「阀门发展系列1」——古代阀门原来长这样？！赶紧来补一补阀门历史

阀门作为流体管路的控制装置，是随着管路的产生而产生的。阀门的最基本的功能是接通或切断管路介质的流通。

利用阀门可以改变管路中的介质流动方向，调节介质的压力和流量以及保护管路的安全运行。

人类认识和使用阀门，已有长久的历史。我们来看一看，阀门的发展历程究竟是什么样的呢？

尼罗河是古埃及文明的摇篮，然而，这条源于南方的河流，每年都把大水泛滥到沿河两岸的土地上。虽然大水过后，留下沃土，却也破坏了庄稼和房屋。

古代埃及人民为了防止尼罗河的一再泛滥，常年挖渠疏通水道。那他们是如何控制水流的分配呢？

他们用木头做出了可旋转的塞子，这就是早期的旋塞阀。

由于它结构简单，使用方便，只需转过四分之一圈就能完成开关动作，所以它是最早被人们用来控制管路流体的设备。

而两千年前，在古罗马已有青铜制的旋塞阀，其结构形式与现代旋塞阀基本相同。

古代阀门调节性能很差，泄漏严重，大多用于治水工程。随着冶金技术的发展，在十三世纪，金属阀门已用于实验装置的容器上。

我国古代人民，在长期的生产实践中，也很早使用了阀门。

如云南、四川两省，远离滨海，交通十分不便，因此海盐内运是很困难的，但这两省的地下却有大量的盐。

离河不远的石山上，大多可以造井取盐，而盐井的圆周不过几寸大小，具体的开采方法在明末科学家宋应星所编著的《天工开物》中，有详尽的记载：

“井及泉后，择美竹长丈者，凿净其中节，留底不去。其喉下安消息，吸水入筒”。

文中“消息”即指机关，这里可以理解为单向阀门。

阀门安装在竹筒的下端，当竹筒沉入井底时，阀门受到卤水向上的压力而开启；当竹筒提升时，阀门受到筒内卤水的重力下压而关闭。利用这个，再加上一种简易的杠杆工具，就能把卤水源源不断地汲上来。

人类使用阀门虽有近四千年的历史，但长期以来受到当时的生产条件限制，所以阀门的结构、性能和适用范围都无多大变化。

直到十八世纪英国发明家詹姆斯·瓦特对当时已经出现的原始蒸汽机作了大量的改进后，蒸汽机的热效率才大大提高，工作的稳定性和可靠性也得到了加强，于是蒸汽机很快就在工业部门得到广泛使用。

由于蒸汽机用的是高温、高压蒸汽，所以对锅炉的要求提高了，旋塞阀难以继续使用，人们必须寻求新的阀门。

当时（1795~1800年），螺旋切削车床已被广泛应用，所以一种新的结构——螺旋升降式截止阀就应运而生。

随着蒸汽压力温度参数的提高，为了防止锅炉爆炸事故的发生，于是安全阀问世了。

显然，阀门大量地应用于工业，是从瓦特发明蒸汽机开始的。

十九世纪开始了以电能应用为标志的第二次工业革命，蒸汽发电机组向大型化发展，大大地促进了工业阀门的进一步发展。

一八三九年英国人詹姆士·纳思密发明了楔式闸阀。

在1880年，Willam Fisher，美国Marshall镇城市水厂的一名工程师，要连续24小时手动操纵阀门以保持蒸汽驱动水泵的排出压力，在消除系统中要求必须进行持续的调节以保证有足够压力与流量的水去扑灭大火。

