閥門(凡而)是什麼？快速了解11種常見閥門

逆止閥也稱為止回閥（Non-return Valve）主要功能是防止流體逆流。逆止閥有多種類型，用途廣泛，尺寸小、結構簡單且成本低廉，常見於家用品中。逆止閥的一個重要概念是開啟壓差（cracking pressure），開啟壓差是指使止回閥開啟時的最小壓力差，也就是在進口壓力和出口壓力之間的差值，開啟壓差的設計和止回閥的反應靈敏度和啟動壓力範圍相關，因此工程師在設計止回閥的開啟壓差時，需確保閥門按不同設備需求開啟。

逆止閥運作原理如下圖：當流體壓力推動閥門打開後，流體經過逆止閥，若要倒流，即會觸動閥門關閉，倒流的流體壓力越大，閥門密封效果越好。逆止閥通常采用彈簧或重力閉合，不需動手操作。

逆止閥對於保護管道系統非常重要，常見應用於水力系統，如在供水管道和排水管道中安裝逆止閥，可以阻止水流逆向回流，從而防止水源的污染或水流的倒灌。在空調和冷凍系統中，逆止閥用於控制冷媒的流動方向，防止冷媒倒流並保護系統的運行和壽命。

隔膜閥通過彈性隔膜來控制截斷流體，隔膜閥主要有兩大類：一種是在「堰」（鞍座）上密封，另一種（有時稱為「全孔或直通」閥）在閥座上密封。一般來說，直通式隔膜閥用於開關應用，堰式隔膜閥用於控製或節流應用。隔膜閥可以是手動的或自動的。自動化隔膜閥可以使用氣動、液壓或電動致動器以及電磁閥、限位開關和定位器等配件。

如下圖，閥體和閥蓋中有一彈性隔膜，閥桿上提隔膜被拉起，液體流過，下放時，隔膜堵住入口，阻止液體流通，由於操縱機械和流體是完全分開的（中間有隔膜將其隔開），因此隔膜閥的密封性非常好，適用於腐蝕性流體、纖維漿液、放射性流體或其他需要無污染性能的應用。

隔膜閥能夠滿足耐腐性的需求，常用於化工工業中處理各種化學品、溶劑和腐蝕性介質。也經常應用於食品和制藥工業，因為能夠有效地防止交叉污染，確保流體的衛生和安全。

球型閥又稱為截止閥，球型閥的閥芯通常沿著閥體的軸向移動，透過閥桿上下移動來調節流量，以開啟或關閉流道。球型閥因發明時外觀為球體形狀而得名，現今的球體閥不一定是圓形外觀，因而許多人也用截止閥稱呼。

其運作方式如下，轉動手輪帶動閥桿上升，當球型閥打開時，閥芯上移，流體通過，閥內流體運動方向為鏡像的Z型，流體低進高出，阻力增加壓力下降：關閉閥門時，閥芯下降與閥座緊密接觸，形成密封阻止流體流通。
球型閥的運作中，流體從入口直接流向出口。這種直線流動路徑減少了流體在閥體內的旋渦和停留，對於高黏度流體來說，有助於防止流體在閥內部分凝固或聚積，常用於水處理系統、化工和石油工業和蒸氣系統等。

截止閥可以截流也可以調節流量、壓力，屬於比較靈活的閥門，常見於各種應用，如熱交換系統、供暖和空調系統用於控制冷卻水或加熱介質的流動，以維持系統的溫度和熱量平衡。

針型閥的特點在於它的針狀閥芯，透過設計，能夠與閥座之間的精細配合，能夠在低壓下精確控制氣流，適用於小流量，或是流體必須保持恆定的低流量的場域。
*針閥中的遊標效應：由於針狀閥芯是錐形，隨著控制軸向移動（即閥芯的進出）時，
針閥與閥座之間會產生直徑差，便創造了一種遊標效應，這種徑向變化極小，是針閥能夠提供精確流量控制的關鍵機制之一。

針閥構造如下圖，閥有一個相對較小的孔口，帶有一個長的錐形閥座，可以擰入和擰出以改變孔口開口，螺桿末端有針狀柱塞，關閉時完全與閥座貼合，因此能夠調節極細微的流量。由於閥體高度限制，流體壓力損失較大，管道窄小，也使得懸浮固體對器械損害風險較高。

針閥適用於低壓下精確控制氣流、或是流體必須保持恆定的低流量的場域，如真空系統中，填充充氣真空管、氣體雷射和類似設備；或是化油器中的怠速燃油流量。

球閥利用閥桿帶動球形閥芯轉動進行開啟和關閉，操作簡單且可藉由通道開口大小調整流體比例，具有快速啟閉、簡單維護和良好的密封性能，適用於流量控制、節流、分流等多種應用。

球閥中間有一空心的球型閥心，球的孔徑與管道孔徑相同，使用手柄帶動閥桿轉動閥心，當穿孔對齊流道時，流體通過，欲關閉通道，則90度旋轉手柄，即可阻斷流體通過。

球閥廣泛用於工業和民用管道系統中，尤其是在需要快速開關和可靠密封的場合，如石油和天然氣管道、化工製程、供暖系統以及住宅用水系統等。
球閥相對於其他類型的閥門（如針閥或截止閥）具有獨特的優勢，包括快速操作、優異的密封性能和低維護要求，使其在許多高要求的工業應用中成為首選。

