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安全阀的分类方法与安全阀的工作原理

安全阀的分类方法与安全阀的工作原理

 安全阀主要有以下几种分类方法:

(1)按整体结构和加载结构的形式可以分为重锤杠杆式、弹簧式和控制式3种;

(2)按阀瓣式开启高度与阀流通直径之比可以分为微启式和全启式安全阀2种;

(3)按气体排放的方式可以分为全封闭式、半封闭式和敞开式3种。

安全阀

安全阀的工作原理:

安全阀是用在受压设备、容器或管路上,作为系统超压保护装置。当设备、容器或管路内的压力升高超过允许值时,阀门自动开启,继而全量排放,以防止设备、容器或管路内的压力继续升高;当压力降低到规定值时,阀门应自动及时关闭,从而保护设备、容器或管路的安全运行。


安全阀密封、开启的工作原理:

1.直接作用式安全阀原理:

这种安全阀是直接依靠介质压力产生的作用力来克服作用在阀瓣上的机械载荷使安全阀开启的,作用在阀瓣上的机械载荷主要来自重锤或弹簧,这种几乎是固定的机械载荷。要想保证安全阀的密封性能,必须阀座密封面和阀瓣密封面的平整度和表面粗糙度有严格的要求。虽然对于压缩弹簧加载的安全阀,可以通过调整弹簧力来的达到密封,但密封压差又有严格要求。

密封压差是整定压力和工作压力之差。密封压差必须足够高,以保证足够的密封力,从而在装置正常运行时达到密封。密封压差还应小于启闭压差,以确保安全阀在高于工作压力下开启。

通常推荐的最小密封压差为,当工作压力小于等于7MPa时为整定压力的10%,但不得小于35kPa;当工作压力小于7MPa时,为整定压力7%。对于金属密封的安全阀,如果使用于有毒、腐蚀性、低温或特别贵重介质时,或当系统压力如在往复式泵或压缩机的出口管道中那样,为波动情况,则可能不得不增加密封压差。

此外,用于气体或蒸汽的安全阀的启闭压差可以高于15%;用于液体的安全阀可高于20%,因此,要使安全阀在不低于工作压力下关闭的话,密封压差就必须相应增加。

启闭压差是整定压力与回座压力之差。从经济角度,启闭压差应尽可能小,以避免不必要的介质损失。但从安全阀动作的稳定性着眼,又希望有较大的启闭压差。因而只有采取折中的办法。


2.先导式安全阀原理:

先导式安全阀是由一个主安全阀和一个先导阀(直接作用式安全阀)组成。主阀是真正的安全阀,而先导阀是用来感受受压系统的压力并使主阀开启和关闭。

要保证先导式安全阀的密封性能和其他各项性能指标,不但对主阀的阀座密封面和阀瓣密封面的平整度和表面粗糙度亦有严格的要求,同时对压缩弹簧的几何尺寸、材料、热处理也有严格的要求。这样才能满足密封比压的要求。

要保持主阀的关闭力,以及操纵主阀和先导阀,能量可能来自系统介质、一个外部的能源,或者来自这两者。当系统压力考试超过一个整定的极限值时,先导阀或者通过除去或减少关闭力而让系统介质迫使主阀开启;或者产生一个力来使主阀开启。当系统压力降低以后,先导阀再重新产生关闭力,或者将开启力消除。按照这样的开启和关闭模式,能够在安全阀开启之前保持一个大的关闭力。

因此,先导式安全阀甚至在运行压力接近整定压力的情况下也能保持高度的密封性能。先导式安全阀在即将开启之前关闭力的大小可能是不受限制的,但对于某些结构的先导式安全阀也可能是通过选择加以限制的。

所谓关闭力是有限的,指的是一旦先导阀失效时,系统压力能够在允许的超过压力范围内使主阀开启。对于关闭有限的先导式安全阀,其安装要求通常不像具有无限关闭力的先导式安全阀那样严格。操作介质的获得,从容易得到的观点出发,最可靠的莫过于系统介质本身了。 但是,先导阀却必须设计成能适应于处在操作条件下的该种介质。

主安全阀的工作原理:主阀可以设计成随其先导阀被供给能量或失去能量而开启的两种形式。若采用供能开启原理。当万一发生事故使先导阀失去能量时,将使主阀保持关闭。因此,在这种场合采用系统介质作为操作介质是最安全的。不过,某些规范也允许采用外部操作介质。只要这些操作介质系由几个独立的能源供给,或者只要先导安全阀载荷是有限的,若采用失能开启原理,依先导式安全阀设计结构不同,先导阀失能将使主阀在低于或等于整定压力时自动开启。于是,在这种情况下,主阀的失效保护操作将不受操作介质的影响。

先导安全阀的工作原理:

先导阀可以设计成随着它被供给能量或失去能量而使主阀开启(排放)的两种形式。若采用供能释放原理,当万一发生事故而失去能量时,将使主阀保持关闭。因此,在这种场合使用的先导式安全阀采用系统介质作为操作介质是最安全的。不过,某些规范也允许采用外部操作介质,只要这些操作介质系由几个独立的能源供给,或者只要先导式安全阀的载荷是有限的。若采用失能释放原理,失能将使主阀开启。于是在这种情况下,先导阀的失效保护操作将不受操作介质的影响。


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