يحدد التصميم الهيكلي للصمام بشكل مباشر وظائفه واستقراره التشغيلي وعمر الخدمة داخل نظام التحكم في السوائل. يتكون هيكل الصمام الكامل عادةً من جسم الصمام، وغطاء الصمام، وعناصر الفتح والإغلاق، وساق الصمام، وأسطح الختم، وجهاز التشغيل، والمكونات المساعدة. تعمل هذه المكونات معًا لضمان التدفق الآمن والدقيق للوسيط في خط الأنابيب.
جسم الصمام هو الجزء الرئيسي من الصمام، ويستخدم لاحتواء الوسط وتوجيهه. يجب حساب وتحديد شكله وسمك جداره بناءً على ضغط العمل ودرجة الحرارة وخصائص الوسط. يتم أيضًا تخطيط طريقة الاتصال بين جسم الصمام وخط الأنابيب (مثل الحافة والخيط واللحام) بشكل موحد أثناء مرحلة التصميم الهيكلي لضمان قوة التجميع وموثوقية الختم. يتم تثبيت غطاء الصمام، الموجود في الجزء العلوي من جسم الصمام، بواسطة مسامير أو هيكل شد ذاتي الضغط -، ويعمل على إحاطة المساحة الداخلية، وحماية الأجزاء الداخلية، وتسهيل التفكيك والصيانة.
تعتبر عناصر الفتح والإغلاق حاسمة لتحقيق التحكم في التدفق، مثل رفع البوابة وخفضها، أو إزاحة قرص الصمام، أو دوران الكرة، أو تذبذب لوحة الفراشة. يحدد مسار الحركة وشكل التلامس لسطح الختم خصائص فتح وإغلاق الصمام ومعامل مقاومة التدفق. يربط ساق الصمام عنصر الفتح/الإغلاق وآلية القيادة، المسؤولة عن تحويل الدوران أو الدفع إلى حركة خطية أو دورانية لعنصر الفتح/الإغلاق. يؤثر تشطيب سطحه والمعالجة المضادة للتآكل-على كفاءة النقل ومتانته.
إن زوج الختم، الذي يتكون من عنصر الفتح/الإغلاق ومقعد الصمام، هو المكون الأساسي الذي يمنع تسرب الوسائط. يمكن لمواد الختم الناعمة مثل المطاط و PTFE تحقيق عدم التسرب، لكن مقاومتها لدرجة الحرارة والضغط محدودة. تستخدم الأختام الصلبة تركيبًا معدنيًا-إلى-معدنًا، ومناسبًا لدرجات الحرارة العالية-والضغط العالي-والظروف التي تحتوي على جسيمات صلبة-، ولكنها تتطلب دقة تصنيع أعلى. تشمل آليات القيادة، اعتمادًا على نوع الصمام، العجلات اليدوية وعلب التروس والمحركات الكهربائية والمحركات الهوائية أو الهيدروليكية. يجب أن يأخذ اختيارهم في الاعتبار متطلبات عزم الدوران، وسرعة التشغيل، والظروف البيئية.
تشتمل المكونات الإضافية على الأدلة، وآليات الحد، ومنافذ التصريف، وفتحات موازنة الضغط، المستخدمة لتحسين سلاسة الحركة، وتقليل التآكل، وتحسين سهولة الصيانة. في ظروف التشغيل الخاصة، يمكن إضافة طبقات عازلة، أو -هياكل مقاومة للتآكل، أو أجهزة مقاومة للاهتزاز- للتكيف مع بيئات الاهتزاز ذات-درجات الحرارة المرتفعة، أو درجات الحرارة المنخفضة-، أو شديدة التآكل، أو بيئات الاهتزاز ذات التردد العالي-.
مع التقدم في التكنولوجيا الصناعية، تتطور هياكل الصمامات نحو النمطية والوزن الخفيف والذكاء. يؤدي تطبيق المواد الجديدة إلى تحسين مقاومة التآكل ومقاومة التعب، كما تعمل عمليات التصنيع الدقيقة على تحسين دقة التركيب لأزواج الختم، ويمكن للهيكل الذكي الذي يدمج المستشعرات مراقبة حالة التشغيل في الوقت الفعلي، مما يتيح الصيانة التنبؤية. لا يعد هيكل الصمام المصمم بطريقة علمية ضمانًا لتحقيق الأداء الوظيفي فحسب، بل يعد أيضًا الأساس للتشغيل الآمن والاقتصادي للنظام.
