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一起了解美國BESWICK安全閥的工作原理

來源:東莞市廣聯(lián)自動化科技有限公司   2024年08月22日 11:08  

BESWICK安全閥是鍋爐、壓力容器和壓力管道的保護(hù)裝置,用來防止受壓設(shè)備中的壓力超過設(shè)計允許值,從而保護(hù)設(shè)備及其運(yùn)行人員的安全。

  由于BESWICK安全閥可以不依賴任何外部能源而動作,所以常常作為受壓設(shè)備的最后一道保護(hù)裝置。從這個意義上說,它的作用是不能用其他保護(hù)裝置來代替的。

  當(dāng)受壓設(shè)備中介質(zhì)的壓力由于某種原因而異常升高,達(dá)到預(yù)先的設(shè)定值時,安全閥自動開啟,繼而排放,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)到另一預(yù)定值時,閥門又自動關(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,閥門保持關(guān)閉和密封狀態(tài)。

 在正常工作時,BESWICK安全閥處于關(guān)閉狀態(tài),安全閥閥瓣在系統(tǒng)壓力的作用下向上的作用力小于閥瓣受到向下的彈簧力,其差值就是密封附加力Fs,即隨著系統(tǒng)壓力的增加,安全閥的密封比壓是逐漸降低的。

  BESWICK安全閥當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)口壓力等于安全閥的整定壓力時,彈簧力等于進(jìn)口介質(zhì)作用在關(guān)閉閥瓣上的力,閥瓣與閥座之間的作用力等于零。當(dāng)進(jìn)口壓力略高于整定壓力時,介質(zhì)流過閥座表面進(jìn)入蓄壓腔“B”,由于反沖盤與調(diào)節(jié)圈間節(jié)流作用的結(jié)果,蓄壓腔“B”內(nèi)的壓力增加,因?yàn)檫@時進(jìn)口壓力作用在更大的面積上,產(chǎn)生一個通常被稱為膨脹力的附加力來克服彈簧力。通過調(diào)整調(diào)節(jié)圈,便可以調(diào)節(jié)環(huán)形流道縫隙的大小,從而控制蓄壓腔“B”內(nèi)的壓力,這時蓄壓腔內(nèi)被控制的壓力將克服彈簧力,導(dǎo)致閥瓣離開閥座,閥門突跳開啟。

  一旦閥門已經(jīng)開啟,“C”處便會產(chǎn)生附加增壓[圖1(c)],這是由于突然流量的增加以及由反沖盤裙邊的內(nèi)沿與調(diào)節(jié)圈外徑所圍成的另一個環(huán)形流道上的節(jié)流所造成的,這些“C”處的附加力(含反沖力)會導(dǎo)致閥瓣在突跳時達(dá)到足夠的開啟高度。

  當(dāng)閥門關(guān)閉時,作用在閥瓣上的力與應(yīng)用于氣體介質(zhì)中的作用力是相同的,直到達(dá)到力的平衡,即保持閥座關(guān)閉的合力接近零。

  在最初開啟時,溢出的液體形成一層非常薄的流體,見圖3(a),在閥座表面間迅速擴(kuò)展,液體沖擊閥瓣反沖盤的反作用面,并被折流向下,產(chǎn)生向上推動閥瓣和反沖盤的反作用力。在最初的2%~4%的超過壓力范圍內(nèi),這些力通常建立得很慢。

  隨著流量逐漸增加,流過閥座的液體的速度也在增加,這些動量作用力與快速泄放的液體介質(zhì)由于從反作用表面[圖3(b)]被折流向下所產(chǎn)生的作用力的合力足以使閥門達(dá)到全開。通常情況下,在2%~6%的超過壓力下,閥瓣會突然間升高到50%~100%的全開高,隨著超過壓力增加,這些力繼續(xù)增加,推動閥瓣達(dá)到全開。ASME鑒定的液體介質(zhì)用安全閥的排放量,要求安全閥在10%或更小的超過壓力下,達(dá)到全部的額定泄放量。

  在閥門關(guān)閉的過程中,隨著超過壓力減小,液體介質(zhì)動量和反作用都減小,彈簧力推動閥瓣返回與閥座接觸。

  過去,許多用在液體介質(zhì)中的泄壓閥都是為可壓縮(蒸氣)介質(zhì)設(shè)計用的安全泄放閥或泄放閥。許多這樣的閥門當(dāng)用在液體介質(zhì)時,需要高的超過壓力(25%)才能達(dá)到全開高和穩(wěn)定的工作,這是因?yàn)橐后w介質(zhì)無法提供氣體介質(zhì)那樣的膨脹力。

  是先導(dǎo)式安全閥的工作原理,先導(dǎo)式安全閥由主閥和導(dǎo)閥組成,導(dǎo)閥隨系統(tǒng)介質(zhì)壓力的變化而動作,主閥則由導(dǎo)閥的驅(qū)動或控制而動作。

 當(dāng)被保護(hù)系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀況時,導(dǎo)閥閥瓣處于關(guān)閉狀態(tài),系統(tǒng)壓力從主閥進(jìn)口通過導(dǎo)管和導(dǎo)閥傳入主閥閥瓣(活塞)上方氣室。由于活塞面積大于閥瓣密封面面積,系統(tǒng)壓力對閥瓣產(chǎn)生一個向下的合力,使主閥處于關(guān)閉、密封狀態(tài)。

  當(dāng)系統(tǒng)壓力升高達(dá)到整定壓力時,導(dǎo)閥開啟,同時滑閥向上移動封閉導(dǎo)閥的進(jìn)氣通道。主閥閥瓣上方氣室的介質(zhì)經(jīng)由打開的導(dǎo)閥排出,使主閥閥瓣上方壓力(腔壓)降低,主閥閥瓣在進(jìn)口壓力的推動下打開而使系統(tǒng)泄壓。

  BESWICK安全閥當(dāng)系統(tǒng)壓力降低到一定值時,導(dǎo)閥回座并帶動頂桿頂開滑閥,系統(tǒng)壓力再次通過導(dǎo)閥傳入主閥閥瓣上方氣室,并推動主閥閥瓣關(guān)閉。

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