La storia della valvola

Le valvole sono dispositivi utilizzati per regolare il flusso del fluido, la pressione e la direzione del flusso. Il fluido regolato può essere un liquido, un gas, una miscela gas-liquido o una combinazione solido-liquido. Le valvole sono normalmente costituite da corpo, coperchio, sede della valvola, componenti di apertura e chiusura, meccanismo di azionamento, guarnizioni e connettori. La funzione di controllo della valvola è ottenuta mediante un meccanismo di azionamento o un fluido che aziona il movimento di sollevamento, scorrimento, oscillazione o rotazione dei componenti di apertura e chiusura per regolare le dimensioni della sezione di scorrimento. L'uso della valvola è molto ampio e ha una stretta associazione con la vita quotidiana delle persone, ad esempio il tubo dell'acqua del rubinetto e il PRV utilizzato nella stufa a gas di petrolio liquefatto sono valvole. Le valvole sono anche componenti fondamentali di un'ampia gamma di macchinari meccanici, come motori a combustione interna, motori a vapore, compressori d'aria, pompe, sistemi di trasmissione pneumatica, macchine a trasmissione idraulica, navi e aerei.

Prima del 2.000 a.C.

Prima del 2.000 a.C., i cinesi utilizzavano tubi di bambù e valvole di sughero per il sistema di tubature dell'acqua, poi usavano paratoie nei canali di irrigazione, valvole di controllo a piastra sui mantici della fonderia e raccoglievano la salamoia con tubi di bambù e valvole di controllo a piastra nell'estrazione del sale da pozzo, per poi emergere in Europa con l'introduzione della tecnologia di fusione e dei macchinari idraulici. Valvola a leva per piombo e rame. La valvola di sicurezza a leva fu creata nel 1681 per l'uso delle caldaie. Le valvole a otturatore e le valvole di ritegno rimasero le valvole principali fino all'arrivo del motore a vapore di Watt nel XVIII secolo. L'invenzione del motore a vapore portò le valvole ad entrare nell'industria meccanica. Oltre all'uso di valvole a otturatoreLe valvole di sicurezza e le valvole della macchina a vapore di Watt, le valvole a farfalla erano spesso utilizzate per controllare il flusso. L'aumento del flusso e della pressione del vapore fa sì che l'uso di un rubinetto d'arresto per regolare l'aspirazione e lo scarico del vapore della macchina a vapore non soddisfi più le esigenze, per cui compare la valvola.

Nel 1840 e dopo il 1840

A partire dal 1840, si sono succedute valvole di intercettazione con stelo filettato e cuneo valvole a saracinesca con stelo filettato trapezoidale, un progresso significativo nella produzione di valvole. L'introduzione di questi due tipi di valvole non solo soddisfaceva le richieste di diversi settori industriali per l'aumento della pressione e della temperatura nel punto, ma soddisfaceva anche i requisiti di controllo del flusso. Da allora, con la crescita dell'industria elettrica, petrolifera, chimica e navale, si è assistito a una rapida evoluzione di diverse forme di valvole ad alta e media pressione.

Dalla seconda guerra mondiale

Dal secondo dopoguerra, le vecchie valvole a rubinetto e a farfalla hanno visto nuove applicazioni grazie alla produzione di materiali polimerici, acciaio inossidabile, materiali lubrificanti e carburo cementato a base di cobalto. Le valvole a sfera e le valvole a membrana si sono evolute rapidamente. Valvole a globo, valvole a saracinesca e altre valvole hanno potenziato e migliorato l'efficienza. L'industria della produzione di valvole è diventata sempre più un settore importante dell'industria meccanica. Le valvole possono essere suddivise in sei categorie: valvole utilizzate per il taglio e la regolazione, valvola di ritegno, valvola di intercettazione, valvola di sicurezza e valvola multifunzione.

Il meccanismo di intercettazione viene utilizzato principalmente per interrompere il flusso del fluido, come una valvola a saracinesca, una valvola a rubinetto, una valvola di sicurezza. valvola a sferaUna valvola a farfalla, una valvola a diaframma, una valvola a spillo e così via. La valvola di controllo è utilizzata principalmente per regolare la pressione e la velocità del fluido, come la valvola a farfalla, la valvola di sovrapressione e la valvola di sicurezza. valvola a sfera galleggianteecc. La valvola di ritegno viene utilizzata per impedire l'inversione del flusso del fluido; la valvola di deviazione viene utilizzata nella valvola. Passaggio di un fluido o isolamento di un fluido bifase, tra cui una valvola a scorrimento, una valvola a più passaggi, una valvola di scarico e una valvola di scarico dell'aria; la valvola di sicurezza viene utilizzata principalmente per la protezione di sicurezza per evitare che il forno, il recipiente a pressione o il tubo vengano rotti da una sovrapressione; la valvola è una valvola con più di una caratteristica, come una valvola di arresto, che può servire sia come valvola di sovrapressione.

