控制液體,氣體(有時甚至是固體)的流量,閥門的工作看似簡單。就像用于有形開關(guān)的開/關(guān)(或調(diào)光)開關(guān)一樣,每個閥門的設(shè)計和制造均旨在引導(dǎo)特定材料的運動。
工業(yè)閥門用于從水基礎(chǔ)設(shè)施到海上石油鉆井平臺的數(shù)千種產(chǎn)品和系統(tǒng)。由于它們具有如此廣泛的應(yīng)用,因此自然會帶來成千上萬個(即使不是數(shù)百萬個)形狀和大小的閥門。它們的范圍也從簡單到高度復(fù)雜。
盡管變化很大,但大多數(shù)工業(yè)閥門都可以分解為相同的基本組件:閥體(或外殼),閥蓋,執(zhí)行器,閥構(gòu)件和閥座。
閥體
閥的主體或外殼通常是最大的組成部分。物料在端口之間流過閥體,所有其他閥組件均與閥體連接。例如,標(biāo)準(zhǔn)閘閥具有三個孔:上游端口,材料流入閥體;下游端口,物料離開閥體,頂部還有另一個孔,用于連接閥蓋和執(zhí)行器。當(dāng)然,許多閥也具有三個或更多端口,但基本配置相似。
取決于閥的類型,尺寸和復(fù)雜性,閥體可以由單個部件組成或由多個單獨的部件制成。利用型芯的現(xiàn)代鑄造工藝允許添加復(fù)雜的內(nèi)腔。這些過程,包括殼模鑄造,熔模鑄造和永久模鑄,通常用于鑄造閥門。
閥蓋
并不是每個閥都需要閥蓋,但是大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)閥都包含此組件。閥蓋使用閥體內(nèi)的螺紋或連接到閥體和閥蓋法蘭上的螺栓連接到閥體的頂部。閥蓋的內(nèi)部特性允許連接其他組件,例如致動器和閥構(gòu)件。
在使用閥門時,閥蓋通常保持靜止,但可以卸下以維修內(nèi)部閥部件或清除閥體。在某些情況下,閥蓋與閥體結(jié)合為單個部件。即使它們是分開的部分,閥蓋通常也被認(rèn)為是整個外殼的特征。沒有它,流經(jīng)閥門的材料將泄漏,并且將無法致動閥門。
閥門執(zhí)行器
在某種程度上,執(zhí)行器是最重要的閥門組件。它們提供了控制流量的能力;沒有這種能力,閥門只是通道或容器。執(zhí)行器可以像手輪或手柄一樣簡單,也可以像計算機(jī)化的自動閥門控制器一樣復(fù)雜。
在傳統(tǒng)的截止閥中,操作員轉(zhuǎn)動閥頂部的手輪,執(zhí)行器沿閥蓋內(nèi)的螺紋通道上下移動閥桿。當(dāng)閥桿向上移動時,它將閥構(gòu)件從漏斗形閥座上釋放出來,并使材料流過閥體。
閥件
閥構(gòu)件是直接防止材料流過主體的部件。根據(jù)閥的類型,閥構(gòu)件可以采用多種形狀。截止閥通常使用具有錐形側(cè)面的圓盤形閥構(gòu)件,甚至使用緊靠漏斗形閥座的球形閥構(gòu)件。球形閥之所以如此命名,是因為它們使用球形閥構(gòu)件,這些球形閥構(gòu)件經(jīng)過切割后可以在閥打開時允許流動。蝶閥使用可旋轉(zhuǎn)的圓盤形閥構(gòu)件,以允許或阻礙流動。
閥座
閥座是閥體的特征,可作為閥構(gòu)件的對應(yīng)物。當(dāng)閥門被密封關(guān)閉時,閥構(gòu)件和閥座應(yīng)完全接觸,并且連接應(yīng)足夠緊密,以使任何材料都不能通過。在截止閥中,閥座與錐形盤形閥構(gòu)件的側(cè)面相匹配,因此當(dāng)兩個組件相遇時它們會形成密封。類似地,在蝶閥中,閥座內(nèi)置在閥體內(nèi),并在閥構(gòu)件完全接觸時允許形成密封。在許多情況下,閥座涂有橡膠或聚四氟乙烯,以形成牢固的密封。
制造工業(yè)閥門
由于閥門是由許多不同的零件組成的,因此無法使用單個過程來制造。金屬鑄造是生產(chǎn)大多數(shù)閥門部件的一種選擇方法,但是幾乎總是需要對其進(jìn)行機(jī)械加工,然后再進(jìn)行精加工。
為了提供最大的強(qiáng)度和密封能力,可以通過使用模具和型芯將閥體鑄造為單個零件。殼模,熔模鑄造和生砂鑄造都使制造帶有復(fù)雜內(nèi)腔的空心零件相對容易。由于這種特性,這三個過程通常用于鑄造閥門。
澆鑄閥門零件后,下一步是使用CNC加工完成零件。可以對端口(材料進(jìn)入和離開閥體的位置)進(jìn)行螺紋連接,以使閥可以連接到兩側(cè)的管道上。閥體和閥蓋之間的接口也經(jīng)常帶有螺紋,從而可以將兩個部分連接起來并分開進(jìn)行維護(hù)。根據(jù)閥門機(jī)構(gòu)的不同,執(zhí)行器的制造可能比鑄造的制造更多。閘閥中執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥件之間的螺紋桿有時可以完全由棒料加工而成。如果閥構(gòu)件未完全加工,則幾乎總是需要進(jìn)行一些加工以確保精確配合。類似地,盡管閥座鑄件可以包括閥座的基本形狀,但也必須對其進(jìn)行機(jī)加工以確保與閥構(gòu)件緊密配合。