閥門是用以控製流(liú)體流量、壓力和流(liú)向的裝置。被控製的流體可以(yǐ)是液體、氣體、氣液混合體或固液混合體。閥門通常由閥體、閥蓋、閥(fá)座、啟閉件、驅動機(jī)構、密封件(jiàn)和緊固件等組成。閥門的控製功能是(shì)依靠驅動機構或流體驅使啟閉(bì)件升降、滑移、旋擺或(huò)回轉運動以改變流道麵(miàn)積的大(dà)小來實現(xiàn)的。
閥門的用途很廣泛,它與人們的日常生活有(yǒu)密切的關係,例如自來(lái)水管用的水龍頭、液化石油氣灶用的減壓閥都是閥門。閥門也是各種機械設備如內燃機、蒸(zhēng)汽機、壓縮機、泵、氣壓傳動裝置、液壓(yā)傳動裝置車輛、船舶和飛行器中不可缺少的部件。
公元前(qián)兩千年前,中國人(rén)就在(zài)輸(shū)水管道上使用了竹管和木塞閥(fá),以後又在灌溉渠道上使用水閘,在冶煉用的風箱上使用板式止回閥,在井鹽開采方麵使用竹管和板式止回閥提取鹽水隨著(zhe)冶煉技術(shù)和水力機械的發展(zhǎn),在(zài)歐洲出現了(le)銅製和鉛製旋塞閥。隨著(zhe)鍋爐的使用(yòng),1681年又出現(xiàn)了杠杆(gǎn)重錘式安全(quán)閥。1769年瓦特(tè)蒸汽機出現以前,旋(xuán)塞閥和(hé)止回閥一直是最(zuì)主要的閥門。蒸汽機的發明(míng)使閥門進(jìn)入了(le)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(huí)閥外,還使(shǐ)用了蝶閥,用以調節流量。隨著(zhe)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(néng)滿足需要,於是出現了滑閥。
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(shì)閘閥,這是(shì)閥門發展中的一次重大突破。這兩類閥的(de)出現,不僅滿足了當時各種工業對(duì)壓力、溫度不斷提高的要求,而且初步滿足了(le)對流量調節的要求。此後隨(suí)著(zhe)電力工業、石(shí)油工業、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。
第二次世界大戰後,由於聚合材(cái)料、潤滑材料、不鏽鋼和鈷基(jī)硬質合金的發展,古老的(de)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、閘閥和其他(tā)閥門品種增(zēng)加,質量提高。閥門製造業逐(zhú)漸成為機械工業(yè)的一個重要部門。閥門按使用功能可分為截斷閥(fá)、調節閥、止回閥、分流閥、安全閥、多用閥六類。
截斷閥主要用於截斷流體通路,包括截止閥、閘閥、旋塞閥、球閥、蝶閥(fá)隔膜閥(fá)、夾管閥等;調節閥主要用於調節流體的壓(yā)力、流量等(děng),包括調節閥(fá)、節流閥、減壓閥和浮球調節(jiē)閥(fá)等;止(zhǐ)回閥用於阻止流(liú)體的逆向(xiàng)流(liú)動(dòng);分流閥(fá)用於分配(pèi)流體的通路去向,或將兩相流(liú)體分離,包括滑閥、多通(tōng)閥、疏水閥和排空氣閥等;安全閥主要用於安(ān)全保護,防止鍋爐、壓力容器或管道因超壓而破壞;多用閥是具有一種以(yǐ)上功能的閥門,如截止止回閥既(jì)能起斷流作用又能起止回作用。
工業管道閥(fá)門按公稱壓力又可分為真(zhēn)空閥、低壓閥、中壓閥、高壓閥、超高壓閥(fá);閥門按工作溫度又可(kě)分(fèn)為常溫閥、中溫閥、高溫閥、低溫閥(fá);閥(fá)門還可按驅動裝置的(de)類型、與管道的聯接方(fāng)式(shì)和閥體的使用材料等(děng)進行分類。閥門可按(àn)各(gè)種分(fèn)類方法單獨地(dì)或(huò)組合地(dì)命名,也可按啟閉件的結構特征或具體用途命名.