Le valvole per condotte industriali possono essere classificate in valvola a vuoto, valvola a bassa pressione, valvola a media pressione, valvola ad alta pressione e valvola ad altissima pressione in base alla pressione nominale, e la valvola può essere nuovamente suddivisa in valvola a temperatura standard, valvola a media temperatura, valvola ad alta temperatura e valvola a bassa temperatura alla temperatura di esercizio. Le valvole possono essere denominate singolarmente o in combinazione secondo diversi metodi di classificazione e possono anche essere denominate in base alle proprietà strutturali o agli usi particolari dei componenti di apertura e chiusura.

I requisiti di processo della valvola sono la pressione di esercizio, la temperatura di esercizio e la taratura. Le valvole nominali e i diametri nominali sono ampiamente utilizzati come specifiche standard per le valvole separate utilizzate nelle condutture industriali. La pressione nominale corrisponde alla pressione media di esercizio della valvola di sostanza alla temperatura specificata. Il diametro nominale si riferisce al diametro interno nominale dell'estremità di unione tra il corpo della valvola e il tubo.

Le valvole hanno requisiti diversi a seconda della loro forma e del loro utilizzo, in particolare per quanto riguarda la tenuta, la resistenza, il controllo, la circolazione, l'apertura e la chiusura. Nella configurazione e nella scelta delle valvole, oltre ai parametri e alle proprietà specifiche, occorre prestare attenzione all'efficienza del fluido, compreso lo stato di fase del fluido (gas, liquido o particelle solide), la corrosione, l'infiammabilità, la viscosità, la tossicità, l'esplosività e la radioattività.

L'efficienza della tenuta e le prestazioni elevate sono le caratteristiche fondamentali e critiche di tutte le valvole. La valvola è sigillata in due parti: la tenuta interna e la tenuta esterna. La tenuta interna è la tenuta tra la valvola e la sede della valvola; la tenuta esterna è la tenuta tra lo stelo della valvola e il coperchio, il corpo della valvola e il giunto del tubo. Le valvole non solo devono avere una buona capacità di tenuta, ma devono anche garantire la protezione.

Se la tenuta non riesce e la resistenza non è adeguata, i componenti si distruggono, con conseguenti danni economici di varia entità, come il trasporto di materiale pericoloso, infiammabile ed esplosivo o di fluidi fortemente corrosivi, e possono anche causare gravi incidenti di sicurezza. Per garantire la tenuta e la resistenza della valvola, oltre alla natura adeguata della struttura e alla coerenza del funzionamento, il materiale deve essere scelto con cura in conformità ai requisiti applicabili.

In genere, le valvole per fluidi a bassa pressione e non corrosivi sono realizzate in ghisa o rame fuso; le valvole per alte e medie pressioni sono realizzate in acciaio fuso o acciaio forgiato; le valvole per alte temperature o alte pressioni sono realizzate in acciaio legato; le valvole per fluidi corrosivi sono realizzate in acciaio inossidabile, in leghe plastiche resistenti alla corrosione (come leghe di rame-nichel-molibdeno, leghe di piombo e leghe di titanio, ecc.

In genere, le valvole a bassa pressione sono spesso realizzate in ottone o rame, quelle ad alta e media pressione sono più spesso in acciaio inox, mentre le valvole ad alta e media pressione o ad alta temperatura con specifiche più elevate utilizzano carburo cementato a base di cobalto. I prodotti polimerici sono stati ampiamente utilizzati nelle tubazioni. Ad esempio, la sede delle valvole a sfera è in gran parte composta da plastica politetrafluoroetilene, mentre l'anello di tenuta delle valvole a farfalla e il diaframma delle valvole a membrana sono realizzati in diversi materiali di gomma. Questi materiali hanno proprietà leganti superiori a quelle dei metalli nell'intervallo di temperatura utilizzabile.

Con l'avanzamento delle moderne industrie nucleari, petrolchimiche, elettroniche e aerospaziali, nonché con il progresso del controllo automatizzato dei processi e del trasporto a lunga distanza dei fluidi, è stato incoraggiato lo sviluppo di moderne valvole criogeniche, valvole per vuoto, valvole nucleari e altre valvole di controllo. È aumentato l'uso di sistemi di azionamento delle valvole per il controllo remoto e il controllo programmato.

In futuro, la produzione di valvole amplierà le specifiche dei prodotti, introdurrà valvole a risparmio energetico, a risparmio di manodopera e autocontrollo, aggiornerà i sistemi, implementerà nuove tecnologie e metodi, aumenterà la durata delle valvole e introdurrà serie speciali di valvole, come quelle per l'ossigeno liquido, le valvole criogeniche, le valvole per il vuoto, le valvole nucleari, le valvole di sicurezza, i regolatori di valvole, le trappole e i dispositivi di azionamento delle valvole per l'idrogeno liquido e il gas naturale liquefatto.