閥門是用以控製流體(tǐ)流量、壓力和流向的裝置。被控製的流體可以是(shì)液體、氣(qì)體、氣液混合體或固液混合體。閥門通常由閥體、閥蓋、閥座、啟閉件、驅動(dòng)機構、密封件和(hé)緊固件等組成。閥門的控製功(gōng)能是依(yī)靠驅動機構或流體(tǐ)驅(qū)使啟閉件升降、滑移、旋擺或回轉運動以改變流道(dào)麵積的(de)大小來實現的。
閥門的用途(tú)很廣泛,它與人們的日常(cháng)生活有密切的關係,例如自(zì)來水管(guǎn)用的水龍頭、液化石油氣(qì)灶用的減壓閥(fá)都是閥門。閥門也是各種機械設備如內燃機、蒸汽機(jī)、壓縮機、泵、氣壓傳動裝置、液壓傳動裝置車輛、船舶和飛行器(qì)中(zhōng)不可缺少的部件。
公元前兩千(qiān)年前,中國人就(jiù)在輸水管道上使用了竹(zhú)管和(hé)木塞閥,以後又在灌溉(gài)渠道上使(shǐ)用水閘,在冶煉用的風箱上使用板式止回(huí)閥,在井鹽開采方麵使(shǐ)用竹管和板式止回閥提(tí)取鹽水隨著冶煉技術和水力機(jī)械的發展,在歐洲出現了銅(tóng)製和鉛製(zhì)旋塞閥。隨著鍋(guō)爐的使(shǐ)用,1681年又出現了杠杆重錘式安(ān)全閥。1769年瓦特(tè)蒸汽機出現以(yǐ)前(qián),旋塞閥和止回閥一直是最主(zhǔ)要的閥門(mén)。蒸(zhēng)汽機的發明使閥門進(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(ān)全閥和止回閥外,還使用(yòng)了蝶閥,用以調節流量。隨著蒸汽流量和壓力的增大,使用旋塞閥控製(zhì)蒸汽機的進汽和排汽已不(bú)能(néng)滿足(zú)需要,於是出現了滑(huá)閥。
1840年前後,相繼出現帶螺紋閥杆的截(jié)止閥,和(hé)帶梯形(xíng)螺紋閥杆的楔式閘閥,這是閥門發展中的(de)一次重大(dà)突破(pò)。這兩類閥的出現,不僅滿足了當時各種(zhǒng)工業對壓力、溫度(dù)不斷提高的要求(qiú),而且初步滿足了對流量調節(jiē)的要求。此後隨著電力(lì)工業、石油工業、化學(xué)工業(yè)和造(zào)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,由於聚合材料、潤滑材料(liào)、不鏽鋼和(hé)鈷基硬質合金的發展,古老的旋塞閥和蝶(dié)閥獲得了新的應用,球閥(fá)和隔膜閥得到(dào)迅速發展。截(jié)止閥、閘閥和其他閥門品種增加,質量提高。閥門製造業逐漸成為機械工(gōng)業的一個重要部門。閥(fá)門按使(shǐ)用功能可分為截斷閥、調節閥、止回閥、分流閥、安全閥、多(duō)用閥六類。
截斷閥主要用於截斷流體通路,包括截止閥、閘閥、旋塞閥、球閥、蝶閥隔膜閥、夾管閥等(děng);調節閥(fá)主要用於調節流(liú)體的壓力、流量(liàng)等,包括調節閥、節流閥、減壓閥和浮球調節閥等;止回閥用於阻止流體(tǐ)的逆向流動;分流閥用於分配流(liú)體的通路去向,或將兩相流體分離,包括滑閥、多通閥、疏水閥和排空氣閥等;安全閥主要用於安全保護,防止鍋爐、壓力(lì)容器(qì)或管道因超壓而破壞;多用閥是具有(yǒu)一種以上功能的閥門,如截(jié)止止回閥既能起斷流作用又能起止回作用。
工業管道閥門按公稱壓力又可分為真(zhēn)空閥、低壓閥、中壓(yā)閥、高壓閥、超高壓閥;閥門按工作溫度又可分為常溫閥、中溫閥、高溫閥、低溫閥;閥門還可(kě)按驅動裝置的類型(xíng)、與管道的聯接方式和閥體的使用(yòng)材料(liào)等進行分類。閥門可(kě)按各種分類方法單獨(dú)地或組合地命名,也可按啟閉件的結構特征或具體用途(tú)命名.
閥門的基本參數是工作壓(yā)力、工作溫度和口徑。對於大量使用於工業管道的各種閥門,常用公稱壓力和公稱通徑作(zuò)為基本參數。公稱壓力是(shì)指某種材料的閥門(mén),在規定的溫度下,允(yǔn)許承(chéng)受的最大工作壓力。
公稱通徑是指閥體與管子聯接端部的(de)名義(yì)內(nèi)徑。
閥門根據其種類和用途有不同的要求,主要有密封、強(qiáng)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(wài),還要(yào)考慮流體的性能,包括流體的相態氣體、液(yè)體或含固體顆粒、腐蝕性、粘度、毒性、易燃易爆性,貴重稀有(yǒu)程度和放射性等。
密封性能和強(qiáng)度性能是一切閥門最基本、最重(chóng)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;外密封是閥杆運動部位與閥蓋之間、閥體與閥蓋之間和閥體與管道(dào)聯接部位之間的密封。閥門在使用時不僅要求密封性能好,而且必須保證安全。
如果因密封不好而發生泄漏或(huò)因強度不夠而使零件破壞,將會造成不同程度的經濟損失,如輸送有毒、易燃易爆或有強腐蝕性流(liú)體,還可能導(dǎo)致嚴重(chóng)的安全事故。為了保(bǎo)證閥門的密封和(hé)強度,除了必須遵守有關標(biāo)準規(guī)定合理地進行結構設計、確保工(gōng)藝質(zhì)量外,還必須正確地選用材料。
通常,低壓非腐蝕性流體用的閥門使用鑄鐵或鑄(zhù)銅;高、中壓閥用鑄鋼或鍛鋼;高溫或高壓閥使用合金鋼;用於(yú)腐蝕性流體的閥門用不鏽鋼、塑(sù)料,耐蝕合金如銅鎳鉬合金、鈦合金和鉛合金等(děng)或用鑄鐵、鑄鋼內襯(chèn)耐蝕材料製造。
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(jù)合材料在(zài)閥門中已獲得廣泛應用,如球閥的閥座主要采用聚四氟乙烯(xī)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(xiē)材(cái)料在可以使用的溫度範圍內具有比金屬更好的密封性。
隨著現代核工業、石油化學工業(yè)、電子工業和航天工業的發展,以及(jí)流程工(gōng)藝自動控製和遠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發展。用於遠(yuǎn)距(jù)離控製和程序控(kòng)製的閥門驅(qū)動裝置的應用越來越多。
未來閥門的發展將向擴大產品參(cān)數,發展(zhǎn)節能、省力和自(zì)控閥門(mén),改進結構、采用新材料和新工藝(yì),提高閥(fá)門的使用壽命,以及發展專用閥門係列等發麵發展,如用於液氧(yǎng)、液氫和液化天然氣等的低溫閥、真空閥、核工(gōng)業(yè)用閥、安全閥、調節閥、疏水(shuǐ)閥和閥門驅動裝(zhuāng)置等。