安全閥的原理

安全閥在系統(tǒng)中起安全保護(hù)作用。當(dāng)系統(tǒng)壓力超過規(guī)定值時，安全閥打開，將系統(tǒng)中的一部分氣體/流體排入大氣/管道外，使系統(tǒng)壓力不超過允許值，從而保證系統(tǒng)不因壓力過高而發(fā)生事故。安全閥又稱溢流閥，或泄壓閥，但是它和溢流閥又有一些區(qū)別。氣源壓力作用在活塞A上，當(dāng)壓力超過由彈簧力確定的安全值時，活塞A被頂開，一部分壓縮空氣即從閥口排入大氣；當(dāng)氣源壓力低于安全值時，彈簧驅(qū)動活塞下移，關(guān)閉閥口，此閥密封面要干凈。
1.直接作用式安全閥原理：

    這種安全閥是直接依靠介質(zhì)壓力產(chǎn)生的作用力來克服作用在閥瓣上的機(jī)械載荷使安全閥開啟的，作用在閥瓣上的機(jī)械載荷主要來自重錘或彈簧，這種幾乎是固定的機(jī)械載荷。要想保證安全閥的密封性能，必須閥座密封面和閥瓣密封面的平整度和表面粗糙度有嚴(yán)格的要求。雖然對于壓縮彈簧加載的安全閥，可以通過調(diào)整彈簧力來的達(dá)到密封，但密封壓差又有嚴(yán)格要求。

    密封壓差是整定壓力和工作壓力之差。密封壓差必須足夠高，以保證足夠的密封力，從而在裝置正常運(yùn)行時達(dá)到密封。密封壓差還應(yīng)小于啟閉壓差，以確保安全閥在高于工作壓力下開啟。通常推薦的zui小密封壓差為，當(dāng)工作壓力小于等于7MPa時為整定壓力的10%，但不得小于35kPa；當(dāng)工作壓力小于7MPa時，為整定壓力7%。對于金屬密封的安全閥，如果使用于有毒、腐蝕性、低溫或特別貴重介質(zhì)時，或當(dāng)系統(tǒng)壓力如在往復(fù)式泵或壓縮機(jī)的出口管道中那樣，為波動情況，則可能不得不增加密封壓差。此外，用于氣體或蒸汽的安全閥的啟閉壓差可以高于15%；用于液體的安全閥可高于20%，因此，要使安全閥在不低于工作壓力下關(guān)閉的話，密封壓差就必須相應(yīng)增加。啟閉壓差是整定壓力與回座壓力之差。從經(jīng)濟(jì)角度，啟閉壓差應(yīng)盡可能小，以避免不必要的介質(zhì)損失。但從安全閥動作的穩(wěn)定性著眼，又希望有較大的啟閉壓差。因而只有采取折中的辦法。
2.先導(dǎo)式安全閥原理：

    先導(dǎo)式安全閥是由一個主安全閥和一個先導(dǎo)閥（直接作用式安全閥）組成。主閥是真正的安全閥，而先導(dǎo)閥是用來感受受壓系統(tǒng)的壓力并使主閥開啟和關(guān)閉。要保證先導(dǎo)式安全閥的密封性能和其他各項(xiàng)性能指標(biāo)，不但對主閥的閥座密封面和閥瓣密封面的平整度和表面粗糙度亦有嚴(yán)格的要求，同時對壓縮彈簧的幾何尺寸、材料、熱處理也有嚴(yán)格的要求。這樣才能滿足密封比壓的要求。要保持主閥的關(guān)閉力，以及操縱主閥和先導(dǎo)閥，能量可能來自系統(tǒng)介質(zhì)、一個外部的能源，或者來自這兩者。當(dāng)系統(tǒng)壓力考試超過一個整定的極限值時，先導(dǎo)閥或者通過除去或減少關(guān)閉力而讓系統(tǒng)介質(zhì)迫使主閥開啟；或者產(chǎn)生一個力來使主閥開啟。當(dāng)系統(tǒng)壓力降低以后，先導(dǎo)閥再重新產(chǎn)生關(guān)閉力，或者將開啟力消除。按照這樣的開啟和關(guān)閉模式，能夠在安全閥開啟之前保持一個大的關(guān)閉力。因此，先導(dǎo)式安全閥甚至在運(yùn)行壓力接近整定壓力的情況下也能保持高度的密封性能。先導(dǎo)式安全閥在即將開啟之前關(guān)閉力的大小可能是不受限制的，但對于某些結(jié)構(gòu)的先導(dǎo)式安全閥也可能是通過選擇加以限制的。所謂關(guān)閉力是有限的，指的是一旦先導(dǎo)閥失效時，系統(tǒng)壓力能夠在允許的超過壓力范圍內(nèi)使主閥開啟。對于關(guān)閉有限的先導(dǎo)式安全閥，其安裝要求通常不像具有無限關(guān)閉力的先導(dǎo)式安全閥那樣嚴(yán)格。操作介質(zhì)的獲得，從容易得到的觀點(diǎn)出發(fā)，zui可靠的莫過于系統(tǒng)介質(zhì)本身了。 但是，先導(dǎo)閥卻必須設(shè)計成能適應(yīng)于處在操作條件下的該種介質(zhì)。

3、安全閥的工作原理：
    主閥可以設(shè)計成隨其先導(dǎo)閥被供給能量或失去能量而開啟的兩種形式。若采用供能開啟原理。當(dāng)萬一發(fā)生事故使先導(dǎo)閥失去能量時，將使主閥保持關(guān)閉。因此，在這種場合采用系統(tǒng)介質(zhì)作為操作介質(zhì)是zui安全的。不過，某些規(guī)范也允許采用外部操作介質(zhì)。只要這些操作介質(zhì)系由幾個獨(dú)立的能源供給，或者只要先導(dǎo)安全閥載荷是有限的，若采用失能開啟原理，依先導(dǎo)式安全閥設(shè)計結(jié)構(gòu)不同，先導(dǎo)閥失能將使主閥在低于或等于整定壓力時自動開啟。于是，在這種情況下，主閥的失效保護(hù)操作將不受操作介質(zhì)的影響。

4、先導(dǎo)安全閥的工作原理：
   先導(dǎo)閥可以設(shè)計成隨著它被供給能量或失去能量而使主閥開啟（排放）的兩種形式。若采用供能釋放原理，當(dāng)萬一發(fā)生事故而失去能量時，將使主閥保持關(guān)閉。因此，在這種場合使用的先導(dǎo)式安全閥采用系統(tǒng)介質(zhì)作為操作介質(zhì)是zui安全的。不過，某些規(guī)范也允許采用外部操作介質(zhì)，只要這些操作介質(zhì)系由幾個獨(dú)立的能源供給，或者只要先導(dǎo)式安全閥的載荷是有限的。若采用失能釋放原理，失能將使主閥開啟。于是在這種情況下，先導(dǎo)閥的失效保護(hù)操作將不受操作介質(zhì)的影響。

安全閥是一種安全保護(hù)用閥，它的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，超過規(guī)定值時自動開啟，通過向系統(tǒng)外排放介質(zhì)來防止管道或設(shè)備內(nèi)介質(zhì)壓力超過規(guī)定數(shù)值。安全閥屬于自動閥類，主要用于鍋爐、壓力容器和管道上，控制壓力不超過規(guī)定值，對人身安全和設(shè)備運(yùn)行起重要保護(hù)作用。