閥門的基本參數是工作壓力、工作溫度和(hé)口徑。對於大量使用於工業管道的各種閥(fá)門,常用公稱壓力和公稱通徑作為(wéi)基本參數(shù)。公稱壓力是指(zhǐ)某種材料的閥門,在規定(dìng)的溫度下,允許承受的最大工作壓力。
公稱通徑是指閥體與管子聯接端部的名義內(nèi)徑。
閥門根(gēn)據其種類和(hé)用(yòng)途有不同的要求,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(hé)性能外,還要考慮流體的性能,包括(kuò)流體的相態氣體、液體或含固體顆粒、腐蝕性、粘度、毒性、易燃易爆(bào)性,貴重稀有程度和放射性等。
密封性能和強度(dù)性能是一切(qiē)閥(fá)門最基本、最重要的性能。閥門的密封分內密封和外密封兩部分。內密封是閥瓣與閥座之間的密封(fēng);外(wài)密封(fēng)是閥杆運動部位(wèi)與閥蓋之(zhī)間、閥體與(yǔ)閥蓋之間和閥體與管道聯(lián)接(jiē)部位之間的密封。閥門在使用時不(bú)僅要求密封性能好,而(ér)且必須保證安全。
如果因密封不好而發生泄漏或因強(qiáng)度不夠而使零件破壞(huài),將會造成不同程(chéng)度的經濟(jì)損失,如輸送有毒、易燃易爆或有(yǒu)強腐(fǔ)蝕(shí)性流體,還可能導(dǎo)致嚴重的安全(quán)事故(gù)。為了保證(zhèng)閥門的密封(fēng)和強度,除了必須遵守有關標(biāo)準(zhǔn)規定合理地進行結(jié)構(gòu)設計、確(què)保工藝質量外,還必須(xū)正(zhèng)確地選用材料。
通常,低壓非腐蝕性流體(tǐ)用的閥門使(shǐ)用鑄(zhù)鐵(tiě)或(huò)鑄銅;高(gāo)、中壓閥用鑄鋼或鍛(duàn)鋼;高(gāo)溫或高壓閥使用合金鋼;用於腐蝕(shí)性流體的閥門用不鏽鋼、塑料,耐蝕合金如銅鎳鉬合金、鈦合金和鉛合金等或用(yòng)鑄鐵、鑄鋼內襯耐蝕材(cái)料製造。
通常,低壓閥的密封麵大多使用黃銅或青銅(tóng),高、中壓閥大多使用(yòng)不鏽鋼,要求較高的高(gāo)、中壓閥或高溫閥等使用鈷基硬質(zhì)合金。聚(jù)合材料在閥門(mén)中已獲得廣(guǎng)泛應用,如球閥的閥座主要采用聚四氟乙烯塑料,蝶閥(fá)的密封圈(quān)和隔膜閥的隔膜采(cǎi)用各種橡膠(jiāo)材料。這些材料在可以使用的(de)溫(wēn)度範圍內具有比金屬更(gèng)好的密(mì)封性。
隨著現(xiàn)代核工業、石油化學工業、電子工業和航天工業的發展,以(yǐ)及流程(chéng)工藝自動控製和遠距離流體輸送(sòng)的發展(zhǎn),促進(jìn)了現代低溫閥(fá)、真空閥、核工業(yè)用閥和各種調節閥的發展。用於遠距離(lí)控製和程序控製的(de)閥門驅(qū)動裝置的應(yīng)用越來越多。
未來閥(fá)門的發展將向擴大產品參數,發展節能(néng)、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(shǐ)用壽命,以及發展專用閥門係列等(děng)發麵發展,如用於液氧、液氫(qīng)和液化天然氣等(děng)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(zhì)等。