通用設備閥(fá)門發展與原理

     閥門是用(yòng)以控制流體流(liú)量、壓力和流向的裝(zhuāng)置。被控制(zhì)的流體可以是液體(tǐ)、氣體(tǐ)、氣液混合體或固液混合(hé)體。 
     閥門通常由閥體(tǐ)、閥蓋、閥座、啓閉件、驅動機構、密封件和緊(jǐn)固件等組成。閥門的控制功能(néng)是依靠驅動機構或流體驅使啓閉件升降、滑移、旋擺或回轉運(yùn)動以改變流道面積的大小來實現的。

    閥門的用(yòng)途很廣泛(fàn)，它與人們的日常生活有密切的關系，例如自來水管用的水龍頭、液化石油氣竈用(yòng)的減壓(yā)閥都是閥門(mén)。閥門也是各種機械設備(bèi)如内燃機、蒸汽機、壓縮機、泵、氣壓傳動裝置、液壓傳動裝置、車輛(liàng)、船舶和飛行器中不可缺少的部件。

    公元前兩千年(nián)前，中國人就在輸水管道(dào)上使用了竹管和木塞閥，以後又在(zài)灌溉渠道上使用水閘，在冶煉(liàn)用的風箱上使用闆式(shì)止(zhǐ)回閥 ，在井鹽開采方面使用竹管和(hé)闆式止回閥 提(tí)取鹽水。

    随着冶(yě)煉技術和水力機(jī)械的發展，在歐洲出現了銅(tóng)制和(hé)鉛制旋塞閥。随着鍋(guō)爐(lú)的使用，1681年又出現了杠杆重錘式安全閥。1769年瓦特蒸汽(qì)機(jī)出現以前，旋塞閥和止回閥 一直是最主要的閥門。

    蒸汽機的發明使(shǐ)閥門進入了機械工業領域。在瓦特的蒸(zhēng)汽機上除(chú)了使用旋塞閥、安全(quán)閥和(hé)止回閥 外，還使用了蝶閥 ，用以(yǐ)調節流量。随着蒸汽流量和壓力的(de)增(zēng)大，使用旋塞閥控制蒸(zhēng)汽機(jī)的進汽和排汽已不能滿(mǎn)足需要，于是出(chū)現了(le)滑閥。

    1840年前後(hòu)，相繼(jì)出現帶螺紋(wén)閥杆的截止閥 ，和帶梯形螺紋(wén)閥杆的楔式閘閥 ，這是閥門發展中的一次(cì)重大突破。這兩類閥的出現，不僅(jǐn)滿足了當時各種工業對(duì)壓力、溫度(dù)不斷提高的要求，而且初步滿足了對流量調節的要求。此後随着電力工業、石油工業、化學(xué)工業和造船工業的(de)發展，各種高中壓閥門得到迅(xùn)速發展。

    第二次世界大戰後，由于聚合材料、潤滑材料、不鏽鋼(gāng)和钴基(jī)硬(yìng)質合金的發展，古老(lǎo)的旋塞閥和蝶閥 獲得了新的應(yīng)用，球閥 和隔膜閥得到迅速發展。截止閥 、閘閥 和其他(tā)閥門品種增加，質量提高。閥(fá)門制造(zào)業逐漸成爲機(jī)械工業的一個重要部門。

    閥門按使用功能可分爲截斷閥、調節閥、止回閥 、分流閥、安全閥、多(duō)用閥六類。

    截斷閥主要用于截斷流(liú)體通路，包(bāo)括截止閥(fá) 、閘閥 、旋塞閥、球閥 、蝶閥(fá) 隔膜閥、夾管閥等；調節閥主要用于調(diào)節流體的壓力、流量等，包括調節閥、節流閥、減壓閥(fá)和浮球調節閥等；止回閥 用于阻止流體的逆向流動；分流閥用于分配流體的通路去向，或将兩相流體分離，包(bāo)括滑閥、多通閥、疏水閥和排空氣閥等；安全閥主要用于安全保護，防止鍋爐(lú)、壓力容器或管道因超壓而破壞；多用閥是具有一種(zhǒng)以(yǐ)上功能的閥門，如截止止回閥(fá) 既能起斷流作(zuò)用又能起止回作用。

