Historia zaworu

Zawory to urządzenia służące do regulacji przepływu płynu, ciśnienia i kierunku przepływu. Regulowany płyn może być cieczą, gazem, mieszaniną gazu i cieczy lub połączeniem ciała stałego i cieczy. Zawory zazwyczaj składają się z korpusu, pokrywy, gniazda zaworu, elementów otwierających i zamykających, mechanizmu napędowego, uszczelek i złączy. Funkcja kontrolna zaworu jest uzyskiwana za pomocą mechanizmu napędowego lub płynu, który napędza ruch podnoszenia, przesuwania, kołysania lub obracania elementów otwierających i zamykających w celu dostosowania rozmiaru sekcji kanału. Zastosowanie zaworu jest bardzo szerokie, ma ścisły związek z codziennym życiem ludzi, np. rura wodociągowa i zawór PRV stosowany w kuchence na gaz płynny to zawory. Zawory są również kluczowymi elementami szerokiej gamy maszyn mechanicznych, takich jak silniki spalinowe, silniki parowe, sprężarki powietrza, pompy, pneumatyczne systemy przekładniowe, hydrauliczne maszyny przekładniowe, statki i samoloty.

Przed 2000 r. p.n.e.

Przed 2000 r. p.n.e. Chińczycy używali rur bambusowych i zaworów korkowych w systemie rurociągów wodnych, następnie używali śluz na kanałach nawadniających, używali płytowych zaworów zwrotnych na miechach huty i zbierali solankę za pomocą rur bambusowych i płytowych zaworów zwrotnych w górnictwie solnym, a w Europie pojawiły się wraz z wprowadzeniem technologii wytapiania i maszyn hydraulicznych. Zawór kurkowy z ołowiu i miedzi. Zawór bezpieczeństwa dźwigni został stworzony w 1681 roku do użytku w kotłach. Zawory grzybkowe i zawory zwrotne były nadal głównymi zaworami do czasu pojawienia się silnika parowego Watta w XVIII wieku. Wynalezienie silnika parowego sprawiło, że zawory wkroczyły do przemysłu mechanicznego. Oprócz zastosowania zawory grzybkoweZawory bezpieczeństwa i zawory w silniku parowym Watta, zawory motylkowe były często używane do kontroli przepływu. Zwiększony przepływ pary i ciśnienie oznaczają, że użycie kurka do regulacji wlotu i wylotu pary z silnika parowego nie zaspokoi już potrzeb, dlatego pojawia się zawór.

W 1840 r. i później

W 1840 roku i później pojawiły się kolejne zawory odcinające z gwintowanym trzpieniem i klinem zasuwy z gwintowanym trzpieniem trapezowym, co stanowiło znaczący postęp w produkcji zaworów. Wprowadzenie tych dwóch typów zaworów nie tylko zaspokoiło potrzeby różnych gałęzi przemysłu w zakresie zwiększania ciśnienia i temperatury w punkcie, ale także ostatecznie spełniło wymagania dotyczące kontroli przepływu. Od tego czasu, wraz z rozwojem przemysłu elektroenergetycznego, naftowego, chemicznego i stoczniowego, różne formy zaworów wysokiego i średniego ciśnienia szybko ewoluowały.

Od II wojny światowej

Od II wojny światowej stare zawory kurkowe i zawory motylkowe znalazły nowe zastosowania dzięki produkcji materiałów polimerowych, stali nierdzewnej, materiałów smarnych i węglika spiekanego na bazie kobaltu. Zawory kulowe i membranowe szybko ewoluowały. Zawory kulowezawory, zasuwy i inne zawory zwiększyły i poprawiły wydajność. Przemysł produkcji zaworów staje się coraz ważniejszą dziedziną przemysłu maszynowego. Zawory można podzielić na sześć kategorii: zawór używany do odcinania, regulacji, zawór zwrotny, zawór odcinający, zawór bezpieczeństwa i funkcja zaworu wielofunkcyjnego.

Mechanizm odcinający służy przede wszystkim do przerywania przepływu płynu, np. zasuwa, zawór kurkowy, zawór odcinający. zawór kulowyzawór motylkowy, zawór membranowy, zawór zaciskowy itp. Zawór sterujący służy głównie do regulacji ciśnienia i prędkości płynu, podobnie jak zawór dławiący, zawór bezpieczeństwa i zawór odcinający. pływający zawór kulowyitp. Zawór zwrotny służy do zapobiegania odwróceniu przepływu płynu; zawór przełączający jest używany w zaworze. Przepływ płynu lub izolacja płynu dwufazowego, w tym zawór przesuwny, zawór wieloprzepustowy, zawór spustowy i zawór spustowy powietrza; zawór bezpieczeństwa jest używany głównie do ochrony bezpieczeństwa, aby zapobiec uszkodzeniu pieca, zbiornika ciśnieniowego lub rury przez nadciśnienie; zawór jest zaworem z więcej niż jedną funkcją, taką jak zawór odcinający, który może służyć zarówno jako zawór nadciśnieniowy.

