液体介质用安全阀不会像气体介质用安全阀那样突跳(图1⁃7)。因为液体流动不产生气体介质节流膨胀效应。液体介质用安全阀必须依靠反作用力来达到开启高度。
图1⁃7 液体安全阀的动作原理示意
a)安全阀初开 b)安全阀全开并排放
当阀门关闭时,作用在阀瓣上的力与气体介质的作用力是相等的,直到达到力的平衡,即保持阀座关闭的合力接近零。从这时起,力的关系就完全不同了。
在最初开启时,逸出的液体形成一层非常薄的流体,在阀座密封表面间迅速扩展,如图1⁃7a所示。液体冲击阀瓣反冲盘的反作用面,并被折流向下,产生向上推动阀瓣和反冲盘的作用力。在最初的2%~4%的超过压力范围内,这些力通常建立得很慢。(www.xing528.com)
随着流量逐渐增加,流过阀座的液体的速度也在增加。它的动量作用与快速泄放的液体介质由反作用表面(图1⁃7b)折流向下所产生的作用力的合力足以使阀门达到全开。通常情况,在2%~6%的超压下,安全阀会突然起跳到50%~100%的全开高。随着超过压力的增加,推动安全阀达到全开。ASME规范中对液体介质安全阀,要求在10%或更小的超压下,达到额定排量。
在安全阀关闭的过程中,随着超过压力减小,液体介质动量和反作用都相应减小,弹簧力推动阀瓣回座。
过去,许多用于液体介质的安全阀都是按可压缩(蒸汽)介质设计的。这样的安全阀当用于液体介质时,需要较高的超过压力(25%)才能达到全开高和稳定的工作,这是因为液体介质无法提供气体介质那样的膨胀力。
ASME《锅炉与压力容器规范》(2013版)第Ⅷ卷要求,液体介质在10%超过压力下,达到全开启、稳定工作和额定泄放量。而GB/T 12223—2005则规定排放压力≤1.20倍的整定压力。
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