閥門是用以控製流體流量、壓力和流向(xiàng)的裝置。被控製的流(liú)體可以是液體、氣體、氣(qì)液混合體或固液混合體。閥門通常由閥體、閥蓋、閥座、啟閉件、驅(qū)動機構、密封件和緊固件等組(zǔ)成。閥門的控製功能(néng)是依靠驅(qū)動機構或流體(tǐ)驅使啟閉件升降、滑移、旋擺(bǎi)或回(huí)轉運動以改變流道麵積的大小來實現(xiàn)的。
閥門的用途很廣泛,它(tā)與人們的日常生活有密切(qiē)的關係,例如自來(lái)水(shuǐ)管用的水龍頭、液化石油氣灶用的減壓閥都是閥門。閥門也(yě)是各種(zhǒng)機械設備如內燃機、蒸汽機、壓縮機、泵、氣壓傳(chuán)動(dòng)裝(zhuāng)置、液(yè)壓傳動裝置車輛、船舶和飛行器中不可缺少的(de)部件。
公元前兩千年前,中國人就在輸水管道上使用(yòng)了竹管和木(mù)塞閥,以後又在灌溉渠道上使用水閘,在冶煉用的風箱上使用(yòng)板式止回閥,在井(jǐng)鹽開采方麵使用竹管和板式止回閥提取鹽水隨著冶煉技術和水力機(jī)械(xiè)的發展,在歐洲出現了銅製和鉛製旋塞閥。隨著鍋爐的使用,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(fā)明使閥門進(jìn)入了機械工業領域。在瓦特的蒸汽機上除了使用旋塞閥、安全閥和止回閥(fá)外,還使(shǐ)用了蝶閥(fá),用以調節流量。隨著蒸汽流量和壓力的(de)增大,使用旋塞閥控製蒸汽機(jī)的進汽和排汽已不能滿足需要,於是出現了滑閥。
1840年前後,相(xiàng)繼出現帶螺紋閥杆的截(jié)止閥,和帶梯形螺紋閥杆的楔式閘閥,這是閥門發(fā)展中的一次重大突破。這兩類閥的出現(xiàn),不僅滿足了當時各種工業對壓力、溫度不斷提高的要求,而且初步滿足了對流量調節的要求。此後隨著電力工業、石油工業(yè)、化學工業和造船工業的發展,各種高中壓閥門得到迅速發展(zhǎn)。
第二次世界大戰後,由於聚合材料(liào)、潤滑材料、不鏽鋼和鈷(gǔ)基硬質合金的發展,古老的旋塞閥和蝶閥獲得了新的應用,球閥和隔膜閥得到迅速發展。截止閥、閘閥(fá)和其他閥門品種增加,質量提高。閥門製造業逐漸成為(wéi)機械工(gōng)業的一個重要部門。閥門按(àn)使用功能可(kě)分為截斷閥、調節閥(fá)、止回閥、分流閥、安全閥、多用閥六類。
截斷閥主要用(yòng)於(yú)截(jié)斷(duàn)流體通路,包括截止閥、閘閥、旋塞閥、球閥、蝶(dié)閥隔膜閥、夾管(guǎn)閥等(děng);調節閥主要用於(yú)調節流體的壓(yā)力、流量(liàng)等,包括調節閥、節流閥、減壓閥和浮球調節(jiē)閥等(děng);止回閥用於阻止流體的逆向流(liú)動;分流閥用於分配流體的通路(lù)去向,或將兩相(xiàng)流體分離,包括滑閥(fá)、多通(tōng)閥、疏水(shuǐ)閥和排空(kōng)氣閥等;安全閥主要用於安全保護,防止鍋爐、壓力容(róng)器或管道因超壓而破壞;多用閥是具有一種(zhǒng)以上功能的閥(fá)門(mén),如截止止回閥既能起斷流作用又能起止回作(zuò)用。
工業管道閥門按公稱(chēng)壓(yā)力又可(kě)分為真空閥、低壓閥、中壓閥、高(gāo)壓閥、超高壓閥;閥門按工作溫度又可分為(wéi)常溫閥、中溫閥、高溫閥、低溫(wēn)閥;閥門還可按驅動(dòng)裝置的類型、與管道的聯接方式和閥(fá)體的使用材料等進行分類。閥門可按各種分類方法單獨地或組合地命名,也(yě)可按啟閉件的結構特(tè)征或具體用(yòng)途命名.
