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安全閥工作原理(圖)
來源:huilaikan.com作者:上海凱利科閥門有限公司更新時間:2023-03-31 10:03:39
安全閥(Safety Valve)啟閉件受外力作用下處于常閉狀態(tài),當(dāng)設(shè)備或管道內(nèi)的介質(zhì)壓力升高超過規(guī)定值時,通過向系統(tǒng)外排放介質(zhì)來防止管道或設(shè)備內(nèi)介質(zhì)壓力超過規(guī)定數(shù)值的特殊閥門。安全閥屬于自動閥類,主要用于鍋爐、壓力容器和管道上起重要保護(hù)作用。
安全閥工作原理(圖)
彈簧式安全閥工作原理是壓力=壓強(qiáng)X面積。壓力就是彈簧的壓力,面積就是密封面的面積。當(dāng)作用在密封面上的壓強(qiáng)乘以密封面的面積形成的向上的推力大于彈簧的壓力,彈簧被壓縮,密封面打開,將壓力通過泄壓孔排出。
 1、當(dāng)設(shè)備內(nèi)的壓力超過規(guī)定的工作壓力并達(dá)到安全閥的開啟壓力時,內(nèi)部介質(zhì)作用于鬧瓣上面的力大于加載機(jī)構(gòu)施加在它上面的力,于是  閥瓣離開閥座,安全閥開啟,設(shè)備內(nèi)的介質(zhì)即通過閥座排出。此時內(nèi)壓作用于閥瓣上面的力又小于加載機(jī)構(gòu)施加在它上面的力,閥瓣又緊壓著閥座,介質(zhì)停止排出,設(shè)備保持正常的工作壓力繼續(xù)運(yùn)行。所以,安全閥是通過閥瓣上介質(zhì)作用力與加載機(jī)構(gòu)作用力的消長,自行關(guān)閉或開啟以達(dá)到防止設(shè)備超壓的目的。
2、當(dāng)安全閥的整定壓力大于被保護(hù)系統(tǒng)的工作壓力時,閥門處于關(guān)閉狀態(tài),這時作用在閥瓣上的力有彈簧預(yù)緊力F,方向向下,介質(zhì)的作用力,方向向上,再就是閥座對閥瓣的托力(密封力),這個密封力在密封面上所產(chǎn)生的比壓力,保證了安全閥關(guān)閉件間有了必需的密封性。
3、 當(dāng)系統(tǒng)中的壓力升高且超過正常工作壓力時,由于此時的彈簧預(yù)緊力和密封力未發(fā)生變化,系統(tǒng)壓力的升高,使得關(guān)閉件密封面上的密封力隨之減少:隨著介質(zhì)壓力的進(jìn)一步升高,當(dāng)進(jìn)口壓力等于安全閥的整定壓力時,閥瓣與閥座之間的作用力等于零(密封力等于零);當(dāng)進(jìn)口壓力繼續(xù)升高略高于整定壓力時,閥瓣向上運(yùn)動,突跳開啟。此時安全閥處于開啟狀態(tài)。
 4、一旦閥門開啟,隨著介質(zhì)的快速流出,由反沖盤裙邊的內(nèi)沿與調(diào)節(jié)圈外徑所圍成的環(huán)形流道對介質(zhì)產(chǎn)生節(jié)流作用,以及利用反沖盤上流體的靜壓力,安全閥閥瓣繼續(xù)向上快速運(yùn)動,此時,流量始終被閥瓣和閥座之間的開度限制著,直到閥瓣離開閥座的高度達(dá)到四分之一流道直徑,此后,流量便由喉部的流道直徑控制,繼而全量排放,使介質(zhì)壓力迅速下降。此時安全閥處于排放狀態(tài).
