安全阀分类: 原理与应用

安全阀的种类很多，但通常按以下方法进行分类。

（１）按结构型式分类 根据结构特点或阀瓣最大开启高度与阀座直径之比（ｈ/ｄ），安全阀一般可以分为以下几种。

１）杠杆重锤式安全阀。如图４-１所示，重锤的作用力通过杠杆放大后加载于阀瓣。在阀门开启和关闭过程中载荷的大小不变，因此由阀杆传来的力基本上是不变的。其缺点是对振动较敏感，且回座性能较差。这种结构的安全阀只能用在固定设备上，重锤的重量一般不应超过６０ｋｇ，以免操作困难。

２）弹簧式安全阀。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，如图４-２所示。

图４-１ 杠杆重锤式安全阀

图４-２ 弹簧式安全阀

该类安全阀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。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、过硬的弹簧不适于精确的工作。

３）脉冲式安全阀，又称先导式安全阀。它把主阀和辅阀设计在一起，通过辅阀的脉冲作用带动主阀动作。这种结构通常用于大口径、大排量及高压系统。脉冲式安全阀如图４-３所示，图４-３ａ为主阀部分，图４-３ｂ为辅阀部分。

图４-４为大直径输水管路上用的脉冲式安全阀，它也是由主阀和辅阀组成。辅阀为口径很小的直接载荷式安全阀，它与主阀相连接。当系统超压时，辅阀首先开启，排放介质，从而驱动或控制主阀阀瓣开启，大量排放介质。

４）微启式安全阀。阀瓣的开启高度为阀座通径的１/４０～１/２０，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。由于液体介质是不可压缩的。少量排出即可使压力下降，如图４-１、图４-４所示。

图４-３ 脉冲式安全阀

ａ）主阀部分 ｂ）辅阀部分

５）全启式安全阀。如图４-５ｂ所示，阀瓣的开启高度为阀座通径的１/４～１/３。在安全阀的阀瓣处设有反冲盘，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，灵敏度亦较高，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，这对初次使用者带来很多困难。因此，又开发了一种被简化了的结构，如图４-５ｂ所示。这种结构的调整较为方便，但灵敏度要稍受影响。若用于一般蒸汽锅炉和蒸汽管路上影响不大。

６）全封闭式安全阀。如图４-２所示，安全阀开启排放时，介质不会向外界泄漏，而全部通过排泄管排放掉。这种结构适用于易燃、易爆、有毒有害介质。

７）半封闭式安全阀。如图４-１所示，安全阀开启排放时，介质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。这种结构的安全阀适用于一般蒸汽和对环境无污染的介质。

图４-４ 脉冲式安全阀

８）敞开式安全阀。如图４-６所示，安全阀开启排放时，介质不引到管道或容器内，而直接由阀瓣上方排放到大气中。这种安全阀适用于对环境无污染的介质。

９）先导式安全阀。如图４-７所示，先导式安全阀由一个主阀和一个先导阀组成。主阀是真正的安全阀，而先导阀的作用是感受压力系统的压力并使主阀开启和关闭。主阀包括阀体和关闭件及一个驱动机构。驱动机构可以和阀体做成一体，也可以置于阀体之外。主阀还可以由一个直接作用式安全阀附加一个驱动机构组成。先导式安全阀还可以设计成在正常运行条件下作为控制阀，而在异常运行条件下作为安全阀使用，如图４-８所示。

此外，从安全阀的外部结构上还可以分为有扳手和无扳手安全阀、有散热片和无散热片安全阀、有波纹管和无波纹管安全阀等几类。有扳手的安全阀在紧急情况下，可以由人工泄压；有散热片的安全阀适用于介质温度在３００℃以上的场合；有波纹管的安全阀适用于腐蚀性介质或背压波动较大的场合。

