Die Geschichte des Ventils

Ventile sind Vorrichtungen zur Regulierung von Flüssigkeitsdurchfluss, Druck und Durchflussrichtung. Das zu regelnde Fluid kann eine Flüssigkeit, ein Gas, ein Gas-Flüssigkeits-Gemisch oder eine Feststoff-Flüssigkeits-Kombination sein. Die Ventile bestehen in der Regel aus dem Gehäuse, dem Deckel, dem Ventilsitz, den Öffnungs- und Schließkomponenten, dem Antriebsmechanismus, den Dichtungen und den Anschlüssen. Die Steuerfunktion des Ventils wird durch einen Antriebsmechanismus oder eine Flüssigkeit erreicht, die die Hub-, Gleit-, Schwenk- oder Drehbewegung der Öffnungs- und Schließkomponenten antreibt, um die Größe des Kanalabschnitts einzustellen. Die Verwendung von Ventilen ist sehr breit gefächert und steht in engem Zusammenhang mit dem täglichen Leben der Menschen, so sind z. B. die Wasserleitung und das in einem Flüssiggasherd verwendete PRV Ventile. Ventile sind auch wichtige Bestandteile zahlreicher mechanischer Maschinen, wie z. B. Verbrennungsmotoren, dampfbetriebene Motoren, Luftkompressoren, Pumpen, pneumatische Übertragungssysteme, hydraulische Übertragungsmaschinen, Schiffe und Flugzeuge.

Vor 2.000 v. Chr.

Vor 2.000 v. Chr. benutzten die Chinesen Bambusrohre und Korkventile für das Wasserleitungssystem, dann Schleusentore für Bewässerungskanäle, Plattenrückschlagventile für die Faltenbälge der Schmelzer und Sole mit Bambusrohren und Plattenrückschlagventilen im Salzbergbau, und sie kamen in Europa mit der Einführung der Schmelztechnologie und hydraulischer Maschinen auf. Blei- und Kupferhahnventil. Das Sicherheitsventil in Form eines Hebels wurde 1681 für den Einsatz in Heizkesseln entwickelt. Bis zum Aufkommen der Watt'schen Dampfmaschine im 18. Jahrhundert waren Küken- und Rückschlagventile immer noch die wichtigsten Ventile. Mit der Erfindung der Dampfmaschine hielten Ventile Einzug in die mechanische Industrie. Neben der Verwendung von StopfenventileBei den Sicherheitsventilen und den Ventilen der Watt'schen Dampfmaschine wurden häufig Drosselklappen zur Regelung des Dampfstroms verwendet. Erhöhter Dampfdurchsatz und Druck bedeuten, dass die Verwendung eines Absperrhahns zur Regulierung des Dampfeinlasses und des Abdampfes der Dampfmaschine nicht mehr ausreicht, so dass das Ventil erscheint.

Am und nach 1840

Ab 1840 gab es nacheinander Absperrventile mit Gewindespindel und Keil Absperrschieber mit trapezförmiger Gewindespindel, ein bedeutender Fortschritt in der Ventilproduktion. Die Einführung dieser beiden Ventiltypen erfüllte nicht nur die Anforderungen der verschiedenen Industriezweige zur Erhöhung von Druck und Temperatur an der Stelle, sondern auch die Anforderungen der Durchflussregelung. Seitdem haben sich mit dem Wachstum der Elektrizitätswirtschaft, der Erdölindustrie, der chemischen Industrie und des Schiffbaus verschiedene Formen von Hoch- und Mitteldruckventilen rasch weiterentwickelt.

Seit dem Zweiten Weltkrieg

Seit dem Zweiten Weltkrieg haben sich die alten Hähne und Klappen durch die Herstellung von Polymerwerkstoffen, rostfreiem Stahl, Schmierstoffen und Hartmetall auf Kobaltbasis weiterentwickelt. Kugelventile und Membranventile entwickelten sich schnell weiter. Durchgangsventile, Schieber und andere Ventile haben die Effizienz erhöht und verbessert. Die Armaturenindustrie hat sich zunehmend zu einem wichtigen Bereich der Maschinenindustrie entwickelt. Die Ventile können in sechs Kategorien unterteilt werden: Ventil zum Absperren, Regulieren, Rückschlagventil, Absperrventil, Sicherheitsventil und Mehrzweckventilfunktion.

Der Absperrmechanismus wird in erster Linie zur Unterbrechung des Flüssigkeitsstroms verwendet, wie ein Schieber, ein Hahn, ein Kugelhahnein Drosselventil, ein Membranventil, ein Quetschventil und so weiter. Das Steuerventil wird hauptsächlich verwendet, um den Druck und die Geschwindigkeit der Flüssigkeit einzustellen, wie das Drosselventil, das Überdruckventil und das schwimmendes Kugelventil, usw. Das Rückschlagventil wird verwendet, um eine Umkehrung des Flüssigkeitsstroms zu verhindern; das Umleitungsventil wird im Ventil verwendet. Durchlass eines Fluids oder Absperrung eines zweiphasigen Fluids, einschließlich eines Schieberventils, eines Mehrwegeventils, eines Ablassventils und eines Luftablassventils; das Sicherheitsventil wird hauptsächlich zum Schutz verwendet, um zu verhindern, dass der Ofen, der Druckbehälter oder die Rohrleitung durch Überdruck beschädigt wird; das Ventil ist ein Ventil mit mehr als einer Funktion, z. B. ein Absperrventil, das gleichzeitig als Überdruckventil dienen kann.

