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閥門(mén)原理

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安全閥工作原理(圖)
來(lái)源:www.ifun99.com作者:上海凱利科閥門(mén)有限公司更新時(shí)間:2023-03-31 10:03:39
安全閥(Safety Valve)啟閉件受外力作用下處于常閉狀態(tài),當(dāng)設(shè)備或管道內(nèi)的介質(zhì)壓力升高超過(guò)規(guī)定值時(shí),通過(guò)向系統(tǒng)外排放介質(zhì)來(lái)防止管道或設(shè)備內(nèi)介質(zhì)壓力超過(guò)規(guī)定數(shù)值的特殊閥門(mén)。安全閥屬于自動(dòng)閥類(lèi),主要用于鍋爐、壓力容器和管道上起重要保護(hù)作用。
安全閥工作原理(圖)
彈簧式安全閥工作原理是壓力=壓強(qiáng)X面積。壓力就是彈簧的壓力,面積就是密封面的面積。當(dāng)作用在密封面上的壓強(qiáng)乘以密封面的面積形成的向上的推力大于彈簧的壓力,彈簧被壓縮,密封面打開(kāi),將壓力通過(guò)泄壓孔排出。
 1、當(dāng)設(shè)備內(nèi)的壓力超過(guò)規(guī)定的工作壓力并達(dá)到安全閥的開(kāi)啟壓力時(shí),內(nèi)部介質(zhì)作用于鬧瓣上面的力大于加載機(jī)構(gòu)施加在它上面的力,于是  閥瓣離開(kāi)閥座,安全閥開(kāi)啟,設(shè)備內(nèi)的介質(zhì)即通過(guò)閥座排出。此時(shí)內(nèi)壓作用于閥瓣上面的力又小于加載機(jī)構(gòu)施加在它上面的力,閥瓣又緊壓著閥座,介質(zhì)停止排出,設(shè)備保持正常的工作壓力繼續(xù)運(yùn)行。所以,安全閥是通過(guò)閥瓣上介質(zhì)作用力與加載機(jī)構(gòu)作用力的消長(zhǎng),自行關(guān)閉或開(kāi)啟以達(dá)到防止設(shè)備超壓的目的。
2、當(dāng)安全閥的整定壓力大于被保護(hù)系統(tǒng)的工作壓力時(shí),閥門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài),這時(shí)作用在閥瓣上的力有彈簧預(yù)緊力F,方向向下,介質(zhì)的作用力,方向向上,再就是閥座對(duì)閥瓣的托力(密封力),這個(gè)密封力在密封面上所產(chǎn)生的比壓力,保證了安全閥關(guān)閉件間有了必需的密封性。
3、 當(dāng)系統(tǒng)中的壓力升高且超過(guò)正常工作壓力時(shí),由于此時(shí)的彈簧預(yù)緊力和密封力未發(fā)生變化,系統(tǒng)壓力的升高,使得關(guān)閉件密封面上的密封力隨之減少:隨著介質(zhì)壓力的進(jìn)一步升高,當(dāng)進(jìn)口壓力等于安全閥的整定壓力時(shí),閥瓣與閥座之間的作用力等于零(密封力等于零);當(dāng)進(jìn)口壓力繼續(xù)升高略高于整定壓力時(shí),閥瓣向上運(yùn)動(dòng),突跳開(kāi)啟。此時(shí)安全閥處于開(kāi)啟狀態(tài)。
 4、一旦閥門(mén)開(kāi)啟,隨著介質(zhì)的快速流出,由反沖盤(pán)裙邊的內(nèi)沿與調(diào)節(jié)圈外徑所圍成的環(huán)形流道對(duì)介質(zhì)產(chǎn)生節(jié)流作用,以及利用反沖盤(pán)上流體的靜壓力,安全閥閥瓣繼續(xù)向上快速運(yùn)動(dòng),此時(shí),流量始終被閥瓣和閥座之間的開(kāi)度限制著,直到閥瓣離開(kāi)閥座的高度達(dá)到四分之一流道直徑,此后,流量便由喉部的流道直徑控制,繼而全量排放,使介質(zhì)壓力迅速下降。此時(shí)安全閥處于排放狀態(tài).