閥門的基本參數是(shì)工作壓力、工作溫度和口徑。對於大量使用(yòng)於工業管道(dào)的各種閥門,常(cháng)用(yòng)公(gōng)稱壓力和公稱通徑作為基(jī)本參(cān)數。公稱壓力是指某種材料(liào)的閥門,在(zài)規(guī)定的溫(wēn)度下,允許承受的最大工作壓力。
公稱(chēng)通徑是指閥體與管子聯接(jiē)端部(bù)的名義(yì)內徑。
閥門根據(jù)其(qí)種(zhǒng)類和用途有不同的要求(qiú),主要有密封、強度、調節、流通、啟閉等性能。在設計和選用(yòng)閥門時,除了要考慮基本參數和性能外,還要考慮流體的性能,包括流體(tǐ)的相態氣體、液(yè)體或含固體顆粒、腐蝕性(xìng)、粘度、毒性、易燃易爆性,貴(guì)重稀有程度和放射性等。
密封(fēng)性能(néng)和強度性能是一切閥門最基本、最重要的(de)性能。閥門的密(mì)封分內密封和外密封(fēng)兩部分。內密(mì)封是閥瓣與閥座之間(jiān)的密封;外密封是閥杆運動部位與閥蓋(gài)之間、閥體與(yǔ)閥蓋之間(jiān)和閥體與管道聯接部位之間的(de)密封。閥門在使用時不(bú)僅要求密封性能好,而且必須保證安全(quán)。
如果因密封(fēng)不好而發生泄漏或(huò)因強度不夠而使零件破壞,將會造成不同程度(dù)的經濟損失,如(rú)輸送有毒、易燃易爆或有強腐蝕性流體,還可能導(dǎo)致嚴重的安全事故。為了保證閥門的密封和強度,除了必須遵守有關標準規定合理地(dì)進行結構設計(jì)、確保工藝質量外(wài),還必須正確(què)地(dì)選用材料。
通常,低壓非腐蝕性流體用的閥門使用鑄鐵或(huò)鑄銅;高、中(zhōng)壓閥用鑄鋼或鍛鋼;高溫或高壓閥使用合金鋼;用於腐蝕性流體的閥門(mén)用不鏽鋼、塑(sù)料,耐蝕合金如銅鎳(niè)鉬合金、鈦(tài)合(hé)金(jīn)和鉛合金等或用鑄鐵、鑄鋼內襯耐蝕材料製造(zào)。
通常,低壓閥的密封麵大多使用黃銅或青銅,高、中壓閥大多使用(yòng)不鏽鋼,要求較高的高、中壓閥或高溫閥等使用鈷基硬質合金。聚合材(cái)料(liào)在閥門中已獲(huò)得(dé)廣泛應用,如球閥的閥座主要采用聚四氟乙烯塑料,蝶閥的密封圈和隔膜閥的隔膜采用各種橡膠材料。這些材料在可以(yǐ)使(shǐ)用的溫度範圍內具有比金屬更好的密封性。
隨(suí)著現代核工業、石油化學工業、電子工業和航天工業(yè)的發(fā)展,以及流程工藝自動控製和遠(yuǎn)距離流體輸送的發展,促進了現代低溫閥、真空閥、核工業用閥和各種調節閥的(de)發展。用於遠距(jù)離控製和程序(xù)控製(zhì)的閥門驅動裝置的應用越(yuè)來越多。
未來(lái)閥門的發展將(jiāng)向擴大(dà)產品(pǐn)參數,發展節(jiē)能、省力(lì)和自控閥門,改進結構、采用新材料和新工藝,提高閥門的使用壽命,以及發展專用閥門係列等發麵發(fā)展,如用於液氧、液氫和液(yè)化天然(rán)氣等(děng)的低溫閥、真空閥、核(hé)工業用閥、安全閥、調節閥、疏水閥和閥門驅動裝置(zhì)等。
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