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安全閥的功能及工作原理

點擊: 發(fā)表時間:[2019/10/26]

  安全閥的功能及工作原理:

  安全閥的功能及工作原理摘要:安全閥是一種由進口靜壓開啟的自動泄壓防護裝置,它是壓力容器為重要的安全附件之一,它的功能是:當容器內(nèi)壓力超過某一定值時,依靠介質(zhì)自身的壓力自動開啟閥門,迅速排出一定數(shù)量的介質(zhì)。當容器內(nèi)的壓力降到允許值時,閥又自動關閉,使容器內(nèi)壓力始終低于允許壓力的2002:機床,入世是挑戰(zhàn)更是機遇專家指出要加大我國數(shù)控機床研發(fā)力度,加快普及型數(shù)控機床的發(fā)展,中國機床制造業(yè)的服務競爭中國銑床和加工中心市場的現(xiàn)狀和展望,國內(nèi)外車床的技術水平和發(fā)展方向,世界加工中心的生產(chǎn)、需求和發(fā)展動向,國內(nèi)外機床發(fā)展趨勢,世界數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢,切削加工技術和數(shù)控機床的發(fā)展,現(xiàn)代機床產(chǎn)品技術發(fā)展趨勢,我國高速加工技術現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢,利用先進制造技術提升汽車活塞,加工水平瓶蓋及瓶口模具上特殊螺紋的數(shù)控,車削深孔的螺紋加工數(shù)控車床螺紋切削方法分析與應用磨削蝸桿砂輪的修整,精密零件多臺階面磨削的新方法曲軸連桿頸的跟蹤磨削工藝。

  空壓機安全閥是一種由進口靜壓開啟的自動泄壓防護裝置,它是壓力容器為重要的安全附件之一,它的功能是:當容器內(nèi)壓力超過某一定值時,依靠介質(zhì)自身的壓力自動開啟閥門,迅速排出一定數(shù)量的介質(zhì)。當容器內(nèi)的壓力降到允許值時,閥又自動關閉,使容器內(nèi)壓力始終低于允許壓力的上限,自動防止因超壓而可能出現(xiàn)的事故,所以安全閥又被稱為壓力容器的Z終保護裝置。液化石油氣儲罐的安全閥為彈簧微啟式空壓機安全閥,其工作原理是:彈簧力大于介質(zhì)作用于閥芯的正常壓力(事先選定的壓力值),閥芯處于關閉狀態(tài),當罐內(nèi)介質(zhì)壓力超過允許壓力時,彈簧受到壓縮,使閥芯離開閥座,閥門自動開啟,介質(zhì)從中泄出、減壓;當壓力回到正常值時,彈簧壓力又將閥芯推向閥座,閥門自動關閉。

  安全閥結構特點

  壓力容器,泛指在工業(yè)生產(chǎn)中用于完成反應、傳質(zhì)、傳熱、分離和儲存等生產(chǎn)工藝過程,并能承受壓力的密閉容器。它被廣泛用于石油、化工、能源、冶金、機械、輕紡、醫(yī)藥、國防等工業(yè)領域。

  1.壓力容器基礎知識

  1)壓力容器的操作條件

  (1)壓力。壓力容器的壓力可以來自兩個方面,一是來自壓力容器外,一是來自壓力容器內(nèi)。

  壓力容器的Z高工作壓力,對于承受內(nèi)壓的壓力容器,是指壓力容器在正常使用過程中,容器頂部可能出現(xiàn)的Z高壓力;對于承受外壓的壓力容器,是指壓力容器在正常使用過程中,夾套頂部可能出現(xiàn)的Z高壓力。壓力容器的設計壓力,是指在相應設計溫度下用以確定容器殼體厚度的壓力,亦即標注在銘牌上的容器設計壓力,其值不得小于Z大工作壓力。當容器各部位或受壓元件所承受的液柱靜壓力達到5%設計壓力時,則應取設計壓力和液柱靜壓力之和進行該部位或元件的設計計算;裝有安全泄放裝置的壓力容器,其設計壓力不得低于安全泄放裝置的開啟壓力或爆破壓力。容器的設計壓力應按GB 150的相應規(guī)定確定。

  (2)溫度。金屬溫度,系指容器受壓元件沿截面厚度的平均溫度。任何情況下,元件金屬的表面溫度不得超過鋼材的允許使用溫度。

  設計溫度,系指容器在正常操作情況下,在相應設計壓力下設定的受壓元件的金屬溫度,其值不得低于元件金屬可能達到的Z高金屬溫度;對于0~C以下的金屬溫度,則設計溫度不得高于元件金屬可能達到的Z低金屬溫度。容器設計溫度(即標注在容器銘牌上的設計介質(zhì)溫度)是指殼體的設計溫度。