蝶閥也稱為瓣閥，藉由旋轉閥桿帶動旋轉蝶板(閥瓣)以完全開啟或閉合。 當閥門完全打開時，蝶閥的壓力降非常低，因此蝶閥非常適合在相對較低的壓力下處理大流量的液體或氣體。蝶閥具有結構簡單、快速操作的特性。
蝶閥有多種類型，每種都適用於不同的壓力和不同的用途，常見碟閥如：
a. 同心蝶閥－這種類型的閥門有一個帶有金屬閥瓣的彈性橡膠閥座，具有最低的壓力等級。
b. 雙偏心蝶閥（高性能蝶閥或雙偏心蝶閥）－閥座和閥瓣採用不同類型的材質，允許閥門在更廣泛的溫度和壓力範圍內運行。
c. 三偏心蝶閥（三偏心蝶閥）－閥座採用層壓閥座或實心金屬閥座設計。最適合高壓系統及嚴苛的工作環境，常用於工業和能源領域。

如圖所示，蝶閥由一個旋轉的蝶板組成，該蝶板通常位於閥體的中心，蝶閥運作時，圓形蝶盤繞著軸心旋轉，開合最大角為90度，藉由調整角度來調整介質流量，由於閥瓣始終存在於流體中，因此會增加流阻，產生局部壓力損失。

蝶閥的使用非常廣泛，它可以處理從低壓到高壓的系統，並且適用於多種介質，包括水、油、蒸汽以及多種腐蝕性流體。蝶閥也常見於水處理、化工和石油化工行業，以及暖通空調系統和農業灌溉系統中 。

減壓閥主要是一種用於控制或限制系統壓力的安全閥，以防止過高的壓力導致設備故障、爆炸或火災。減壓閥通過閥門內的彈簧或壓力調節裝置來控制開啟及關閉，這種安全閥在達到設定壓力值時會自動開啟，釋放過多的壓力。減壓閥在多種工業應用中非常重要，尤其是在涉及高壓操作的場合，對於工業安全非常重要。

減壓閥設計有一個預設壓力，當系統壓力達到某個數值時，閥門會自動開啟。這個壓力設定通常利用閥門彈簧或其他力學元件(如重錘或先導閥)來操作的。
下圖是一個以彈簧設計自動開啟的減壓閥，當系統內的壓力增加至設定的壓力閾值以上時，這個增加的壓力會推動閥芯，導致彈簧壓縮，使閥門開啟，從而釋放超出安全範圍的壓力或流體，以降低系統內的壓力；而壓力降回安全範圍後，彈簧會推動閥芯移回初始位置，使閥門關閉。

閘閥透過上下移動的閘板來進行開啟和關閉，閘閥主要作用是阻止液體的流動，而不是調節流量。當閘閥完全打開時，流動阻力極低，因此啟閉閘閥非常省力，但由於閘板與密封面的距離較遠，需要較長的操作時間。
閘閥本身可以分成多種類型，一般的閘閥結構簡單，安裝沒有進出口方向的要求，如圖，閘閥裝有上升閥桿手輪或馬達，啟動時帶動閥門上升以開啟流體通道。
閘閥適用於較大管徑，由於閥門和密封面之間可能存在微小的間隙或磨損，即使閘閥完全關閉，也可能產生輕微洩漏，因此在對流體密封性要求極高的場合，可能需要採取額外的措施。

電磁閥利用電流通過閥件頂部的電磁線圈，產生磁場，從而控制閥門的開啟和關閉，電磁閥通過電腦操控，具有自動操作與遠端操作的特性，廣泛應用於自動化系統中。

以常閉型電磁閥（Normally Closed Solenoid Valve, NC）為例，電磁閥內的線圈沒有通電時，閥門保持關閉。常閉型電磁閥中有一個被螺線管(solenoid)圍繞的電樞(armature),電樞裡面有一彈簧連接著柱塞(plunger)，未通電時，柱塞堵著通道，當開啟電流，電磁閥內部便會產生磁場，牽引柱塞向上，此時通道開啟，液體流通；電流一旦關閉，柱塞回到原本的位置，此時流體便無法通過。

電磁閥可用於工業應用的廣泛陣列，包括一般的通斷控制，校準和測試台，試驗工廠控制迴路，過程控制系統，和各種原始設備製造商的應用程序。
電磁閥也廣泛應用於操作液壓千斤頂、卡車上的液壓缸，以及控制水、油或溶劑通過管道系統的流動，在氣動系統中也是必不可少的元件之一。

氣動閥英文Pneumatic Valve，或是Air-operated valve，主要目的是使用氣動裝置，透過氣壓來開關流體通道，適用於高壓力和高溫條件下的控制。氣動閥通常不適用於調節流量，因為有相比控制氣體壓力調整閥件啟閉幅度更好的選擇，如蝶閥、球閥等。
＊氣動閥原理很簡單：沒有空氣時，氣動閥開啟；有空氣時，氣動閥關閉。

我們可以從閥件本身開始了解，氣動閥分為兩個主要部分，底部為機械裝置，裡面是氣動閥閥板(disc)，閥版上下移動來啟閉氣動閥，與截止閥(球型閥)極為相似，外面裝閥蓋(bonnet)，可以開啟以便維護閥件內部，機械裝置與頂端裝置以垂直閥桿(spindle)連接，閥桿上面有指針，顯示氣動閥是開始或是關閉的狀態，頂部則是氣動裝置，裡面有裝有氣動執行器(pneumatic actuator)，從接口注入氣體時，氣壓擠壓隔膜壓縮彈簧，下壓底部的閥芯，此時通道關閉，流體無法通過；反之，若抽出空氣，彈簧伸展，閥芯上移，則通道開啟，流體通過。

氣動閥在能源行業中，常用於控制各種介質的流動，包括油、天然氣和水。在化工業也十分常見，可見於反應槽、蒸餾塔和儲槽中。醫療設備中的呼吸機、手術室設備和醫療氣體供應系統中，也能見到氣動閥的使用。