Industrielle Rohrleitungsventile können nach ihrem Nenndruck in Vakuumventile, Niederdruckventile, Mitteldruckventile, Hochdruckventile und Höchstdruckventile eingeteilt werden, und die Ventile können wiederum in Standardtemperaturventile, Mitteltemperaturventile, Hochtemperaturventile und Niedertemperaturventile bei Betriebstemperatur eingeteilt werden, und die Ventile können auch nach ihrer Antriebsart kategorisiert werden. Ventile können einzeln oder in Kombination nach verschiedenen Klassifizierungsmethoden benannt werden und können auch nach den strukturellen Eigenschaften oder besonderen Verwendungszwecken der Öffnungs- und Schließkomponenten benannt werden.

Die Prozessanforderungen an die Armatur sind Betriebsdruck, Betriebstemperatur und Kalibrierung. Nennventile und Nenndurchmesser sind als Standardspezifikationen für die in industriellen Rohrleitungen verwendeten Einzelventile weit verbreitet. Der Nenndruck entspricht dem mittleren Betriebsdruck des Stoffventils bei der angegebenen Temperatur. Die Nennweite bezieht sich auf den nominalen Innendurchmesser der Verbindungsstelle zwischen dem Ventilgehäuse und dem Rohr.

An Ventile werden je nach Form und Verwendung unterschiedliche Anforderungen gestellt, insbesondere in Bezug auf Abdichtung, Festigkeit, Steuerung, Zirkulation, Öffnen und Schließen. Bei der Konfiguration und Auswahl von Ventilen sollten neben den spezifischen Parametern und Eigenschaften auch die Effizienz des Fluids, einschließlich des Phasenzustands des Fluids (Gas, Flüssigkeit oder feste Partikel), Korrosion, Entflammbarkeit, Viskosität, Toxizität, Explosivität und Radioaktivität berücksichtigt werden.

Die Effizienz der Abdichtung und die Leistungsfähigkeit sind die wichtigsten und kritischsten Merkmale aller Ventile. Die Abdichtung des Ventils besteht aus zwei Teilen: der inneren Dichtung und der äußeren Dichtung. Die innere Dichtung ist die Dichtung zwischen dem Ventil und dem Ventilsitz; die äußere Dichtung ist die Dichtung zwischen dem Ventilschaft und dem Ventiloberteil, dem Ventilgehäuse und der Rohrverbindung. Ventile müssen nicht nur gut abdichten, sie müssen auch Schutz bieten.

Wenn die Dichtung nicht dicht ist und die Festigkeit nicht ausreicht, werden die Bauteile zerstört, was zu wirtschaftlichen Schäden unterschiedlichen Ausmaßes führen kann, z. B. beim Transport von Gefahrgut, brennbaren und explosiven Stoffen oder stark ätzenden Flüssigkeiten, und auch schwere Sicherheitsvorfälle verursachen kann. Um die Dichtheit und Festigkeit des Ventils zu gewährleisten, muss neben der richtigen Beschaffenheit des Aufbaus und der Beständigkeit des Betriebs auch das Material sorgfältig nach den geltenden Anforderungen ausgewählt werden.

Im Allgemeinen werden Niederdruckventile für nicht korrosive Flüssigkeiten aus Gusseisen oder Kupferguss hergestellt; Hoch- bis Mitteldruckventile werden aus Stahlguss oder Schmiedestahl hergestellt; Hochtemperatur- oder Hochdruckventile werden aus legiertem Stahl hergestellt; Ventile für korrosive Flüssigkeiten werden aus rostfreiem Stahl, Kunststoff oder korrosionsbeständigen Legierungen (wie Kupfer-Nickel-Molybdän-Legierungen, Bleilegierungen und Titanlegierungen usw.) oder aus Gusseisen hergestellt.

Niederdruckventile werden in der Regel aus Messing oder Kupfer hergestellt, Hoch- und Mitteldruckventile bestehen meist aus rostfreiem Stahl, und für Hoch- und Mitteldruckventile oder Hochtemperaturventile mit höheren Anforderungen wird Sinterkarbid auf Kobaltbasis verwendet. Polymerprodukte werden in großem Umfang in Rohren verwendet. So besteht z. B. der Sitz von Kugelhähnen größtenteils aus Polytetrafluorethylen-Kunststoff, und der Dichtungsring von Absperrklappen und die Membran von Membranventilen wird aus verschiedenen Gummimaterialien hergestellt. Diese Werkstoffe haben in dem Temperaturbereich, in dem sie verwendet werden können, bessere Bindungseigenschaften als Metalle.

Mit dem Fortschritt der modernen Nuklear-, Petrochemie-, Elektronik- und Luft- und Raumfahrtindustrie sowie der Weiterentwicklung der automatisierten Prozesssteuerung und des Ferntransports von Flüssigkeiten wurde die Entwicklung moderner Kryogenventile, Vakuumventile, Nuklearventile und anderer Regelventile gefördert. Der Einsatz von Ventilantriebssystemen für die Fernsteuerung und die Programmsteuerung hat zugenommen.

In Zukunft wird die Produktion von Ventilen die Produktspezifikationen erweitern, energiesparende, arbeitssparende und selbststeuernde Ventile einführen, Systeme aufrüsten, neue Technologien und Methoden implementieren, die Lebensdauer der Ventile erhöhen und spezielle Ventilserien einführen, wie z. B. Flüssigsauerstoff-, Tieftemperatur-, Vakuum- und Nuklearventile, Sicherheitsventile, Ventilregler, Siphons und Ventilbetätigungsvorrichtungen für Flüssigwasserstoff und Flüssigerdgas.