
閥門是用以控製流體流量、壓力和流(liú)向的裝置。被控製的流體可(kě)以是液體(tǐ)、氣體、氣液混合體或固液(yè)混合體。閥門通常由閥體、閥蓋、閥座(zuò)、啟閉件、驅動機構、密封件和緊固件等組成。閥門(mén)的控製功能是依靠驅動(dòng)機構或流體驅使啟閉件升降、滑移、旋擺或回轉運動以改變流道麵積的大(dà)小來實現的。

閥門的用途很(hěn)廣泛,它與人們的日常生活有密切的(de)關係,例如自來水管用的水龍頭、液化(huà)石油氣灶用的減壓閥都是(shì)閥門。閥門也是各種機械設備如內燃機、蒸汽機、壓縮機、泵、氣壓傳動裝置、液壓傳動裝置車(chē)輛、船舶和飛(fēi)行器中不可(kě)缺少的(de)部件。
公元前兩(liǎng)千年前,中國(guó)人就在輸水管道(dào)上(shàng)使用了竹管和木塞閥,以後又在灌溉渠道上使(shǐ)用水閘,在冶煉用的風箱上使用板式止回閥,在(zài)井鹽開采方麵使用竹管和板式(shì)止回閥提取鹽水隨著冶(yě)煉技術和水力機械的發展,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(wǎ)特蒸汽機出現以前(qián),旋塞閥和止回閥一直是最主要的閥門。蒸汽機的發明使閥門進入了機械工業領域。在瓦特(tè)的蒸汽機上除(chú)了使用旋塞(sāi)閥、安全閥(fá)和止回閥外,還使(shǐ)用了蝶閥,用以調節流量。隨著蒸汽流量和壓(yā)力(lì)的增大,使用旋塞閥控製蒸汽機的進汽和排汽已不(bú)能滿足需要,於是出現了滑(huá)閥。
1840年前後,相繼出現帶螺(luó)紋閥杆的截止閥(fá),和(hé)帶梯(tī)形螺紋閥(fá)杆的楔式閘閥,這(zhè)是閥門發展中的一次重大突破。這兩(liǎng)類閥的出現(xiàn),不(bú)僅滿足了當時各(gè)種(zhǒng)工業對壓力、溫度不斷提高的要求,而且初步滿足了對(duì)流量調節的要求。此後隨著電力工業、石油工業、化學工業和造船工業(yè)的發展,各種高中壓閥門得到迅速發展。
第二次世界大戰後(hòu),由於聚合材料、潤滑材料、不鏽鋼(gāng)和鈷基硬(yìng)質合金的發展,古老的旋塞閥和蝶閥獲得了新的應用(yòng),球閥和(hé)隔膜閥得到迅速發展。截止閥、閘閥和(hé)其他閥門品種增加,質量(liàng)提高。閥門製造業逐漸成為(wéi)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、調節閥、止(zhǐ)回閥、分流閥、安全閥(fá)、多用閥六類(lèi)。
截斷閥主要用於截斷(duàn)流體通路,包括截止閥、閘閥、旋塞閥、球閥、蝶閥(fá)隔膜閥、夾管閥(fá)等;調(diào)節閥主要用於調節流體的壓力、流(liú)量等,包括調節閥、節流(liú)閥、減壓閥(fá)和浮球(qiú)調節閥(fá)等;止回閥用於阻止流體的逆(nì)向流(liú)動;分流閥用於分配流體的通路去向,或將兩相流體分(fèn)離,包括滑閥、多通閥(fá)、疏水閥和排空氣閥等;安全閥主要用於安全保護,防(fáng)止鍋爐、壓力容器或管道因超壓而破壞;多(duō)用閥是具有一種以上功能的閥門,如截止(zhǐ)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(yòu)可分為真空(kōng)閥、低壓閥、中(zhōng)壓閥、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(fá)、低溫閥(fá);閥門還可按驅動裝置的類(lèi)型、與管道的聯接方式(shì)和閥體的使用材料等進行分類。閥(fá)門可按各種分類方法單獨地或組合地命名(míng),也可按啟閉件的(de)結構特征或具體用途命名(míng).
閥門的基(jī)本參數是工(gōng)作壓力、工作溫度和口徑。對於大量使(shǐ)用於工業管道的各種閥門,常用公(gōng)稱壓力和公稱通徑作為基本參數。公稱壓力是指某種材料(liào)的(de)閥(fá)門,在規定的溫度下,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(duān)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(liú)通、啟閉等(děng)性能。在設計和(hé)選用閥門時(shí),除了要考慮基本(běn)參數和性(xìng)能外,還要考慮流體的性能,包括流(liú)體的相態氣體(tǐ)、液體或含固體顆粒、腐蝕性、粘度、毒性、易燃易爆性,貴重稀有程度和(hé)放射性(xìng)等。
密封(fēng)性能(néng)和強度性能是一切閥門最基(jī)本、最重要的性能。閥(fá)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(jiān)的密封;外密封是閥(fá)杆運動部位與閥蓋之間、閥體與閥蓋之間和閥體與管道聯接部(bù)位之間的密(mì)封。閥(fá)門在使用時不僅要求密封(fēng)性能好,而且必須保(bǎo)證(zhèng)安全。
如果因密封不好而發生泄漏或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(yì)燃易爆或有強腐蝕性流體,還可能導致嚴重的(de)安全事故。為了(le)保證閥門的密封和強度,除了(le)必須遵守有關標準規定合理地進行結構設(shè)計、確保工藝質量(liàng)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銅(tóng);高(gāo)、中壓(yā)閥用(yòng)鑄鋼(gāng)或鍛鋼;高溫或高壓(yā)閥使用合金鋼;用於腐(fǔ)蝕(shí)性流體的閥門(mén)用不鏽鋼、塑料,耐(nài)蝕合金如銅(tóng)鎳(niè)鉬合(hé)金、鈦(tài)合金和鉛合金等(děng)或用鑄(zhù)鐵、鑄鋼內襯耐蝕材料製(zhì)造。
通常,低壓閥的密封麵大多使用黃銅或青銅,高、中(zhōng)壓閥大多使用不鏽鋼,要求較高(gāo)的高、中壓閥或高溫閥等使用鈷基硬質合金(jīn)。聚合材料在閥門中已獲得廣泛應用,如球閥的閥(fá)座主要采用聚四氟乙烯塑料,蝶閥的密封圈和隔膜閥的(de)隔膜采(cǎi)用各種橡膠材(cái)料。這些材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(xiàn)代核工業、石油化學工業、電子工業(yè)和航天(tiān)工(gōng)業的發展,以及流程(chéng)工藝自動控製和遠距離流體(tǐ)輸送的(de)發展,促進了現代低溫(wēn)閥、真(zhēn)空閥、核工(gōng)業用閥(fá)和各種(zhǒng)調節閥(fá)的發展。用於遠距離控製和程序控製的閥門驅(qū)動裝置的應用越來越多。
未來閥(fá)門的發展將向擴大產(chǎn)品參數(shù),發展節能、省力和自控閥(fá)門,改(gǎi)進結構、采用新材料和(hé)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、液氫和液化天然氣等的低溫閥、真(zhēn)空閥、核工業用閥、安全閥、調節閥、疏水閥和閥門驅動裝置等。