图４-５ 全启式安全阀

ａ）改进前结构 ｂ）改进后结构

（２）按密封副的材料分类

１）硬质合金对硬质合金密封副。适用于高温高压的场合，尤其是高温高压的过热蒸汽。

２）铬１３型钢对铬１３型钢密封副。适用于一般场合下的饱和蒸汽和过热蒸汽，或温度低于４５０℃其他介质的容器或管路上。

３）阀座密封面为铬１３型钢，阀瓣密封面为硬质合金。适用于高压蒸汽及流速比较大、易对密封面造成冲刷的其他介质。

图４-６ 敞开式安全阀

４）阀座密封面为合金钢，阀瓣密封面为聚四氟乙烯。适用于石油或天然气介质，密封要求严格，但工作温度低于１５０℃的场合。

５）密封副为奥氏体不锈钢。这种安全阀的阀体，阀盖多为奥氏体不锈钢，应用于介质中含有酸、碱等腐蚀性成分的场合。

（３）按作用原理分类

１）直接作用式安全阀。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阀门开启的安全阀。

２）先导式安全阀。由主阀和导阀组成，主阀依靠从导阀排出的介质来驱动或控制的安全阀。

３）带补充载荷式安全阀。在进口压力达到开启压力前始终保持有一增强密封的附加力，该附加力在阀门达到开启压力时可靠释放的安全阀。

（４）按动作特性分类

１）比例作用式安全阀。开启高度随压力升高而逐渐变化的安全阀。(www.xing528.com)

２）两段作用式（突跳动作式）安全阀。开启过程分为两个阶段，起初阀瓣随压力升高而比例开启，在压力升高一个不大的数值后，阀瓣即在压力几乎不再升高的情况下急速开启到规定高度的安全阀。

（５）按开启高度分类

１）微启式安全阀。开启高度在１/４０～１/２０流道直径范围内的安全阀。

２）全启式安全阀。开启高度不小于１/４流道直径的安全阀。

图４-７ 先导式安全阀

３）中启式安全阀。开启高度介于微启式和全启式之间的安全阀。

（６）按有无背压平衡机构分类

１）背压平衡式安全阀。利用波纹管、活塞或膜片等平衡背压作用的元件，使阀门开启前背压对阀瓣上下两侧的作用相互平衡的安全阀。

２）常规式安全阀。不带背压平衡元件的安全阀。

（７）按阀瓣加载方式分类

１）重锤式或杠杆重锤式安全阀。利用重锤直接加载或利用重锤通过杠杆加载的安全阀。

２）弹簧式安全阀。利用压缩弹簧加载的安全阀。

３）气室式安全阀。利用压缩空气加载的安全阀。

（８）按公称压力分类

１）真空安全阀。指工作压力低于标准大气压的安全阀。绝对压力小于０.１ＭＰａ的安全阀，习惯上用毫米水柱（ｍｍＨ_２Ｏ，１ｍｍＨ_２Ｏ=９.８Ｐａ，全书同）或毫米汞柱（ｍｍＨｇ，１ｍｍＨｇ=１３３.３２２Ｐａ，全书同）表示压力。

２）低压安全阀。公称压力≤ＰＮ１６的安全阀。

３）中压安全阀。公称压力为ＰＮ２５～ＰＮ６３的安全阀。

４）高压安全阀。公称压力为ＰＮ１００～ＰＮ８００的安全阀。

５）超高压安全阀。公称压力≥ＰＮ１０００的安全阀。

图４-８ 可作控制阀的先导式安全阀

ａ）主阀 ｂ）主阀和导阀

１—主阀 ２、３—导阀

（９）按介质工作温度分类

１）常温安全阀。-２９℃≤ｔ≤１２０℃的安全阀。

２）高温安全阀。ｔ＞４５０℃的安全阀。

３）中温安全阀。１２０℃＜ｔ≤４５０℃的安全阀。

４）低温安全阀。-１００℃＜ｔ＜-２９℃的安全阀。

５）超低温安全阀。ｔ≤-１００℃的安全阀。

（１０）按与管道连接的方式分类

１）法兰连接安全阀。阀体上带有法兰，与管道采用法兰连接的安全阀。

２）螺纹连接安全阀。阀体上带有内螺纹或外螺纹，与管道采用螺纹连接的安全阀。

３）焊接连接安全阀。阀体上带有焊口，与管道采用对接焊或承插焊连接的安全阀。