閥門是用以控製流體流量、壓力和流向的裝置(zhì)。被控製的流體可以是液體、氣體、氣液混合(hé)體或固液混合體。閥門(mén)通(tōng)常由閥體、閥蓋、閥座、啟閉件、驅動機構、密封件和(hé)緊固件等組成。閥門的控製功能是依靠驅動機構或流體驅(qū)使啟(qǐ)閉件升(shēng)降、滑移、旋擺或回轉運動以改變流道麵(miàn)積的大小來實現的(de)。
閥門的用(yòng)途(tú)很廣泛,它與人們的日常生活有密切的(de)關係(xì),例如自來水(shuǐ)管(guǎn)用的水龍頭、液化石油氣灶用的減(jiǎn)壓閥都(dōu)是閥門。閥門也是各種機械設備如內(nèi)燃機、蒸汽機、壓縮機、泵、氣壓傳動(dòng)裝置、液壓傳動(dòng)裝置車輛、船舶和飛行器(qì)中不可缺少的部件。
公元前兩千年前(qián),中國(guó)人就在輸水管道上使用了竹管和木塞閥,以後又在灌溉渠道上使用水(shuǐ)閘,在冶煉用的(de)風箱上(shàng)使用板式(shì)止回閥,在井鹽開采方麵使用(yòng)竹管(guǎn)和板式止回閥(fá)提取鹽水隨著冶(yě)煉技術和水力機械的發展,在歐洲出(chū)現了銅製和鉛(qiān)製旋塞閥(fá)。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(zhēng)汽(qì)機出現(xiàn)以前,旋塞閥(fá)和止(zhǐ)回閥(fá)一直是最主要的閥門。蒸(zhēng)汽機的發明使閥門進入了(le)機械工業領域。在瓦特(tè)的蒸(zhēng)汽機上除了(le)使用旋塞閥(fá)、安全閥和止回閥外,還使用了蝶閥,用以調節(jiē)流量。隨著蒸汽流量和壓力的增大,使用旋塞閥控製蒸汽機的進汽和排汽已不能滿足需要,於(yú)是出現了滑閥。
1840年前後,相繼出現帶螺紋閥杆的截止閥,和帶梯形螺紋閥杆的楔式閘閥,這是閥門發展(zhǎn)中(zhōng)的一次重大突破。這兩類(lèi)閥的出現,不僅滿足了當時各(gè)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(yào)求(qiú)。此後隨著電力工業、石油工業、化學工業和造(zào)船工業的發展,各種高中壓閥門(mén)得到迅速發展。
第二次(cì)世界大戰後,由於聚合材料、潤(rùn)滑(huá)材料、不鏽鋼和(hé)鈷基硬質合金的發展,古老的旋塞閥和蝶閥獲得了新的應(yīng)用(yòng),球閥和隔膜閥得(dé)到(dào)迅速發展。截(jié)止閥、閘閥和其他閥門品種增加(jiā),質量提高。閥門製造業逐漸成為機械工業的一個重要部門。閥門按使用功能可分為截斷閥、調節閥、止回(huí)閥、分(fèn)流閥(fá)、安(ān)全閥、多用閥六類。
截斷閥主要用於截斷流體通路(lù),包括截止閥、閘閥、旋塞閥、球閥、蝶閥隔(gé)膜閥、夾管閥等;調節閥主要(yào)用(yòng)於調節流體的壓(yā)力、流量(liàng)等,包括調節閥、節(jiē)流閥、減壓閥和浮(fú)球調節閥等;止回閥(fá)用於阻止流體的逆向流動;分(fèn)流閥用於分配流體的通路去向,或將兩相流體分離,包括滑閥、多通閥、疏水閥和排空氣(qì)閥(fá)等;安全閥(fá)主要用於安全保護,防止鍋爐、壓力容器或管道因超壓(yā)而破(pò)壞;多用閥是具有一種以上功能的閥門,如截止止回閥(fá)既能起斷流(liú)作用又能起止(zhǐ)回作用(yòng)。
工業管(guǎn)道閥門按(àn)公(gōng)稱壓(yā)力又可分為真(zhēn)空閥、低壓閥、中壓閥、高(gāo)壓閥、超高壓閥;閥(fá)門按(àn)工作溫度又(yòu)可分為常溫閥、中溫閥、高溫閥(fá)、低溫閥;閥門還可按驅(qū)動裝置的類型、與管道的聯接(jiē)方式和閥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,也可按啟(qǐ)閉件的結構特征或具體(tǐ)用途命名.
