安全阀结构与原理

原创 胡伟明  2020-09-30 20:56:00  阅读 64 次 评论 0 条
摘要:

结构杠杆重锤式安全阀最原始的重锤式安全阀是在阀杆中心直接装设重块,又称静重式安全阀。它通过增减重块的重量调节安全阀的开启压力。根据其结构和工作原理,此类安全阀不能用于压力较高的场合。弹簧式安全阀弹簧式安全阀是利用弹簧压缩力平衡介质作用在阀瓣上的力,只要调节螺旋弹簧的压缩量,就可以调节安全阀的开启压力。弹簧式安全阀的主要部件为阀体、阀座、阀瓣、阀杆、弹簧、弹簧压力盖和调节螺丝等。磁流体式密封安全阀由电磁在排放管口表面和阀瓣相接触的间隙中建立起足够大的磁感应强度,磁场力紧紧地吸附住充满其间隙的磁流体

结构

杠杆重锤式安全阀

最原始的重锤式安全阀是在阀杆中心直接装设重块,又称静重式安全阀。它通过增减重块的重量调节安全阀的开启压力。根据其结构和工作原理,此类安全阀不能用于压力较高的场合。

杠杆重锤式安全阀.png

弹簧式安全阀

弹簧式安全阀是利用弹簧压缩力平衡介质作用在阀瓣上的力,只要调节螺旋弹簧的压缩量,就可以调节安全阀的开启压力。弹簧式安全阀的主要部件为阀体、阀座、阀瓣、阀杆、弹簧、弹簧压力盖和调节螺丝等。

弹簧式安全阀.png

磁流体式密封安全阀

由电磁在排放管口表面和阀瓣相接触的间隙中建立起足够大的磁感应强度,磁场力紧紧地吸附住充满其间隙的磁流体,形成液体“O”型密封环,将排放管道内介质与户外隔绝。

磁流体密封安全阀.png

带动力辅助装置的安全阀

该安全阀借助一个动力辅助装置,可以在低于正常的整定压力下开启。即使该辅助装置失灵,阀门仍满足要求。

带补充载荷的安全阀

这种安全阀在其进口处压力达到整定压力前始终保持有一增强密封的附加力。该附加力(补充载荷)可由外来的能源提供,而在安全阀达到整定压力时可靠地释放。其值这样设定,即假定该附加力未释放时,安全阀仍能在进口压力不超过国家法规规定整定压力百分数前提下达到额定排量。

波纹管平衡式安全阀

波纹管的有效直径等于关闭件密封面平均直径,附加背压对阀瓣的合力为零,所以附加背压的变化不会影响阀的开启压力。

工作原理

弹簧式安全阀的工作原理

1)当安全阀的整定压力大于被保护系统的工作压力时,阀门处于关闭状态,见下图(a)。

2)作用在阀瓣上的力有弹簧预紧力P1,方向向下,弹簧、弹簧座、反冲盘、阀杆等零件重力因与介质工作力相比较小,故忽略(只有当开启力很小时,才考虑),介质的工作压力p,方向向上,再就是阀座对阀瓣的托力(压紧力),这个压紧力在密封面上所产生的比压力,保证了安全阀关闭件间有了必需的密封性。当系统中的压力升高且超过正常工作压力时,由于此时的弹簧预紧力和压紧力未发生变化,升高的压力就会使阀瓣上下受的平衡力破坏(合力不为零)。此时阀瓣在介质升高部分压力的作用下,有向上作功的趋向,使得关闭件密封面上的密封力随之减少。到介质升高到某一压力时,随着介质压力的进一步升高,阀瓣开始升起,介质压力升到一定程度,阀瓣打开也越发明显,见下图(b)。

3)当介质压力p积聚到某一瞬间,阀瓣在反冲力的作用下,终于被冲到限定的开启高度,继而全量排放,使介质压力迅速下降,见下图(c)。

4)当介质压力p降低到小于弹簧力P1时,阀瓣又会在弹簧力的作用下迅速地回落到关闭位置,使关闭件间又产生了密封比压力,阻止了介质从密封面间流出,安全阀又处在了新的密封关闭状态,使系统压力又回到了正常工作状况,即下图(a)状态。按照动作原理,对用于液体的比例作用式(微启式)安全阀也有这样的动作过程,详见下图(d)、(e)、(f)。

弹簧式安全阀工作原理.png

杠杆重锤式安全阀的工作原理

它是利用重锤的杠杆作用原理,将载荷施加于阀瓣上。以前常用的杠杆安全阀(见下图),重锤的重量通过杠杆力臂办法而施加于阀瓣上,以平衡器内的介质压力。根据所需的开启压力大小调整重锤的重量和杠杆的力臂长度。杠杆安全阀结构简单,易于调整开启压力且受环境温度的影响较小。但是其构造尺寸大,安装时,必须严格保持阀瓣的轴线铅垂,且往往因受振动而产生泄露。杠杆安全阀还必须有防止重锤自行移动的装置和限制杠杆越位的导架。由于杠杆安全阀受到上述构造缺陷的限制,目前这种安全阀的应用范围越来越小。

杠杆式安全阀.png

磁流体式密封安全阀工作原理

当介质压力大于密封压力时,阀瓣立即开启并迅速达到最大升程,同时定位螺杆挤压磁流体,随着介质的大量排放,磁流体被部分吹走,介质压力急剧下降,阀瓣在磁力作用下迅速关闭,与此同时磁流体在磁场力作用下沿着小孔被吸入,并充满密封面的间隙处,又重新形成液体“0”型密封环,在介质

工作压力下,严格保持密封状态。

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