这种做法是可行的。故这种阀门的初始密封力为
fs=20bln (2)
式中b-与密封比压力为20n/cm2相对应的胶垫密封宽度，cm;l-胶垫的长度，cm。
有些阀门需要双向使用，既不但需要封住阀板上方的大气压，有时还得封住阀板下方的大气压。这种阀门的阀板密封力应用下式计算：
fs=σbl+7.85×10-5d2pdn (3)
式中pd是大气压强，pa;其余符号同前。
②金属垫密封结构及密封力计算
给出金属垫密封的几种结构。其中有针阀的结构，还有都是用于超高真空系统中的金属垫密封阀门。
一般来说，阀板用软金属紫铜、无氧铜、铝、镍和铅等制成，铜、铝、镍要预先经过退火处理。阀座用硬金属不锈钢等制成刀口形。一种是用低熔点的软金属及其合金作为密封材料，而阀座也是用硬金属不锈钢等制成。它们都是依靠软金属受压产生塑性变形与阀座密合达到密封的。为保证密封，每次阀板关闭时刀口的压痕必须重合。为此除了阀板的传动上应有的导向机构外，刀口尖还应倒圆。倒圆半径一般有两种：r0.1mm和r0.2mm，多数取为r0.1。图(g)没有刀口压痕问题，密封垫的寿命较长。
刀口形状对阀门性能也有一定影响。表2给出了一些实验数据，从表中实验数据可知，直角形刀口比夹角形刀口所需螺旋压紧转矩大些。
为了提高阀板(或金属垫)的寿命，阀板的压下量还可以设计成可微调的。一旦原有压痕失去了应有的密封性能时，可通过微调，使压痕再稍深一些。这样能保证密封性一能，也延长了阀板的使用寿命。
目前有关金属垫密封阀门的密封力计算通常是基于实验数据。设计者针对所设计的密封结构进行模拟试验，确定出密封比压力，然后按照具体的密封尺寸进行计算。
根据表中的数据，金属垫密封力可按下式计算：
fs=ls.fls=as.fsan (4)
式中ls-密封口中心长度，mm;fls-单位长度的密封力，n/mm;as-密封面积，mm2;fsa-单位面积的密封力，n/mm2。
(3)阀板压紧装置
地计算阀板的密封力是真空阀门设计的首要问题，而正确地设计阀板压紧装置则是达到密封力的基本保证。
①阀板压紧装置应达到的要求
a.在压紧密封垫时，阀板不产生横向运动。因为横向运动会搓伤密封垫;
b.压紧位置要有重合性，即每次关闭都压在同一位置上。只有这样才能保证阀门关闭性能稳定。金属垫阀门对此要求严格，胶垫的差些;
c.要均衡压紧密封垫。因为不均衡压紧密封垫就可能造成封闭不严密;
d.压紧后必须能自锁，否则要有动力来维持压紧状态;
e.压紧程度必须可调，因为密封垫都有一定制造公差，必须通过调整才能压紧。
②常用的几种压紧方式
a.螺旋压紧在真空阀门中应用zui广，它的结构简单，制造容易，压紧时增力倍数较大，适于手动、电动两种阀门;其缺点是开关阀门时间较长、传动效率较低。
现以超高真空阀门的具体结构来说明螺旋压紧。1带刀口的阀座，2是可更换的阀板，它由带导向槽的螺杆3带动。螺母4拧在螺杆3上，其轴向由止推轴承限定，只能转动。当螺母转动时，螺杆3因导向键5的限制，只能作上下移动，从而带动阀板上下移动，或打开阀门或关闭阀门。这种阀的关键是阀板关闭要有重合性。经验证明，利用阀板凸出的圆周面和阀腔的内圆柱面精加工配合，可以达到阀板粗定位。该种结构还利用制动圈6来解决螺母退扣问题，效果很好。
螺旋压紧的螺母阻力矩的计算可参照机械设计中有关的计算。压紧后的自锁条件是 λ=arctanf(5)
式中 λ——螺旋升角;f——螺杆与螺母材料的摩擦系数
b.斜面压紧
如图6所示，阀板上的斜面沿着垫块上的斜面向左滑动、阀板与垫块被撑开而将胶圈压紧密封。和螺旋压紧类似，若斜面升角小于两者材料的摩擦角，压紧后就能实现自锁。然而对于普通钢材，摩擦角为5°43’，若要保证自锁，需斜面升角入<5°43'。假设胶圈压下量为1.5mm，则在极限情况下，上述阀板需相对于斜块向左移动15mm才行。即阀板接触到胶圈后，还要相对于胶圈横向移动15mm，显然这是不能允许的。所以这种结构要利用传动连板5转至死点来保证自锁。
为产生所需密封力fs，见图22，传动连板给阀板的推力ft，应为
ft=fs.tan(λ+ρ) +ffs(6)
式中ρ——斜面间材料的摩擦角;f——胶圈与阀板的摩擦系数
为了消除压紧密封圈时，阀板与密封圈间的摩擦力，目前国内外都采用图23所示的压紧密封原理。此时
fs/ft=1/[tan(λ+ρ) +f1] (7)
式中f1——滚轮与导轨之间的摩擦系数;其余符号的意义同上。
c.链板压紧
链板压紧机构如图7所示。图24是典型的链板压紧力图。如果不考虑铰链的摩擦力，作用在链板上有4个力：密封力fs、阀板受到的止推力fz、导轨槽通过滚轮(或滑块)给出的反力ff(ff=fs)和推杆传来的推力f`t。因为链板是压力杆，所以合力在其中心线上。推力ft还需克服滚轮与导轨槽的摩擦力fff=ffs，根据力的平衡条件可得
ft=fs(tanα+f) (8)
式中α——链板中心线与阀板密封面法线的夹角;f——滚轮与导轨槽的摩擦系数
压紧装置的自锁条件是
λ＜tan-1f (9)
对于真空中的干摩擦，钢与钢之间的滑动摩擦系数为0.15，滚动摩擦系数为0.05，代入上式可得：对于滑块摩擦，a<8°30’，链板自锁;对于滚轮摩擦，a<2°50’，链板自锁。
d.弹簧压紧
阀板6由弹簧5压紧密封。当电磁线圈2通电时，衔铁4被吸上，阀板被提起打开阀门。
e.弹性垫圈自身压紧
阀塞被碗形密封圈箍紧密封。这就象往复运动的动密封一样，不过由于阀塞进出密封圈，需要