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阀门的起源和发展历史

[来源:原创] [作者:admin] [日期:18-01-19] [点击:]
阀门最早起源于中国,它早在公元两千多年前就出现了。在春秋战国时期的蜀国人(今四川一带)将竹子桶空在一端装上木制的柱塞阀防止泄漏,再把竹子放入井中汲卤以制盐。公元前1800年,古埃及人为了防止尼罗河泛滥而修建大规模水利工程,也曾采用过类似的木制旋塞来控制水流的分配。
随后欧洲因为冶炼技术和水利机械的发展,对阀门的要求也逐渐提高,于是发明出了铜制和铝制的旋塞阀,阀门才进入金属制。1769年瓦特发明了蒸汽机使阀门正式进入了机械工业领域,蒸汽机上大量采用旋塞阀、安全阀、止回阀和蝶阀。
18世纪到19世纪,蒸汽机在采矿业、冶炼、纺织、机械制造等行业的迅速推广,对阀门数量以及质量日益增加,于是出现了滑阀。相继出现的带螺纹阀杆的截止阀和带梯形螺纹阀杆的楔式闸阀,是阀门发展中的一次重大突破,这两类阀门的出现不仅满足了当时各个行业对阀门压力及温度不断提高的要求,而且初步满足了对流量调节的要求。此后,电力、石油、化工、造船行业的兴起,各种高中压的阀门得到了迅速发展。
第二次世界大战后,由于各种特殊材料,包括聚合材料、润滑材料、不锈钢和钴基硬质合金的发展,古老的旋塞阀和蝶阀获得了新的应用,根据旋塞阀演变的球阀和隔膜阀得到迅速发展。截止阀、闸阀和其他阀门品种增加,质量提高。使得阀门制造业逐渐成为机械工业的一个重要部门。
阀门按使用功能可分为截断阀、调节阀、止回阀、分流阀、安全阀、多用阀六类。
截断阀主要用于截断流体通路,包括截止阀、闸阀、旋塞阀、球阀、蝶阀隔膜阀、夹管阀等;
调节阀主要用于调节流体的压力、流量等,包括调节阀、节流阀、减压阀和浮球调节阀等;
止回阀用于阻止流体的逆向流动;
分流阀用于分配流体的通路去向,或将两相流体分离,包括滑阀、多通阀、疏水阀和排空气阀等;
安全阀主要用于安全保护,防止锅炉、压力容器或管道因超压而破坏;
多用阀是具有一种以上功能的阀门,如截止止回阀既能起断流作用又能起止回作用。
 
工业管道阀门按公称压力又可分为真空阀、低压阀、中压阀、高压阀、超高压阀;阀门按工作温度又可分为常温阀、中温阀、高温阀、低温阀;阀门还可按驱动装置的类型、与管道的联接方式和阀体的使用材料等进行分类。
阀门可按各种分类方法单独地或组合地命名,也可按启闭件的结构特征或具体用途命名。
阀门的基本参数是工作压力、工作温度和口径。对于大量使用于工业管道的各种阀门,常用公称压力和公称通径作为基本参数。公称压力是指某种材料的阀门,在规定的温度下,允许承受的最大工作压力。公称通径是指阀体与管子联接端部的名义内径。
  阀门根据其种类和用途有不同的要求,主要有密封、强度、调节、流通、启闭等性能。在设计和选用阀门时,除了要考虑基本参数和性能外,还要考虑流体的性能,包括流体的相态(气体、液体或含固体颗粒)、腐蚀性、粘度、毒性、易燃易爆性,贵重稀有程度和放射性等。
  通常,低压非腐蚀性流体用的阀门使用铸铁或铸铜;高、中压阀用铸钢或锻钢;高温或高压阀使用合金钢;用于腐蚀性流体的阀门用不锈钢、塑料,耐蚀合金(如铜镍钼合金、钛合金和铅合金等)或用铸铁、铸钢内衬耐蚀材料制造。
  密封性能和强度性能是一切阀门最基本、最重要的性能。阀门的密封分内密封和外密封两部分。内密封是阀瓣与阀座之间的密封;外密封是阀杆运动部位与阀盖之间、阀体与阀盖之间和阀体与管道联接部位之间的密封。阀门在使用时不仅要求密封性能好,而且必须保证安全。
  如果因密封不好而发生泄漏或因强度不够而使零件破坏,将会造成不同程度的经济损失,如输送有毒、易燃易爆或有强腐蚀性流体,还可能导致严重的安全事故。为了保证阀门的密封和强度,除了必须遵守有关标准规定合理地进行结构设计、确保工艺质量外,还必须正确地选用材料。
  通常,低压阀的密封面大多使用黄铜或青铜,高、中压阀大多使用不锈钢,要求较高的高、中压阀或高温阀等使用钴基硬质合金。聚合材料在阀门中已获得广泛应用,如球阀的阀座主要采用聚四氟乙烯塑料,蝶阀的密封圈和隔膜阀的隔膜采用各种橡胶材料。这些材料在可以使用的温度范围内具有比金属更好的密封性。
  随着现代核工业、石油化学工业、电子工业和航天工业的发展,以及流程工艺自动控制和远距离流体输送的发展,促进了现代低温阀、真空阀、核工业用阀和各种调节阀的发展。用于远距离控制和程序控制的阀门驱动装置的应用越来越多。
  未来阀门的发展将向扩大产品参数,发展节能、省力和自控阀门,改进结构、采用新材料和新工艺,提高阀门的使用寿命,以及发展专用阀门系列等发面发展。如用于液氧、液氢和液化天然气等的低温阀、真空阀、核工业用阀、安全阀、调节阀、疏水阀和阀门驱动装置等。
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