История клапана

Клапаны – это устройства, используемые для регулирования расхода жидкости, давления и направления потока. Регулируемая жидкость может быть жидкостью, газом, газожидкостной смесью или комбинацией твердых и жидких веществ. Клапаны обычно состоят из корпуса, крышки, седла клапана, открывающих и закрывающих компонентов, приводного механизма, уплотнений и разъемов. Функция управления клапаном достигается с помощью приводного механизма или жидкости, которая управляет подъемным, скользящим, качающимся или вращающимся движением компонентов открытия и закрытия, чтобы отрегулировать размер секции бегунка. Использование клапана очень широкое, он имеет тесную связь с повседневной жизнью людей, например, водопроводная труба и PRV, используемый в печи сжиженного газа являются клапанами. Клапаны также являются важнейшими компонентами широкого спектра механического оборудования, такого как двигатели внутреннего сгорания, двигатели с паровым приводом, воздушные компрессоры, насосы, пневматические передаточные системы, гидравлические передаточные машины, корабли и самолеты.

До 2000 г. до н.э. китайцы использовали бамбуковые трубы и пробковые клапаны в системе водопровода, затем использовали шлюзные затворы на ирригационных каналах, использовали пластинчатые контрольные клапаны на сильфонах плавильной печи, собирали рассол с бамбуковыми трубами и пластинчатыми обратными клапанами в скважинной добыче соли, и появились в Европе с внедрением плавильной технологии и гидравлического оборудования. Клапан свинцовый и медный кран. Предохранительный клапан рычага был создан в 1681 году для использования в котлах. Пробковые клапаны и обратные клапаны оставались главными клапанами до появления парового двигателя Ватта в 18 веке. Изобретение парового двигателя привело к появлению клапанов в механической промышленности. Помимо использования штепсельных клапанов, предохранительных клапанов и клапанов на паровом двигателе Ватта, для управления потоком часто использовались поворотные заслонки. Увеличение потока пара и давления означает, что использование запорного крана для регулирования всасываемого и отработанного пара парового двигателя больше не будет удовлетворять потребности, так что появляется клапан.

В 1840 г. и после 1840 г. появились последовательные запорные клапаны с резьбовым штоком и клиновые задвижки с трапециевидной резьбой, что явилось значительным прогрессом в производстве клапанов. Внедрение этих двух типов клапанов не только удовлетворило потребности различных отраслей промышленности в увеличении давления и температуры в точке, но и в конечном итоге выполнило требования, предъявляемые к регулированию расхода. С тех пор, с ростом электроэнергетики, нефтяной промышленности, химической промышленности и судостроения, различные формы клапанов высокого и среднего давления быстро развивались.

Со времен Второй мировой войны старый клапан кран и дроссельная заслонка получили новые применения благодаря производству полимерных материалов, нержавеющей стали, смазочных материалов и карбида кобальта на цементной основе. Шаровые и мембранные клапаны быстро развивались. Шаровые краны, задвижки и другие клапаны повысили и улучшили эффективность. Производство арматуры становится все более важным направлением в машиностроительной промышленности. Клапаны можно разделить на шесть категорий: клапан, используемый для отсечения, регулирования, обратный клапан, запорный клапан, предохранительный клапан и многофункциональный клапан.

Запорный механизм в первую очередь используется для того, чтобы сломать поток жидкости, как задвижка, кран, шаровой кран, мембранный клапан, клапан с зажимом и так далее. Клапан управления в основном используется для регулировки давления и скорости жидкости, как дроссельный клапан, клапан сброса давления и плавающий шаровой кран, и т.д. Обратный клапан используется для того чтобы держать поток жидкости от реверсирования; клапан отвода используется в клапане. Прохождение жидкости или изоляция двухфазной жидкости, в том числе скользящий клапан, многопроходной клапан, дренажный клапан и клапан сброса воздуха; предохранительный клапан используется главным образом для обеспечения безопасности, чтобы держать печь, сосуд под давлением или трубу от того, чтобы быть сломаны избыточным давлением; клапан является клапаном с более чем одной характеристикой, такой как запорный клапан, который может оба служить как клапан избыточного давления.

