バルブの歴史

バルブは、流体の流れ、圧力、および流れ方向を調整するために使用される装置である。調整される流体は、液体、気体、気液混合物、または固体と液体の組み合わせである。バルブは通常、本体、カバー、弁座、開閉部品、駆動機構、シール、コネクターで構成される。バルブの制御機能は、開閉部品の昇降、摺動、揺動、回転運動を駆動する駆動機構や流体によって得られ、ランナー部の大きさを調整する。バルブの用途は非常に広く、水道管や液化石油ガスストーブのPRVなど、人々の日常生活と密接な関係があります。バルブはまた、内燃機関、蒸気駆動機関、空気圧縮機、ポンプ、空気圧伝動システム、油圧伝動機械、船舶、航空機など、さまざまな機械装置の重要な部品でもある。

紀元前2000年以前

紀元前2,000年以前、中国の人々は竹管とコルク弁を水配管システムに使用し、その後、灌漑用水路に水門を使用し、製錬所の蛇腹にプレート式逆止弁を使用し、井戸塩採掘で竹管とプレート式逆止弁で塩水を採取し、製錬技術と油圧機械の導入によりヨーロッパで出現した。鉛と銅のコックバルブレバー式の安全弁は、1681年にボイラー用に作られた。18世紀にワットの蒸気機関が登場するまでは、プラグ弁と逆止弁がまだ主要なバルブであった。蒸気機関の発明は、バルブが機械産業に参入するきっかけとなった。さらに プラグバルブ安全弁、ワット蒸気機関の弁、バタフライ弁は、しばしば流量を制御するために使用された。蒸気の流量と圧力が増加すると、蒸気エンジンの吸気と排気を調整するためにストップコックを使用しても、バルブが登場するような必要性を満たさなくなります。

1840年以降

1840年以降、ねじ込み式ステムとウェッジを備えた遮断弁が次々と登場した。 ゲートバルブ 台形ねじ込み式ステム、バルブ生産における重要な進歩。この2種類のバルブの導入は、圧力や温度を上昇させたいという様々な産業界の要求を満たすだけでなく、最終的には流量制御の要求を満たすことになった。それ以来、電力産業、石油産業、化学産業、造船産業の発展に伴い、様々な形の高圧・中圧バルブが急速に発展してきました。

第二次世界大戦後

第二次世界大戦以降、高分子材料、ステンレス鋼、潤滑材料、コバルト系超硬合金の生産により、旧来のコックバルブやバタフライバルブに新たな用途が生まれた。ボールバルブとダイヤフラムバルブは急速に進化した。 グローブ弁バルブ、ゲートバルブ、その他のバルブが強化され、効率が向上した。バルブ製造業は、ますます機械産業の重要な分野となっている。バルブは6つのカテゴリに分けることができます：カットオフ、調節に使用されるバルブ、 逆止弁遮断弁、安全弁、多目的弁の機能。

シャットオフ機構は、主に流体の流れを遮断するために使用される。 ボールバルブバタフライバルブ・ダイヤフラムバルブ・ピンチバルブなど。制御弁は、主に流体の圧力と速度を調整するために使用され、スロットルバルブ、圧力リリーフバルブ、ピンチバルブのような。 フローティングボールバルブ等。逆止弁は流体の流れを逆流させないために使用され、分流弁はバルブに使用される。スライディングバルブ、マルチパスバルブ、ドレインバルブ、エアドレインバルブなど。安全弁は、主に炉、圧力容器、パイプが過圧で破損しないようにする安全保護のために使用されている。バルブは、シャットダウンバルブのような複数の機能を備えたバルブで、過圧弁の役割を果たすこともある。

工業用パイプラインバルブは、公称圧力によって真空バルブ、低圧バルブ、中圧バルブ、高圧バルブ、超高圧バルブに分類することができ、バルブは再び動作温度で標準温度バルブ、中温バルブ、高温バルブ、低温バルブに分けることができ、バルブはまた、その駆動方法タイプによって分類することができます。バルブは、異なる分類方法に従って個別に、または組み合わせて命名することができ、また、開閉部品の構造特性または特定の用途に従って命名することもできる。

バルブのプロセス要件は、使用圧力、使用温度、校正である。呼び弁と呼び径は、工業用パイプラインで使用される個別のバルブの標準仕様として広く使用されています。公称圧力は、指定された温度における物質弁の平均作動圧力に相当する。呼び径は、バルブ本体と配管の接合端の呼び内径を指す。

バルブは、その形状や用途、特に密閉性、強度、制御性、循環性、開閉性などに応じて様々な要求がある。バルブの構成と選択においては、特定のパラメータと特性に加えて、流体の相状態（気体、液体、固体粒子）、腐食性、引火性、粘性、毒性、爆発性、放射能を含む流体の効率に注意を払う必要がある。

シール効率と強力な性能は、すべてのバルブの最も基本的で重要な特性です。バルブは内部シールと外部シールの 2 つの部分で密閉されています。内部シールはバルブと弁座の間のシールで、外部シールは弁軸とボンネット、バルブ本体、パイプジョイントの間のシールです。バルブは、優れたシール能力だけでなく、保護能力も必要です。

シールの漏れがうまくいかず、強度が十分でない場合、部品は破壊され、危険物、引火性・爆発性物質、または重腐食性流体の輸送など、さまざまな程度の経済的損害をもたらし、また深刻な安全事故を引き起こす可能性があります。バルブのシール性と強度を保証するためには、構造の適切な性質と操作の一貫性に加えて、適用される要件に準拠して材料を慎重に選択する必要があります。

一般的に、低圧の非腐食性流体用バルブは鋳鉄製または鋳銅製、高圧から中圧のバルブは鋳鋼製または鍛鋼製、高温または高圧のバルブは合金鋼製、腐食性流体用バルブはステンレス鋼製、プラスチック製から耐腐食性合金製（銅-ニッケル-モリブデン合金、鉛合金、チタン合金など）、または鋳鉄製である。

通常、低圧用バルブは真鍮や銅製が多く、高・中圧用バルブはステンレス製が多く、高・中圧用バルブや仕様の高い高温用バルブにはコバルト系超硬合金が使用される。ポリマー製品はパイプに広く使用されている。例えば、ボールバルブのシートの大部分はポリテトラフルオロエチレン樹脂で構成され、バタフライバルブのシールリングやダイヤフラムバルブのダイヤフラムは異なるゴム材料で作られている。これらの材料は使用可能な温度範囲において金属よりも結合性が高い。

現代の原子力、石油化学、エレクトロニクス、航空宇宙産業の発展、プロセスの自動制御や流体の長距離輸送の進歩に伴い、最新の極低温バルブ、真空バルブ、原子力バルブ、その他の制御バルブの開発が奨励されている。遠隔制御やプログラム制御のためのバルブ駆動システムの使用も増加している。

将来的には、バルブの生産は製品仕様を拡大し、省エネ、省力化、自己制御バルブを導入し、システムをアップグレードし、新しい技術と方法を導入し、バルブの耐用年数を延ばし、液体酸素、極低温バルブ、真空バルブ、原子力バルブ、安全バルブ、バルブレギュレーター、トラップ、液体水素と液化天然ガス用のバルブ作動装置などの特殊なバルブシリーズを導入する。