  (3)介質(zhì)。生產(chǎn)工藝過程所涉及的工藝介質(zhì)品種繁多,分類方法也有多種。按物質(zhì)狀態(tài)分類,有氣體、液體、液化氣體、單質(zhì)和混合物等;按化學特性分類,則有可燃、易燃、惰性和助燃四種;按它們對人類毒害程度,又可分為極度危害(I)、高度危害(Ⅱ)、中度危害(Ⅲ)、輕度危害(Ⅳ)四級。

  易燃介質(zhì):是指與空氣混合的爆炸下限小于10%,或爆炸上限和下限之差值大于等于20%的氣體,如一甲胺、乙烷、乙烯等。

  毒性介質(zhì):《壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》(以下簡稱《容規(guī)》)對介質(zhì)

  性程度的劃分參照GB 5044《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級》分為四級。其Z高容許濃度分別為:極度危害(I級)<0.1mg/m3;高度危害(Ⅱ級)0.1~<1.0mg/m3;中度危害(ⅲ級)1.o~<10mg/m3;輕度危害(ⅳ級)≥10mg/m3。< p="">

  壓力容器中的介質(zhì)為混合物質(zhì)時,應以介質(zhì)的組成并按毒性程度或易燃介質(zhì)的劃分原則,由設計單位的工藝設計部門或使用單位的生產(chǎn)技術部門決定介質(zhì)毒性程度或是否屬于易燃介質(zhì)。

  腐蝕介質(zhì):石油化工介質(zhì)對壓力容器用材具有耐腐蝕性要求。有時是因介質(zhì)中有雜質(zhì),使腐蝕劇烈地增加。腐蝕介質(zhì)的種類和性質(zhì)各不相同,加上工藝條件不同,介質(zhì)的腐蝕性也不相同。這就要求在選用壓力容器用材時,除了應滿足使用條件下的力學性能要求外,還要具備足夠的耐腐蝕性,必要時還要采取一定的防腐措施。

  2)壓力容器的分類.

  壓力容器分類方法很多,為利于安全技術監(jiān)察和管理,《容規(guī)》將壓力容器劃分為3類。

  (1)下列情況之一為第三類壓力容器:高壓容器;中壓容器(僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì));中壓儲存容器(僅限易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì),且pV大于等于10MPa?m3);中壓反應容器(僅限易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì),且pV大于等于O.5MPa?m3);低壓容器(僅限毒性程度為極度和高度危害的介質(zhì),且pV大于等于O.2MPa?m3);高壓、中壓管殼式余熱鍋爐;中壓搪玻璃壓力容器;使用強度級別較高(指相應標準中抗拉強度規(guī)定值下限大于等于540MPa)的材料制造的壓力容器;移動式壓力容器,包括鐵路罐車(介質(zhì)為液化氣體、低溫液體)、罐式汽車[液化氣體運輸(半掛)車、低溫液體運輸(半掛)車、永久氣體運輸(半掛)車]和罐式集裝箱(介質(zhì)為液化氣體、低溫液體)等;球形儲罐(容積大于等于50m3);低溫液體儲存容器(容積大于5m3)。

  (2)下列情況之一為第二類壓力容器:中壓容器;低壓容器(僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì));低壓反應容器和低壓儲存容器(僅限易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì));低壓管殼式余熱鍋爐;低壓搪玻璃壓力容器。

  (3)低壓容器為第一類壓力容器。

  2.安全附件

  1)安全閥

  安全溢流閥是一種由進口靜壓開啟的自動泄壓閥門。它依靠介質(zhì)自身的壓力排出一定數(shù)量的流體,以防止容器或系統(tǒng)內(nèi)的壓力超過預定的安全值;當容器內(nèi)的壓力恢復正常后,閥門自行關閉,并阻止介質(zhì)繼續(xù)排出。安全閥分全啟式安全閥和微啟式安全閥。根據(jù)安全閥的整體結構和加載方式可以分為靜重式、杠桿式、彈簧式和先導式等4種。

