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安全閥的工作原理

[ 2013-11-14 ]

安全閥是壓力容器安全裝置中一種應(yīng)用最廣泛的型式。當(dāng)壓力容器中介質(zhì)壓力由于某種原因而升高超過規(guī)定值時(shí)，閥門自動(dòng)開啟，繼而全量排放，以防止壓力繼續(xù)升高；當(dāng)介質(zhì)壓力由于安全閥的排放而降低，達(dá)到另一規(guī)定值時(shí)，閥門又自動(dòng)關(guān)閉，阻止介質(zhì)繼續(xù)排出。當(dāng)介質(zhì)壓力處于正常工作壓力時(shí)，閥門保持關(guān)閉和密封狀態(tài)。

為了說明安全閥的工作原理，我們以使用最為廣泛的彈簧載荷式安全閥作為例子。圖l-1是這類安全閥的示意圖。

安全閥示意圖

當(dāng)被保護(hù)系統(tǒng)(即閥門進(jìn)口處)介質(zhì)處于正常工作壓力時(shí)，由于彈簧裁荷的作用使閥門處于關(guān)閉狀態(tài)。此時(shí)，作用在閥瓣上的彈簧力大于工作介質(zhì)對閥瓣的作用力。上述兩個(gè)作用力之差造成使閥瓣和閥座r統(tǒng)稱為關(guān)閉件)密封面相互壓緊的力。單位密封面積上的壓緊力稱為比壓力。只要這個(gè)比壓力足夠大，就能阻止介質(zhì)泄出，使閥門關(guān)閉件達(dá)到必要的密封性。如果被保護(hù)系統(tǒng)中介質(zhì)壓力升高，超過正常工作壓力

時(shí)，關(guān)閉件密封面上的比壓力就隨之減小。比壓力小到一定程度時(shí)，介質(zhì)就開始通過關(guān)閉件密封面間的間隙向外泄漏，這就是所謂“前泄”現(xiàn)象。隨著壓力進(jìn)一步升高，閥瓣開始脫離閥座而升起。壓力繼續(xù)升高隊(duì)閥門完全打開，達(dá)到規(guī)定的開啟高度。只要閥的排放量足夠大，系統(tǒng)中的壓力將降低。當(dāng)壓力降低到一定值時(shí)，由于彈簧力的作用使閥門更新關(guān)閉。

重錘式或杠桿重錘式安全閥的工作原理與彈簧載荷式安全閥基本相同。所不同的是作用在閥瓣上的外加裁荷不是由彈簧而是由重錘或者由重錘借助于杠桿來提供的。

先導(dǎo)式安全閥的工作原理則與此不同。這種安全閥由主閥和導(dǎo)閥(亦稱副閥)組成。導(dǎo)閥隨被保護(hù)系統(tǒng)壓力的變化而動(dòng)作，主閥則由于導(dǎo)閥動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)或控制而動(dòng)作。圖2-2是這種安全閥的一個(gè)例子。圖中，導(dǎo)閥2是一個(gè)普通的彈簧式安全閥。當(dāng)被保護(hù)設(shè)備中壓力升高，超過預(yù)先整定的值時(shí)，導(dǎo)閥2開啟，介質(zhì)從導(dǎo)閥排出并經(jīng)由導(dǎo)管進(jìn)入主閥l中活塞的下方，由于介質(zhì)壓力對活塞的作用而使主閥開啟。在設(shè)備壓力降低之后，導(dǎo)閥首先關(guān)閉，主閥活塞下方壓力迅速降低，主閥隨即關(guān)閉。

當(dāng)然，還有許多其他特殊形式的安全閥，促它們的基本工作原理都不外乎上述兩種。