    工業管道閥門按公(gōng)稱壓力又可分爲真空閥、低壓閥、中壓閥、高壓(yā)閥、超高壓閥；閥門按工作(zuò)溫度又可分爲(wèi)常溫閥、中溫閥、高溫閥、低溫閥；閥門還可按驅動裝置的(de)類型、與管道的聯接方式和閥體的使用材料等進行分類。閥門可(kě)按各種分類方(fāng)法單(dān)獨地或組合地命名，也可按啓閉件的結構特征或具體用途命名。

    閥門的基本參(cān)數是工作壓力、工作溫度和(hé)口徑。對于大量使用于工業管道(dào)的各種閥門，常用公(gōng)稱(chēng)壓力和公稱通徑作爲基本參數。公稱壓力是(shì)指某種材料的閥門，在(zài)規定的溫(wēn)度下，允(yǔn)許承受的最(zuì)大工作壓力。公稱通徑是指閥(fá)體與管子聯接(jiē)端部的名義内徑。

    閥門根據其種類和用途有(yǒu)不同的要求，主要有密封、強度、調節、流通、啓閉等性(xìng)能。在設計和選用閥門時，除了要考慮基(jī)本參數和性能外，還要考慮流體的性(xìng)能，包括流體的相态(氣(qì)體、液體或含固體顆粒)、腐蝕性、粘度、毒性、易燃易爆性，貴重稀(xī)有(yǒu)程度和(hé)放射性等。

    密封性能和強度性能是一切閥門最基本、最重要(yào)的性能。閥門的密封(fēng)分内密封和外密封兩部分。内密封是閥瓣與閥座之間的密(mì)封；外(wài)密封是閥杆運動部位與(yǔ)閥蓋之間、閥體(tǐ)與閥蓋之間和(hé)閥體與管道聯接部(bù)位(wèi)之間的密封。閥(fá)門在使(shǐ)用時不僅要求密封性能好，而(ér)且必須保證安(ān)全。

    如果因密封不好而發生洩漏或(huò)因強(qiáng)度不夠而使零件破(pò)壞，将會造(zào)成不同程度的經濟損失，如輸送(sòng)有毒、易燃易爆或有強腐蝕性流體，還可能導緻嚴重的安全事故。爲了保證閥(fá)門的密封和強度，除(chú)了必須遵(zūn)守有關标準規(guī)定合理地進行結構設計、确保工藝質量外，還(hái)必須正确地選用材料。

    通常，低壓非腐蝕性流體用(yòng)的閥門使用鑄鐵或(huò)鑄銅；高、中壓閥用鑄(zhù)鋼或鍛鋼；高溫或高壓閥使用(yòng)合金鋼；用于腐蝕性流體的閥(fá)門用不鏽鋼、塑(sù)料，耐蝕合金(如(rú)銅鎳钼合(hé)金、钛合金和鉛合金等)或(huò)用鑄(zhù)鐵、鑄鋼内襯耐蝕材(cái)料制造。

    通常，低壓閥的密封面大多使用黃銅或青銅，高、中壓閥大多使用不鏽鋼，要求較高的高、中壓(yā)閥或高溫閥等使用钴基硬質合金。聚合材料在閥(fá)門中已獲得廣泛應(yīng)用，如球閥 的閥座主要采用聚四氟乙烯(xī)塑料，蝶閥 的密(mì)封圈和隔膜閥的隔膜采用各種橡膠材料。這(zhè)些材料在(zài)可以使用的溫度範(fàn)圍内具有比金屬更好的密封(fēng)性。

    随着現代核工業、石油化學工業、電子工業和航天工業的發展，以及流程工藝自(zì)動控(kòng)制和遠距離(lí)流體輸送的發展，促(cù)進(jìn)了現(xiàn)代低溫閥、真空閥、核工業用閥(fá)和各種調節閥的(de)發展。用于遠距離(lí)控制和程序控制的閥門驅動裝置的應用越來越多(duō)。

    未來閥門的發展将向擴大産品參數，發(fā)展節能、省(shěng)力和自控閥門，改進(jìn)結構、采用新材料和新工藝，提高閥(fá)門的使用(yòng)壽(shòu)命，以(yǐ)及發展專用閥門系列等發面發展(zhǎn)，如用于液氧、液氫(qīng)和液化天然氣等的低溫閥、真空閥、核工業用閥、安(ān)全閥、調節閥、疏水閥和閥門驅動裝置等(děng)。