安全阀是设备、装置和管道上作为安全保护的装置,以防止设备、装置和管道内介质压力超过规定的数值。当设备、装置和管道内的工作压力超过规定数值时,安全阀便自动开启,排放多余的介质,当压力恢复正常后,安全阀便自行关闭,阻止装置内的介质继续外流。
图1⁃78 空排止回阀
由于安全阀是一种自动阀门,在结构和性能参数方面与通用阀门有许多不同之处,有些专用的名词术语,易于混淆。为了使广大读者更清楚的了解安全阀,正确制定加工工艺,下面将对一些主要名词术语予以说明。
1.安全阀名词术语
(1)安全阀 安全阀是一种自动阀门。它不借助任何外力,而是利用介质本身的力来开启阀门,排出额定数量的介质,防止系统内压力超过预定的安全值,当压力恢复正常后,阀门再自行关闭阻止介质继续流出。
(2)直接载荷式安全阀 直接载荷式安全阀是一种直接用机械载荷,如重锤、杠杆重锤或弹簧来克服由阀瓣下介质压力所产生的作用力的安全阀。
(3)先导式安全阀 先导式安全阀是一种依靠导阀排出介质来驱动或控制的安全阀。导阀本身应是符合标准要求的直接载荷式安全阀。
(4)带辅助装置的安全阀 这种安全阀借助一个动力辅助装置,可以在低于正常的开启压力下开启,即使辅助装置失灵,这类阀门应仍能满足标准要求。
(5)带补充载荷的安全阀 这种安全阀在其进口处压力达到开启压力前始终保持有一增强密封的附加力。附加力(补充载荷)可由外来能源提供,而在安全阀达到开启压力时应可靠地释放。其大小应这样设定,即假定附加力未释放时,安全阀仍能在进口压力不超过国家法规规定的开启压力百分数的前提下达到额定排量。
(6)全启式安全阀 全启式安全阀是阀瓣开启高度等于或大于阀座喉径的的安全阀。
(7)微启式安全阀 微启式安全阀是一种阀瓣开启高度为阀座喉径的1/40~1/20的安全阀。
(8)开启压力(整定压力) 安全阀在运行条件下开始开启的预定压力,在该压力下,开启阀瓣的力与使阀瓣保持在阀座上的力平衡。
(9)超过压力 超过压力指超过安全阀整定压力所增加的压力,通常用整定压力的百分数来表示。
(10)回座压力 回座压力指阀瓣重新与阀座接触,即开启高度变为0时,进口处的静压力值。
(11)启闭压差 启闭压差是安全阀整定压力与回座压力之差,通常用整定压力的百分数来表示。
(12)排放压力 排放压力等于整定压力加上超过压力。
(13)排放背压力 排放背压力是介质通过安全阀流入排放系统时,在阀门出口处形成的压力。
(14)冷态试验压力 冷态试验压力是安全阀在试验台上调整到开始开启时,进口处的静压力。该压力包含了对于背压力和温度等运行条件的修正。
(15)开启高度 开启高度是阀瓣离开关闭位置的实际升程。
(16)流通面积 流通面积指阀门进口端到阀座密封面的最小截面积(但不是指“帘”面积),用来计算无任何阻力影响时的理论排量。
(17)流道直径 流道直径是对应于流道面积的直径。
(18)帘面积 帘面积指当阀瓣在阀座上方升起时,在其密封面之间形成的圆柱面形或圆锥面形的通道面积。
(19)理论排量 理论排量是流道截面积与安全阀流道面积相等的理想喷管的计算排量。
(20)排量系数 排量系数指实际排量与理论排量的比值。
(21)额定排量系数 额定排量系数指排量系数与减低系数(取0.9)的乘积。
(22)额定排量 额定排量指实际排量中允许作安全阀使用基准的那一部分,即按下列1)、2)或3)计算的值。
1)实际排量×减低系数(取0.9)。
2)理论排量×排量系数×减低系数(取0.9)。
3)理论排量×额定排量系数。
(23)当量计算排量 当量计算排量指当流体的压力、温度或特性不同于额定排量的工况时,安全阀的计算排量。
(24)频跳 频跳指安全阀的阀瓣迅速异常地来回运动,在运动中阀瓣接触阀座。
(25)颤振 颤振指安全阀阀瓣迅速异常地来回运动,在运动中阀瓣不接触阀座。