閥門的基本參(cān)數(shù)是工(gōng)作壓力、工作溫度和口徑(jìng)。對於大量使用於工業管道的各種閥門,常用公稱壓力和(hé)公稱通徑作為基本參數。公稱壓力是指某種材料的閥門,在規定的(de)溫度下(xià),允許承受的最大工作壓力。
公稱通(tōng)徑是指閥體與管子聯接端部的名義內徑。
閥門根據其種類和用途有不同的要求,主要有密封、強度、調節、流通、啟閉等(děng)性能。在設計和選用閥門時,除了要考慮基本參數(shù)和性能外,還要考慮流體的性能,包括流體的(de)相態氣體、液體或含固體顆粒、腐蝕性、粘度、毒性、易燃易爆性,貴重稀有程度(dù)和放射性等。
密封(fēng)性能和強度性能是一切閥(fá)門最基本、最重要的性能。閥門的密封(fēng)分內密封和外密封兩部分。內密(mì)封是閥瓣與閥座之間的密封;外密封是閥杆運動部位與閥蓋之間、閥體與閥蓋之間和(hé)閥體與管道聯接部位之間的密封(fēng)。閥門在使用時不僅要求密封性(xìng)能好,而且必須保證安(ān)全。
如果因密封不好而發生(shēng)泄漏或因強(qiáng)度不夠而使零件破壞,將會造成不同程度的經濟損(sǔn)失,如輸送有毒、易燃易爆或有強腐蝕性流體,還可能導致嚴重的安全事故。為了保(bǎo)證閥門的(de)密封和強度,除了必須遵守有關標準規定(dìng)合理地進行結構設計、確保工藝質量外,還必須正確(què)地選用材(cái)料。
通常,低壓非腐蝕性流體用的閥門使用鑄鐵或(huò)鑄銅;高、中壓閥用鑄鋼或鍛鋼;高溫或高壓閥使用合金鋼(gāng);用於腐蝕性(xìng)流體(tǐ)的閥門用不鏽鋼、塑料,耐(nài)蝕合金如銅鎳鉬合金、鈦合金和鉛合金(jīn)等或用鑄鐵、鑄鋼內襯耐蝕材料製造。
通常,低壓閥的密封麵大多使用黃(huáng)銅或青銅(tóng),高、中壓(yā)閥大多使(shǐ)用不鏽鋼,要求較高(gāo)的高、中壓閥或高溫閥等(děng)使用鈷基硬質合金。聚合材料在閥門中已獲得廣泛應用,如球閥(fá)的閥座主要采(cǎi)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(zhǒng)橡膠材料。這些材料在可以使用的溫度範(fàn)圍內具有比金屬(shǔ)更好的密封(fēng)性。
隨著現代核工業、石油化學工業、電子工業和航天工業的發(fā)展,以及流程工藝自動控製和遠距離流(liú)體輸送的發展,促進了(le)現代低(dī)溫閥、真空閥、核工業用閥和各種調節閥的發(fā)展。用於遠距離控製和(hé)程序控製(zhì)的閥門驅動裝置的應(yīng)用越來(lái)越多。
未(wèi)來閥門的發展將向擴大(dà)產品參數,發展(zhǎn)節能、省力和自控閥門,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(liè)等(děng)發麵發展,如用於液氧、液(yè)氫和液化天然(rán)氣等的低溫閥、真空閥、核工業用閥、安全閥、調節閥、疏水閥和(hé)閥門驅動裝置等。
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