Промышленные трубопроводные клапаны можно классифицировать на клапан вакуума, клапан низкого давления, клапан среднего давления, клапан высокого давления и клапан сверхвысокого давления по номинальному давлению, и клапан можно снова разделить на клапан стандартной температуры, клапан средней температуры, клапан высокой температуры и клапан низкой температуры при рабочей температуре, и клапан также можно классифицировать по типу, который как его управляют. Клапаны могут быть названы по отдельности или в комбинации в соответствии с различными методами классификации, а также могут быть названы в соответствии со структурными свойствами или специфическим использованием открывающих и закрывающих компонентов.

Технологические требования, предъявляемые к клапану – это рабочее давление, рабочая температура и калибровка. Номинальные клапаны и номинальные диаметры широко используются в качестве стандартных спецификаций для отдельных клапанов, используемых в промышленных трубопроводах. Номинальное давление соответствует среднему рабочему давлению клапана вещества при заданной температуре. Номинальный диаметр относится к номинальному внутреннему диаметру соединительного конца корпуса клапана и трубы.

Клапаны предъявляют различные требования в зависимости от их формы и применения, в частности, к герметичности, прочности, регулировке, циркуляции, открыванию и закрыванию. При конфигурировании и подборе клапанов, помимо специфических параметров и свойств, следует уделять внимание эффективности жидкости, в том числе фазовому состоянию жидкости (газ, жидкость или твердые частицы), коррозии, воспламеняемости, вязкости, токсичности, взрывчатости и радиоактивности.

Эффективность уплотнения и высокая производительность являются самыми фундаментальными и критическими характеристиками всех клапанов. Клапан герметизирован двумя частями: внутренней и наружной. Внутреннее уплотнение – это уплотнение между клапаном и седлом клапана; наружное уплотнение – это уплотнение между штоком клапана и крышкой, корпусом клапана и трубным соединением. Клапаны нуждаются не только в хорошей герметичности, но и в защите.

Если утечка уплотнения не удается, а прочность недостаточна, компоненты разрушаются, что приводит к экономическому ущербу различной степени, например, при транспортировке опасных материалов, воспламеняющихся и взрывчатых веществ или тяжелой коррозионной жидкости, а также может привести к серьезным нарушениям безопасности. Чтобы гарантировать герметичность и прочность клапана, в дополнение к правильному характеру конструкции и стабильности работы, материал должен быть тщательно подобран в соответствии с применимыми требованиями.

Как правило, клапаны низкого давления для некоррозионной жидкости изготавливаются из чугуна или литой меди; клапаны высокого и среднего давления изготавливаются из литой или кованой стали; клапаны высокого или высокого давления из легированной стали; клапаны для коррозионной жидкости изготавливаются из нержавеющей стали, пластмассы и коррозионно-стойких сплавов (например, медно-никель-молибденовые сплавы, свинцовые сплавы, титановые сплавы и т.д.) или из чугуна.

Обычно клапаны низкого давления часто изготавливаются из латуни или меди, клапаны высокого и среднего давления чаще всего из нержавеющей стали, а клапаны высокого и среднего давления или высокотемпературные клапаны с более высокими техническими характеристиками используют цементированный карбид кобальта. Продукция из полимеров широко используется в трубах. Например, седло шаровых кранов в основном состоит из политетрафторэтиленового пластика, а уплотнительное кольцо поворотной заслонки и мембрана мембранного крана изготовлены из различных резиновых материалов. Эти материалы обладают более высокими вяжущими свойствами, чем металлы в температурном диапазоне, который может быть использован.

С развитием современной ядерной, нефтехимической, электронной и аэрокосмической промышленности, а также с развитием автоматизированного управления технологическими процессами и транспортировки жидкостей на большие расстояния, поощряется разработка современных криогенных клапанов, вакуумных клапанов, ядерных клапанов и других регулирующих клапанов. Расширяется использование приводных систем клапанов для дистанционного управления и программного управления.

В будущем производство арматуры позволит расширить технические характеристики продукции, внедрить энергосберегающую, трудосберегающую и саморегулирующуюся арматуру, модернизировать системы, внедрить новые технологии и методы, увеличить срок службы арматуры, а также внедрить специальные серии арматуры, такие как жидкий кислород, криогенная арматура, вакуумная арматура, ядерная арматура, предохранительная арматура, клапанные регуляторы, ловушки и приводы арматуры для жидкого водорода и сжиженного природного газа.