Przemysłowe zawory rurociągowe można podzielić na zawór próżniowy, zawór niskociśnieniowy, zawór średniociśnieniowy, zawór wysokociśnieniowy i zawór ultrawysokociśnieniowy według ciśnienia nominalnego, a zawór można ponownie podzielić na zawór o standardowej temperaturze, zawór średniotemperaturowy, zawór wysokotemperaturowy i zawór niskotemperaturowy w temperaturze roboczej, a zawór można również podzielić na kategorie według typu, w jaki sposób jest napędzany. Zawory mogą być nazywane pojedynczo lub w połączeniu zgodnie z różnymi metodami klasyfikacji, a także mogą być nazywane zgodnie z właściwościami strukturalnymi lub szczególnymi zastosowaniami elementów otwierających i zamykających.

Wymagania procesowe zaworu obejmują ciśnienie robocze, temperaturę roboczą i kalibrację. Zawory nominalne i średnice nominalne są powszechnie stosowane jako standardowe specyfikacje dla oddzielnych zaworów stosowanych w rurociągach przemysłowych. Ciśnienie nominalne odpowiada średniemu ciśnieniu roboczemu zaworu substancji w określonej temperaturze. Średnica nominalna odnosi się do nominalnej średnicy wewnętrznej łączącego końca korpusu zaworu i rury.

Zawory mają różne wymagania w zależności od ich kształtu i zastosowania, w szczególności w zakresie uszczelnienia, wytrzymałości, sterowania, cyrkulacji, otwierania i zamykania. Przy konfiguracji i wyborze zaworów, oprócz konkretnych parametrów i właściwości, należy zwrócić uwagę na wydajność płynu, w tym stan fazowy płynu (gaz, ciecz lub cząstki stałe), korozję, palność, lepkość, toksyczność, wybuchowość i radioaktywność.

Skuteczność uszczelnienia i wysoka wydajność to najbardziej podstawowe i krytyczne cechy wszystkich zaworów. Zawór jest uszczelniony w dwóch częściach: uszczelnienie wewnętrzne i uszczelnienie zewnętrzne. Uszczelnienie wewnętrzne to uszczelnienie między zaworem a gniazdem zaworu; uszczelnienie zewnętrzne to uszczelnienie między trzpieniem zaworu a pokrywą, korpusem zaworu i złączem rurowym. Zawory wymagają nie tylko dobrej zdolności uszczelniającej, ale także zapewniają ochronę.

Jeśli wyciek uszczelnienia nie powiedzie się, a wytrzymałość nie będzie odpowiednia, komponenty zostaną zniszczone, co spowoduje szkody ekonomiczne o różnym stopniu, takie jak transport materiałów niebezpiecznych, łatwopalnych i wybuchowych lub ciężkich płynów korozyjnych, a także może spowodować poważne incydenty związane z bezpieczeństwem. Aby zagwarantować szczelność i wytrzymałość zaworu, oprócz odpowiedniego charakteru konstrukcji i spójności działania, materiał musi być starannie dobrany zgodnie z obowiązującymi wymaganiami.

Ogólnie rzecz biorąc, niskociśnieniowe zawory niekorozyjne są wykonane z żeliwa lub miedzi; zawory wysokociśnieniowe i średniociśnieniowe są wykonane ze staliwa lub stali kutej; zawory wysokotemperaturowe lub wysokociśnieniowe są wykonane ze stali stopowej; zawory korozyjne są wykonane ze stali nierdzewnej, tworzywa sztucznego lub stopów odpornych na korozję (takich jak stopy miedzi, niklu i molibdenu, stopy ołowiu i stopy tytanu itp.

Zwykle zawory niskociśnieniowe są często wykonane z mosiądzu lub miedzi, zawory wysokiego i średniego ciśnienia są najczęściej wykonane ze stali nierdzewnej, a zawory wysokiego i średniego ciśnienia lub zawory wysokotemperaturowe o wyższych specyfikacjach wykorzystują węglik spiekany na bazie kobaltu. Produkty polimerowe są szeroko stosowane w rurach. Na przykład gniazdo zaworów kulowych składa się w dużej mierze z politetrafluoroetylenu, a pierścień uszczelniający zaworów motylkowych i membrana zaworów membranowych są wykonane z różnych materiałów gumowych. Materiały te mają lepsze właściwości wiążące niż metale w zakresie temperatur, w których mogą być stosowane.

Wraz z rozwojem nowoczesnego przemysłu jądrowego, petrochemicznego, elektronicznego i lotniczego, a także rozwojem zautomatyzowanego sterowania procesami i transportu płynów na duże odległości, wspierany jest rozwój nowoczesnych zaworów kriogenicznych, zaworów próżniowych, zaworów jądrowych i innych zaworów sterujących. Zwiększa się wykorzystanie systemów napędowych zaworów do zdalnego sterowania i sterowania programowego.

W przyszłości produkcja zaworów poszerzy specyfikacje produktów, wprowadzi energooszczędne, pracooszczędne i samosterujące zawory, zmodernizuje systemy, wdroży nowe technologie i metody, zwiększy żywotność zaworów i wprowadzi specjalne serie zaworów, takie jak ciekły tlen, zawory kriogeniczne, zawory próżniowe, zawory jądrowe, zawory bezpieczeństwa, regulatory zaworów, pułapki i urządzenia uruchamiające zawory do ciekłego wodoru i skroplonego gazu ziemnego.