新闻动态   News
搜索   Search
你的位置:首页 > 新闻动态 > 行业新闻

安全阀工作原理及分类

2015-05-07 13:16:15      点击:

安全阀工作原理及分类

一、工作原理 

   安全阀是根据压力系统的工作压力自动启闭压力释放,一般安装于封闭系统的设备或管路上保护系统管道安全。

安全阀是一种用于为了防止压力设备和容器或易引起的压力升高或容器内部压力超过限度而发生爆裂的安全装置。安全阀是压力容器、锅炉、压力管道等压力系统使用广泛的一种安全装置,保证压力系统安全运行。  当容器压力超过设计规定时,安全阀自动开启,排出部分多余的介质,以防止系统压力继续升高,当系统压力降低到某规定值时,阀门由能自动关闭,从而保证系统正常运行。防止容器或管线破坏。而当容器内的压力降至正常操作压力时,自动开启泄压,即自动关闭避免因容器超压排出全部气体,从而造成浪费和生产中断。保证设备和管道内介质压力在设定压力之下,保护设备和管道正常工作,防止发生意外,减少损失。

  安全阀主要由阀座、阀瓣(阀芯)和加载机构三部分组成。阀座有的和阀体是一个整体,有的是和阀体组装在一起的,它与设备连通。阀瓣常连带有阀杆,它紧扣在阀座上。阀瓣上面是加载机构,载荷的大小可以调节。当设备内的压力在一定的工作压力范围之内时,内部介质作用于阀瓣上面的力小于加载机构加在阀上面的力,两者之差构成阀瓣与阀座之间的密封力,使阀瓣紧压着阀座,设备的介质无法排出。当设备内的压力超过规定的工作压力并达到安全阀的开启压力时,内部介质作用于阀瓣上面的力大于加载机构施加在它上面的力,于是阀瓣离开阀座,安全阀开启,设备内的介质即通过阀座排出、如果安全阀的排量大于设备的安全泄放量,设备内压力即逐渐下降,而且通过短时间的排气后,压力即降回至正常工作压力。此时内压作用于阀瓣上面的力又小于加载机构施加在它上面的力,阀瓣又紧压着阀座,介质停止排出,设备保持正常的工作压力继续运行。   

所以,安全阀是通过阀瓣上介质作用力与加载机构上面的力,自行关闭或开启以达到防止设备超压的目的。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。

    

二、分类    

(1) 按使用介质分蒸汽用安全阀(通常以A48Y型为代表)空气及其他气体用安全阀(通常以A42Y型为代表)液体用安全阀(通常以A41H型为代表)    

(2)  按公称压力分低压安全阀:公称压力PN1.6Mpa的安全阀中压安全阀:公称压力PN2.56.4Mpa的安全阀高压安全阀:公称压力PN10.080.0Mpa的安全阀超高压安全阀:公称压力PN100Mpa的安全阀    

(3)  按适用温度分超低温安全阀:≤-100℃的安全阀低温安全阀:-100<40℃的安全阀。常温安全阀:-40<120℃的安全阀中温安全阀:120℃至450℃的安全阀特别要指出的是,鉴于国内弹簧制造的实际情况,当安全阀用于350℃以上工况条件时,大都采用加散热器或将阀盖做成花篮式,以便弹簧能更好的散热,使弹簧始终保持能在350℃以下工作,确保其刚度不变,从而保证安全阀的正确开启和回座及其他性能要求。    

(4)  按连接方式分别为法兰接连安全阀。安全阀进口和管道连接法兰形式,出口形式灵活。螺纹接连安全阀。安全阀进口和管道连接螺纹,出口形式灵活。焊接接连安全阀。安全阀进口和管道连接螺纹,出口形式灵活。    

5) 按结构形式分根据结构特点或阀瓣最大开启高度与阀座直径之比(h/d),安全一般可以划分为以下几种:杠杆重锤式安全阀。弹簧式安全阀。利用压缩弹簧的力来平衡阀瓣的压力,并使其密封将阀芯压紧在阀座上。参见如A42Y16C型安全阀。脉冲式安全阀。脉冲式安全阀又称为先导式安全阀。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WFXD型。微启式安全阀。阀瓣的开启高度为阀座通径的1/401/20,如A27W-10TA47H16C安全阀。全启式安全阀。如A47H16C型安全阀。阀瓣的开启高度为阀座通径的1/4。全封闭安全阀。如A47H16C型安全阀。半闭式安全阀。如A48Y-16C安全阀。敞开式安全阀。(A48Y-16C安全阀亦为敞开式)先导式安全阀。    