安全閥結(jié)構(gòu)原理
安全閥結(jié)構(gòu)主要有兩大類(lèi):彈簧式和杠桿式。彈簧式是指閥瓣與閥座的密封靠彈簧的作用力。杠桿式是靠杠桿和重錘的作用力。隨著大容量的需要,又有一種脈沖式安全閥,也稱(chēng)為先導(dǎo)式安全閥,由主安全閥和輔助閥組成。當(dāng)管道內(nèi)介質(zhì)壓力超過(guò)規(guī)定壓力值時(shí),輔助閥先開(kāi)啟,介質(zhì)沿著導(dǎo)管進(jìn)入主安全閥,并將主安全閥打開(kāi),使增高的介質(zhì)壓力降低。
1、重錘杠桿式安全閥
重錘杠桿式安全閥是利用重錘和杠桿來(lái)平衡作用在閥瓣上的力。根據(jù)杠桿原理,它可以使用質(zhì)量較小的重錘通過(guò)杠桿的增大作用獲得較大的作用力,并通過(guò)移動(dòng)重錘的位置(或變換重錘的質(zhì)量)來(lái)調(diào)整安全閥的開(kāi)啟壓力。
重錘杠桿式安全閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,調(diào)整容易而又比較準(zhǔn)確,所加的載荷不會(huì)因閥瓣的升高而有較大的增加,適用于溫度較高的場(chǎng)合,過(guò)去用得比較普遍,特別是用在鍋爐和溫度較高的壓力容器上。但重錘杠桿式安全閥結(jié)構(gòu)比較笨重,加載機(jī)構(gòu)容易振動(dòng),并常因振動(dòng)而產(chǎn)生泄漏;其回座壓力較低,開(kāi)啟后不易關(guān)閉及保持嚴(yán)密。
2、彈簧微啟式安全閥
彈簧微啟式安全閥是利用壓縮彈簧的力來(lái)平衡作用在閥瓣上的力。螺旋圈形彈簧的壓縮量可以通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)它上面的調(diào)整螺母來(lái)調(diào)節(jié),利用這種結(jié)構(gòu)就可以根據(jù)需要校正安全閥的開(kāi)啟(整定)壓力。彈簧微啟式安全閥結(jié)構(gòu)輕便緊湊,靈敏度也比較高,安裝位置不受限制,而且因?yàn)閷?duì)振動(dòng)的敏感性小,所以可用于移動(dòng)式的壓力容器上。這種安全閥的缺點(diǎn)是所加的載荷會(huì)隨著閥的開(kāi)啟而發(fā)生變化,即隨著閥瓣的升高,彈簧的壓縮量增大,作用在閥瓣上的力也跟著增加。這對(duì)安全閥的迅速開(kāi)啟是不利的。另外,閥上的彈簧會(huì)由于長(zhǎng)期受高溫的影響而使彈力減小。用于溫度較高的容器上時(shí),常常要考慮彈簧的隔熱或散熱問(wèn)題,從而使結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜起來(lái)。
3、彈簧全啟式安全閥
彈簧全啟式安全閥的開(kāi)啟高度大于或等于流道直徑的1/4。全啟式安全閥的排放面積是閥座喉部最小截面積。其動(dòng)作過(guò)程是屬于兩段作用式,必須借助于一個(gè)升力機(jī)構(gòu)才能達(dá)到全開(kāi)啟,全啟式安全閥主要用于氣體介質(zhì)的場(chǎng)合。
4、脈沖式安全閥
脈沖式安全閥由主閥和輔閥構(gòu)成,通過(guò)輔閥的脈沖作用帶動(dòng)主閥動(dòng)作、其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,通常只適用于安全泄放量很大的鍋爐和壓力容器。
5、先導(dǎo)式安全閥
先導(dǎo)式安全閥是依靠從導(dǎo)閥排出的介質(zhì)來(lái)驅(qū)動(dòng)或控制的。而導(dǎo)閥本身是一個(gè)直接作用式安全閥,有時(shí)也采用其他形式的閥門(mén)。先導(dǎo)式安全閥適用于高壓、大口徑的場(chǎng)合。先導(dǎo)式安全閥的主閥還可以設(shè)計(jì)成依靠工作介質(zhì)來(lái)密封的形式,或者可以對(duì)閥瓣施加比直接作用式安全閥大得多的機(jī)械載荷,因而具有良好的密封性能。同時(shí),它的動(dòng)作很少受背壓的影響。這種安全閥的缺點(diǎn)在于它的可靠性同主閥和導(dǎo)閥有關(guān),動(dòng)作不如直接作用式安全閥那樣迅速、可靠,而且結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。
6、直接作用式安全閥
直接作用式安全閥是在工作介質(zhì)的直接作用下開(kāi)啟的,即依靠工作介質(zhì)壓力的作用克服加載機(jī)構(gòu)加于閥瓣的機(jī)械載荷,使閥門(mén)開(kāi)啟。這種安全閥具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,動(dòng)作迅速,可靠性好等優(yōu)點(diǎn)。但因?yàn)橐揽拷Y(jié)構(gòu)加載,其載荷大小受到限制,不能用于高壓、大口徑的場(chǎng)合。
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