安全閥結(jié)構(gòu)原理
安全閥結(jié)構(gòu)主要有兩大類:彈簧式和杠桿式。彈簧式是指閥瓣與閥座的密封靠彈簧的作用力。杠桿式是靠杠桿和重錘的作用力。隨著大容量的需要,又有一種脈沖式安全閥,也稱為先導(dǎo)式安全閥,由主安全閥和輔助閥組成。當(dāng)管道內(nèi)介質(zhì)壓力超過規(guī)定壓力值時,輔助閥先開啟,介質(zhì)沿著導(dǎo)管進(jìn)入主安全閥,并將主安全閥打開,使增高的介質(zhì)壓力降低。
1、重錘杠桿式安全閥
重錘杠桿式安全閥是利用重錘和杠桿來平衡作用在閥瓣上的力。根據(jù)杠桿原理,它可以使用質(zhì)量較小的重錘通過杠桿的增大作用獲得較大的作用力,并通過移動重錘的位置(或變換重錘的質(zhì)量)來調(diào)整安全閥的開啟壓力。
重錘杠桿式安全閥結(jié)構(gòu)簡單,調(diào)整容易而又比較準(zhǔn)確,所加的載荷不會因閥瓣的升高而有較大的增加,適用于溫度較高的場合,過去用得比較普遍,特別是用在鍋爐和溫度較高的壓力容器上。但重錘杠桿式安全閥結(jié)構(gòu)比較笨重,加載機(jī)構(gòu)容易振動,并常因振動而產(chǎn)生泄漏;其回座壓力較低,開啟后不易關(guān)閉及保持嚴(yán)密。
2、彈簧微啟式安全閥
彈簧微啟式安全閥是利用壓縮彈簧的力來平衡作用在閥瓣上的力。螺旋圈形彈簧的壓縮量可以通過轉(zhuǎn)動它上面的調(diào)整螺母來調(diào)節(jié),利用這種結(jié)構(gòu)就可以根據(jù)需要校正安全閥的開啟(整定)壓力。彈簧微啟式安全閥結(jié)構(gòu)輕便緊湊,靈敏度也比較高,安裝位置不受限制,而且因?yàn)閷φ駝拥拿舾行孕。钥捎糜谝苿邮降膲毫θ萜魃稀_@種安全閥的缺點(diǎn)是所加的載荷會隨著閥的開啟而發(fā)生變化,即隨著閥瓣的升高,彈簧的壓縮量增大,作用在閥瓣上的力也跟著增加。這對安全閥的迅速開啟是不利的。另外,閥上的彈簧會由于長期受高溫的影響而使彈力減小。用于溫度較高的容器上時,常常要考慮彈簧的隔熱或散熱問題,從而使結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜起來。
3、彈簧全啟式安全閥
彈簧全啟式安全閥的開啟高度大于或等于流道直徑的1/4。全啟式安全閥的排放面積是閥座喉部最小截面積。其動作過程是屬于兩段作用式,必須借助于一個升力機(jī)構(gòu)才能達(dá)到全開啟,全啟式安全閥主要用于氣體介質(zhì)的場合。
4、脈沖式安全閥
脈沖式安全閥由主閥和輔閥構(gòu)成,通過輔閥的脈沖作用帶動主閥動作、其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,通常只適用于安全泄放量很大的鍋爐和壓力容器。
5、先導(dǎo)式安全閥
先導(dǎo)式安全閥是依靠從導(dǎo)閥排出的介質(zhì)來驅(qū)動或控制的。而導(dǎo)閥本身是一個直接作用式安全閥,有時也采用其他形式的閥門。先導(dǎo)式安全閥適用于高壓、大口徑的場合。先導(dǎo)式安全閥的主閥還可以設(shè)計(jì)成依靠工作介質(zhì)來密封的形式,或者可以對閥瓣施加比直接作用式安全閥大得多的機(jī)械載荷,因而具有良好的密封性能。同時,它的動作很少受背壓的影響。這種安全閥的缺點(diǎn)在于它的可靠性同主閥和導(dǎo)閥有關(guān),動作不如直接作用式安全閥那樣迅速、可靠,而且結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。
6、直接作用式安全閥
直接作用式安全閥是在工作介質(zhì)的直接作用下開啟的,即依靠工作介質(zhì)壓力的作用克服加載機(jī)構(gòu)加于閥瓣的機(jī)械載荷,使閥門開啟。這種安全閥具有結(jié)構(gòu)簡單,動作迅速,可靠性好等優(yōu)點(diǎn)。但因?yàn)橐揽拷Y(jié)構(gòu)加載,其載荷大小受到限制,不能用于高壓、大口徑的場合。
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