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先導式安全閥
點擊次數：478 發布時間：2017-5-18
先導式安全閥是由一個主閥（安全閥）和一個先導閥（直接作用式安全閥）組成，主閥真正的安全閥，而先導閥是用來感受受壓系統的壓力并使主閥開啟和關閉。
要保證先導式安全閥的密封性能和其他各項性能指標，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有嚴格的要求。而且對先導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格的要求，同時對壓縮彈簧的幾何尺寸、材料、熱處理也有嚴格的要求。這樣才能滿足密封比壓的要求。
要保持主閥的關閉力，以及操縱主閥和先導閥，能量可能來自系統介質、一個外部的能源，或者來自這兩者。當系統壓力開始超過一個整定的極限值時，先導閥或者通過除去或減少關閉力而讓系統介質迫使主閥開啟；或者產生一個力來使主閥開啟。當系統壓力降低以后，先導閥再重新產生關閉力，或者將開啟力消除。按照這樣的開啟和關閉模式，能夠在安全閥開啟之前保持一個大的關閉力。因此，先導式安全閥甚至在運行壓力接近整定壓力的情況下也能保持高度的密封性能。
先導式安全閥在即將開啟之前關閉力的大小可能是不受限制的，但對于某些結構的先導式安全閥也可能是通過選擇加以限制的。所謂關閉力是有限的，指的是一旦先導閥失效時，系統壓力能夠在允許的超過壓力范圍內使主閥開啟。對于關閉力有限的先導式安全閥，其安裝要求通常不像具有無限關閉力的先導式安全閥那樣嚴格。
操作介質的獲得，從容易得到的觀點出發，zui可靠的莫過于系統介質本身了。但是，先導閥卻必須設計成能適應于處在操作條件下的該種介質。
而另一方面，在使用系統介質本身有困難的場合，選擇外部操作介質則可能簡化先導式安全閥的設汁。這樣的操作介質通常有壓縮空氣、液體，也可以采用電能操作。
主閥操作原理：主閥可以設計成隨其先導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。當萬一發生事故使先導閥失去能量時，將使主閥保持關閉。因此，在這種場合采用系統介質作為操作介質是zui安全的。不過，某些規范也允許采用外部操作介質，只要這些操作介質系由幾個獨立的能源供給，或者只要先導式安全閥載荷是有限的。若采用失能開啟原理，依先導式安全閥設計結構不同，先導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，主閥的失效保護操作將不受操作介質的影響。
先導閥的操作原理：先導閥可以設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，當萬一發生事故而失去能量時，將使主閥保持關閉。因此，在這種場合使用的先導式安全閥采用系統介質作為操作介質是zui安全的。不過，某些規范也允許采用外部操作介質，只要這些操作介質系由幾個獨立的能源供給，或者只要先導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，先導閥的失效保護操作將不受操作介質的影響。
1）由系統介質操作的主閥。按照主閥的不同操作原理，允許有若干種不同的結構設計。圖4-9 -圖4-12所示的先導式安全閥為典型的代表性結構。前兩種先導式安全閥系按照失能開啟原理操作，而后兩種先導式安全閥系按照供能開啟原理操作。
這些先導式安全閥的關閉力是以三種方法提供的：其一，由直接作用在閥瓣上的介質壓力提供，如圖4 -9及圖4-10;其二，由彈簧提供，如圖4-12所示；其三，由作用在先導閥活塞上的介質壓力提供，如圖4-11所示。這后一類先導式安全閥的先導閥活塞必須配有有效的密封圈，能夠在先導式安全閥關閉時的zui大管線壓力下保持密封。
圖4-7所示的先導式安全閥按失能開啟原理操作，其活塞必須在安全閥關閉時的系統zui大介質壓力下保持密封。
2）由外部介質操縱的主閥。在圖4-13 -圖4-15所示的先導式安全閥中，彈簧加載主閥的驅動機構是由外部介質供給能源的。圖4 -13、圖4-15所使用的能源為壓縮空氣，圖4-14所使用的是電能。
圖4-13所示的先導式安全閥按失能開啟原理操縱。其驅動機構由一個氣動馬達組成，在正常運行條件下，氣動馬達對閥桿施加一個向下的推力，同彈簧一起使安全閥保持關閉，并達到密封。當運行壓力達到整定壓力時，氣動馬達則產生一個提升力，并同作用在閥瓣下方的介質壓力一道使安全閥開啟。一旦氣動馬達能源斷絕時，安全閥將如同一個直接作用式安全閥那樣開啟。
圖4-14所示的先導式安全閥同樣是按失能開啟原理操作。在正常運行壓力下，電磁鐵通電施力于閥桿并同主彈簧一起使安全閥保持關閉，并達到密封。當運行壓力達到整定壓力時，電磁鐵失電，先導式安全閥像直接作用式安全閥一樣開啟。
圖4-15所示的先導式安全閥按供能開啟原理操作。在這種場合，先導式安全閥的關閉力僅由彈簧提供。并保持密封。當運行壓力達到整定壓力時，由空氣操縱的提升馬達被供能。由此產生的提升力正好使由彈簧產生的關閉力減小到使作用在閥瓣下方的介質力能將安全閥開啟的程度。這種先導式安全閥是這樣設計的，即當提升馬達失效時，介質壓力仍然可以在允許超壓的范圍內使閥門開啟。
3）具有安全和控制雙重功能的主閥。安全閥的功能還可以同控制閥的功能結合起來，圖4 -16所示用于蒸汽發電設備的高壓旁路安全閥就是一例。其主閥配備一個液壓為動力的驅動機構，按失能開啟原理操作。與此同時，位于液壓控制管線上的先導閥則以失能釋放原理操作。
圖4-17表示圖4-16所示安全閥的典型安裝方式。當發電設備正常運行時，安全閥作為一個自動高壓旁通閥工作，向再熱系統供汽。再熱系統則通過一個低壓旁通閥同冷凝器連接，并由一個直接向大氣排放的單獨安全閥來保護。如果由于汽輪機卸載而使高壓系統中的壓力突然升高時，安全先導閥使驅動機構失能。于是，蒸汽壓力在一個對驅動機構活塞作開啟方向作用的彈簧的幫助下使主閥迅速開啟。