2.安全阀的分类
图1⁃79 重锤式安全阀
根据其结构特点,或根据阀瓣最大开启高度与阀直径之比(h/d),安全阀一般可分为以下几种:
(1)重锤式安全阀 重锤式安全阀用杠杆和重锤来平衡阀瓣的压力,如图1⁃79所示。这种结构的优点在于由阀杆传来的力基本上是不变的;其缺点是较为笨重,关闭压力低。这种结构不能用在固定设备上,其重锤的质量一般不应超过60kg,以免操作困难。
(2)弹簧式安全阀 弹簧式安全阀是利用压缩弹簧的力来平衡阀瓣的压力、并使其密封的安全阀。该结构的优点在于比重锤式安全阀轻便,灵敏度高,安装位置没有严格限制;其缺点是作用在阀杆上的力随弹簧的变形而产生变化。同时,当温度较高时,应注意弹簧的隔热和散热。这类安全阀的弹簧作用力一般不应超过20000N;过大、过硬的弹簧不适合精确的工作。(www.xing528.com)
图1⁃80所示为螺纹联接直接作用式微启式弹簧安全阀。
图1⁃81所示为法兰连接波纹管全启式安全阀。
图1⁃82所示为法兰连接气动全启式弹簧安全阀。
图1⁃83所示为法兰连接带手动全启式弹簧安全阀。
图1⁃80 螺纹联接直接作用式微启式弹簧安全阀
图1⁃81 法兰连接波纹管全启式安全阀
图1⁃82 法兰连接气动全启式弹簧安全阀
图1⁃83 法兰连接带手动全启式弹簧安全阀
图1⁃84所示为法兰连接高压带手柄微启式弹簧安全阀。
图1⁃85所示为法兰连接高压全启式弹簧安全阀。
图1⁃84 法兰连接高压带手柄微启式弹簧安全阀
图1⁃85 法兰连接高压全启式弹簧安全阀
图1⁃86所示为法兰连接内装微启式弹簧安全阀。
图1⁃86 法兰连接内装微启式弹簧安全阀
(3)先导式安全阀 先导式安全阀又称脉冲式安全阀。它把主阀和导阀设计在一起,通过导阀的脉冲作用带动主阀动作。这种结构适用于大口径、大排量及高压系统。如图1⁃87所示。
图1⁃87 法兰连接先导微启式安全阀
a)主阀 b)导阀
(4)微启式安全阀 微启式安全阀是阀瓣的开启高度为阀座喉径的1/40~1/20的安全阀,即安全阀的阀瓣开启高度很小,适用于液体介质和排量不大的场合。由于液体是不可压缩的,少量排出即可使压力下降。如图1⁃80、图1⁃84、图1⁃86所示。
(5)全启式安全阀 全启式安全阀是阀瓣开启高度等于或大于阀座喉径的1/4的安全阀。在安全阀阀瓣处的反冲盘,借助于气体介质的膨胀冲力,使阀瓣开启到足够的高度,从而达到排量要求。这种结构的安全阀使用较多,灵敏度也较高,但两个调节环的位置很难调整,必须十分认真调整才能达到要求。如图1⁃81、图1⁃82、图1⁃83、图1⁃85所示。
(6)全封闭式安全阀 如图1⁃80所示,安全阀开启排放时,介质不会向外径泄漏,而全部通过排泄管排放掉。这种结构适用于易燃、易爆、有毒的介质。
(7)半封闭式安全阀 如图1⁃79所示,安全阀开启排放时,介质的一部分通过排泄管排放,而另一部分从阀盖与阀杆的配合处向外泄漏。这种结构适用于一般的蒸汽和对环境无污染的介质。
(8)敞开式安全阀 如图1⁃88所示,安全阀开启排放时,介质不引到外面,直接由阀瓣上方排放。这种安全阀适用于对环境污染无要求的场合。
(9)先导式呼吸阀 如图1⁃89所示,先导式呼阀阀瓣背负着由更大直径膜片构成的气室,在呼阀开启以前保持着数倍于升举力的压紧力,密封可靠。
图1⁃88 敞开式安全阀
图1⁃89 先导式呼吸阀
导阀提供了准确的压力保护。启闭压差可以由导阀加以调节,不受背压影响,整定压力稳定。
重力式吸阀采用了双道软密封结构(油绵橡胶垫和O形圈),提供了可靠的低压密封,减少了物料的损失和污染。重力式阀瓣结构简单,维修容易,不锈钢内外耐蚀,运行可靠。
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