通过长时间探索，Willam Fisher 发明了一种恒压泵调节器（控制阀），同时创立了FISFER公司，开始生产这种调节器产品。

创立之初的Fisher Governor大楼

到1907年的时候这些调节器已陆续地被安装到美国、加拿大、英国的电厂。

在1882年，Willam B.Mason创立了MASON调节器公司，当时Mason先生是一艘蒸汽驱动船舰的一位总工程师。

在1883年，Mason申请了泵速控制器专利，在1885年申请了一项蒸汽减压阀专利，在1886年申请了泵压力调节器的专利。

Mason公司的减压阀广告

球阀或球形旋塞阀的原理可以追溯到19世纪，1871年，John Warren获得了金属阀座球阀的专利（专利号0117704）。

John Warre的球阀专利

Warren将其授予Chapman阀门的创始人John Chapman。

chapman当时的阀门广告和生产工厂

在接下来的60-70年里，出现了其他的球阀设计，但有效的软阀座球阀在功能上只是单向的。当时的问题是如何制造一个双向软座球阀。

二十世纪二十年代以后，石油和电力工业迅速发展，推动了阀门工业的进一步发展，先后出现了铸钢阀门，铸造阀门及合金钢高温高压阀门；

同时阀门的结构不断更新，阀门密封面开始采用钴铬钨硬质合金。阀门的密封性能和调节性能得到了改善，各种阀门的基本类型逐步形成。

1920出现了在高温高压下进行原油裂化的技术，在这期间，位于美国西海岸的Tomas Neilan创立了Neilan阀门公司，该公司专门生产用于石化行业的阀门产品。

Neilan公司发明了一系列自力式调节阀，还有一些的温度压力控制仪表。此时自动调节阀应用与技术开始迅猛发展，用15psi的压力驱动执行机构的想法开始实施。　　

Masoneilan的自力式调节阀

Neilan公司专业为炼油行业生产坚固的阀门，这些阀门都是由铸钢制造并带有厚实的法兰，同样也生产出了具有球面轴承导向的坚固的多弹簧薄膜执行机构，到1930年左右，这些阀门已经发展成了今天我们熟知的直通单双座调节阀。

Mason公司在1932收购了Neilan公司，最终产生了Masoneilan公司。

1932年出现在汽车广告上的Mason-Neilan

Mason公司的自力式调节阀产品系列保留了下来，如今仍在生产，比如典型的1900系列自力式阀门。然而先导式操作的阀门和双座阀在极端的工况下仍不能克服大尺寸阀驱动力不足的弱点。这时就出现了采用较小阀杆以减少摩擦力的一些尝试和应用应用。

1936年Taylor公司发明了阀门定位器，执行机构驱动力不足的问题终于被克服了，最初的定位器里有机械反馈装置用于感应阀杆位置，还有一副波纹管系统。最初的定位器还装有使控制复位的手动装置，如今定位器都有一个旁路开关而不须控制器重新复位。

Taylor 公司早期的阀门定位器

到1940年，通过阀门定位器来解决执行机构输出力不足的概念被确定下来，人们的重点开始转向研发合理尺寸的执行机构与单座阀门结构。

二十世纪三十年代聚四氟乙烯、尼龙等新型合成密封材料的出现，为球阀和蝶阀的应用和发展开辟了广阔的道路。

到1954年，蝶阀开始当作调节阀生产和应用，蝶阀作为一种旋转类自动阀，首先在1930被Masoneilan公司发明。正如所知由于执行机构输出力过小及转角的限制，而限制了蝶阀的应用。

直到1950年，更大驱动力的执行机构装配到蝶阀上克服了蝶阀控制时的不稳定性，从此开创了更加广阔的应用。

再后来Fisher公司及Baumam公司又不断的对蝶板进行了改进设计，进一步提高了蝶阀的稳定性。

近几十年来，石油、化工、电力、新能源等各种极端温度工程更以的规模迅猛发展，对阀门的性能要求更高了，产量需求更大了。

在未来，阀门的发展趋势是：高参数，高性能，高寿命

阀门材料的高强度，耐腐蚀；

口径的大型化或微型化；

传动方式的多样化、联动化；

阀门种类、规格的标准化、通用化、系列化。