  2)爆破片

  爆破片裝置是一種非重閉式泄壓裝置,由進口靜壓使爆破片受壓爆破而泄放出介質(zhì),以防止容器或系統(tǒng)內(nèi)的壓力超過預定的安全值。

  爆破片又稱為爆破膜或防爆膜,是一種斷裂型安全泄放裝置。與安全閥相比,它具有結構簡單,泄壓反應快,密封性能好,適應性強等特點。

  3)安全閥與爆破片裝置的組合

  安全閥與爆破片裝置并聯(lián)組合時,爆破片的標定爆破壓力不得超過容器的設計壓力。安全閥的開啟壓力應略低于爆破片的標定爆破壓力。

  當安全閥進口和容器之間串聯(lián)安裝爆破片裝置時,應滿足下列條件:安全閥和爆破片裝置組合的泄放能力應滿足要求;爆破片破裂后的泄放面積應不小于安全閥進口面積,同時應保證使得爆破片破裂的碎片不影響安全閥的正常動作;爆破片裝置與安全閥之間應裝設壓力表、旋塞、排氣孔或報警指示器,以檢查爆破片是否破裂或滲漏。

  當安全閥出口側串聯(lián)安裝爆破片裝置時,應滿足下列條件:容器內(nèi)的介質(zhì)應是潔凈的,不含有膠著物質(zhì)或阻塞物質(zhì);安全閥的泄放能力應滿足要求;當安全閥與爆破片之間存在背壓時,閥仍能在開啟壓力下準確開啟;爆破片的泄放面積不得小于安全閥的進口面積;安全閥與爆破片裝置之間應設置放空管或排污管,以防止該空間的壓力累積。

  4)爆破帽

  爆破帽為一端封閉,中間具有一薄弱斷面的厚壁短管,爆破壓力誤差較小,泄放面積較小,多用于超高壓容器。超壓時其薄弱面上的拉伸應力達到材料的強度極限發(fā)生斷裂。由于其工作時通常還有溫度影響,因此,一般均選用熱處理性能穩(wěn)定,且隨溫度變化較小的高強度鋼材料(如34crNi3Mo等)制造,其破爆壓力與材料強度之比一般為0.2~0.5。

  5)易熔塞

  易熔塞屬于“熔化型”(“溫度型”)安全泄放裝置,它的動作取決于容器壁的溫度,主要用于中、低壓的小型壓力容器,在盛裝液化氣體的鋼瓶中應用更為廣泛。

  6)緊急切斷閥、減壓閥

  緊急切斷閥是一種特殊結構和特殊用途的閥門,它通常與截止閥串聯(lián)安裝在緊靠容器的介質(zhì)出口管道上,以便在管道發(fā)生大量泄漏時進行緊急止漏;一般還具有過流閉止及超溫閉止的性能,并能在近程和遠程獨立進行操作。緊急切斷閥按操縱方式的不同,可分為機械(或手動)牽引式、油壓操縱式、氣壓操縱式和電動操縱式等多種,前兩種目前在液化石油氣槽車上應用非常廣泛。

  減壓閥是利用膜片、彈簧、活塞等敏感元件改變閥瓣與閥座之間的間隙,當介質(zhì)通過時產(chǎn)生節(jié)流,壓力下降而使其減壓的閥門。

  當調(diào)節(jié)螺栓向下旋緊時,彈簧被壓縮,將膜片向下推,頂開脈沖閥閥瓣,高壓側的一部分介質(zhì)就經(jīng)高壓通道進入,經(jīng)脈沖閥閥瓣與閥座間的間隙流入環(huán)形通道而進入氣缸,向下推動活塞并打開主閥閥瓣,這時高壓側的介質(zhì)便從主閥閥瓣與閥座之間的間隙流過而被節(jié)流減壓。同時,低壓側的一部分介質(zhì)經(jīng)低壓通道進入膜片下方空間,當其壓力由于高壓側的介質(zhì)壓力升高而升高到足以抵消彈簧的彈力時,膜片向上推動脈沖閥閥瓣逐漸閉合,使進入氣缸的介質(zhì)減少,活塞和主閥閥瓣向上移動,主閥關小,從而減少流向低壓側的介質(zhì)量,使低壓側的壓力不致因高壓側壓力升高而升高,從而達到自動調(diào)節(jié)壓力的目的。

  7)壓力表、溫度計、液位計

  (1)壓力表。壓力表是指示容器內(nèi)介質(zhì)壓力的儀表,是壓力容器的重要安全裝置。按其結構和作用原理,壓力表可分為液柱式、彈性元件式、活塞式和電量式四大類。活塞式壓力計通常用作校驗用的標準儀表,液柱式壓力計一般只用于測量很低的壓力,壓力容器廣泛采用的是各種類型的彈性元件式壓力計。

  (2)液位計。液位計又稱液面計,是用來觀察和測量容器內(nèi)液位位置變化情況的儀表。特別是對于盛裝液化氣體的容器,液位計是一個必不可少的安全裝置。

  (3)溫度計。溫度計是用來測量物質(zhì)冷熱程度的儀表,可用來測量壓力容器介質(zhì)的溫度,對于需要控制壁溫的容器,還必須裝設測試壁溫的溫度計。