(6) 按密封副的分类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。 2Cr132Cr13r密封副。使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道上。阀座密封面为2Cr13,阀瓣密封面为硬质合金。使用于高压蒸汽及流速比较大、易对密封面造成冲刷的其它介质。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。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。    

7) 按作用原理分类直接作用式安全阀。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。先导式安全阀。由主阀和导阀组成,主要依靠从导阀排出的介质来驱动或控制的安全阀。带补充载荷式安全法。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,该附加力在达到阀门开启压力时可靠释放的安全阀。    

8) 按动作特性分类比例作用式安全阀。开启压力随压力升高而逐渐变化的安全阀。两段式安全阀。(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,阀瓣在压力几乎不再升高的情况下急速开启到规定的高度的安全阀。    

9) 按开启高度分类。微启式安全法:开启高度在1/401/20流道直径范围内的安全阀。制造维修、试验、调整较方便,宜用于泄放量不大、要求不高的场合。同样的泄放量,其直径比全启式大得多。 全启式安全阀:采用喷嘴式阀座,介质流速增大,给阀瓣以冲力。利用反冲机构改变喷出介质的流向,将动量变为巨大的阀瓣升力,使阀瓣增加开启高度。开启高度不小于1/4流到直径的安全阀。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。    

10) 有无背压平衡机构分类背压平衡式安全阀。利用波纹管、活塞或膜片等平衡背压作用的元件,在阀门开启前,使背压对阀瓣上下两侧的作用力相互平衡,利用波纹管等将弹簧及导向机构等与介质隔开而防止这些重要部件因介质腐蚀而失效。还可防止开启前与回座后泄漏。常规式安全法。不带背压平衡元件的安全阀。    

11) 按阀瓣加载方式分类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。此阀所加载荷不因阀瓣的升高而增加,结构简单便笨重,限于中低压场合。其加载机构对振动敏感,常因振动而泄漏。此阀适用于温度较高的场合,但回座压力一般较有的会降到工作压力的70%以下才能保持密封,故不适用于持续运行系统。弹簧式安全阀。利用压缩弹簧的力来平衡介质作用在阀瓣上的力,通过调整螺母,调整螺旋圈形弹簧的压缩量,从而调整阀的开启压力。其结构紧凑、灵敏度较高。安装位置不受严格限制。应用广泛,对振动敏感差。且可用于移动式容器。弹簧力随阀瓣开启而变化,不利于阀瓣迅速开启,长期高温会影响弹簧力,因此用于温度较高的容器上须考虑弹簧的隔热或散热,但使结构复杂。 气室式安全阀。利用压缩空气加载的安全阀。

弹簧安全阀工作原理         

当安全阀阀瓣下的蒸汽压力超过弹簧的压紧力时,阀瓣就被顶开。阀瓣顶开后,排出蒸汽由于下调节环的反弹而作用在阀瓣夹持圈上,使阀门迅速打开。随着阀瓣的上移,蒸汽冲击在上调节环上,使排汽方向趋于垂直向下,排汽产生的反作用力推着阀瓣向上,并且在一定的压力范围内使阀瓣保持在足够的提升高度上随着安全阀的打开,蒸汽不断排出,系统内的蒸汽压力逐步降低。此时,弹簧的作用力将克服作用于阀瓣上的蒸汽压力和排汽的反作用力,从而关闭安全阀。                                   

弹簧安全阀结构特点          

弹簧安全阀由阀瓣和阀座组成密封面,阀瓣与阀杆相连,阀杆的总位移量必须满足阀门从关闭到全开的要求。安全阀的整定压力主要是通过调整螺栓改变弹簧压力来调整。阀门上部装有杠杆机构,用于在动作试验时手动提升阀杆。阀体内装有上、下两个调节环,调节下部调节环可使阀门获得一个完整的起跳动作,上调节环用来调节回座压力。回座压力过低,阀门保持开启的时间较长;回座压力太高,将使阀门持续起跳和关闭,产生颤振,导致阀门损坏,而且还会降低阀门的排放量。上部调节环的最佳位置应能使阀门达到全行程。