安全閥專家教你結構設計的原則

　　1、閥體：安全閥是通過閥體使零件相互連接成為一個完整的產品。安全閥通過閥體的法蘭或螺紋管接頭或焊接連接在系統上的。閥體承受著被保護系統的壓力作用，所以閥體應有足夠的強度和密封性，不允許出現變形或泄漏。

　　安全閥

 

　　a、閥體材料的選擇通常按溫度、壓力和介質的腐蝕性來定。具體情況將在下一節做專門介紹，此處不再復述。b、安全閥排放時，介質通過閥體泄放至安全的地方，所以要求通道部分的尺寸和形狀應保證其流體阻力zui小。c、閥體的進口和出口支管承受著安全閥和排放管道的重量以及安全閥排放時的反作用力，閥體應有足夠的強度和剛度。d、為了提高排放能力，閥座通道截面積不因有導向筋的存在而縮小介質流動暢通，不僅在閥座通道中，在閥瓣打開的環狀間隙處沒有渦流現象。閥體和出口支管的通道截面積為2.5d0。由于排放能力高，安全閥的閥座通道截面積較小，使安全閥易于密封。
 

　　2、閥座：閥座設計成可拆卸的結構形式，閥座通道設計成拉法爾噴嘴的光滑低阻力形狀。噴嘴式安全閥能在長期使用中保持高度密封，減少閥座和閥瓣密封面的機械變形、熱變形和侵蝕。閥座的熱變形是介質對于非對稱閥體的作用引起的，而閥座的機械變形則可能在把閥體緊固在容器上發生。采用可拆卸結構，則閥體的變形一般不易造成閥座的變形，而閥座的變形是導致安全閥泄漏的主要原因。安全閥的主要受壓元件是閥座，所以在設計時應進行強度校核，在結構上應設計成圓滑過渡，閥座一般不宜采用鑄件，應采用棒料和鍛件加工，并需進行強度試驗。
 

　　3、閥瓣：閥瓣是和閥座一起組成密封面，其密封面一側要直接承受介質的壓力、溫度等，它的結構設計合理與否，直接影響到安全閥的密封性能。閥瓣的結構設計是根據安全閥要達到的密封性能指標、密封面寬度和密封比壓、受彈簧預緊力的大小、所使用的介質特性等諸多因素來考慮的。閥瓣的材料選用和閥座相比，應相同或更好一點，對美標安全閥來說，采用較多的是420、304 和316L，當然，在所有腐蝕性強的地方，還應選用更好的，如蒙乃爾、哈氏合金、鈦合金等其它材料。
 

　　4、閥桿：安全閥彈簧的作用力是通過閥桿傳遞給閥瓣，形成初始密封。當安全閥動作時，閥桿沿著彈簧上下面的彈簧座移動，因此閥桿的作用很重要。
 

　　1) 閥桿力不是通過鋼球傳遞給閥瓣時，閥桿的端部應做成求面，球面半徑按施加于閥桿的作用力來選取。當作用力小于6000N 時，r=1.5mm 就夠了；作用力達1800N 時，r=4mm。球面半徑也可按安全閥口徑來選取，即r=(0.05~0.08)d0。
 

　　2)加于閥桿的載荷超過1000N 時，閥桿端部用2Cr13 鋼制造，其硬度經熱處理40~43HRC。或在端部堆焊硬質合金，硬度不低于45~48HRC。
 

　　5、彈簧：彈簧是重要的零件之一，彈簧式安全閥的性能受彈簧的控制，彈簧的設計成功與否決定了安全閥的zui終性能是否達到設計要求和使用要求。彈簧在安全閥里的工作原理比較簡單，它通過彈簧座把作用力傳遞給閥桿，閥桿再把彈簧力傳遞到閥瓣上。
 

　　a、為了保證彈簧力能平穩地傳遞到閥瓣上，在設計制造安全閥彈簧時，應將彈簧的端部磨平，支撐面至少大于3/4 圈。并且應滿足平行度和垂直度的要求。b、為了防止彈簧松馳，在計算時取較低的許用應力值，制造時進行強化處理。 c、石油化學工業中應十分注意彈簧的抗腐蝕保護，在同某些介質接觸時會使彈簧圓鋼變細和出現內部裂紋、應力腐蝕等現象。為了防腐蝕，彈簧應采用合金鋼制造，并采用包保護層、鍍鎳、滲鋁等方法，在結構上利用橡膠彈性隔膜或金屬波紋管使彈簧同腐蝕性介質隔離，或在彈簧表面噴涂聚四氟乙烯的方法保護彈簧。
 

　　6、調節圈：調節圈是全啟式安全閥的重要部件之一，調節圈分上調節圈和下調節圈。利用調節圈對排放壓力、回座壓力進行調整，這個調整由制造廠商根據需要來確定，用戶在使用過程中不得隨意調整調節圈的位置，它決定著安全閥的動作性能。調節圈的位置較高時，安全閥開啟壓力就降低，同時關閉壓力也降低。通常下調節圈安裝在閥座的上部，上調節圈安裝在反沖盤的導向套上。用來調節安全閥開啟壓力的上調節圈，擰在閥瓣于其中滑動的導向套的下部。當調節圈往下調時，為使閥瓣達到全開啟高度的壓力即可低些。上調節圈的位置通過閥體上部的螺孔來調節，螺孔用螺栓封住，螺塞具有伸出的端頭，使調節圈固定以防轉動。
 

　　7、活塞：背壓力對安全閥的排放能力、開啟壓力有相當大影響，為了保證安全閥能安全可靠地運行于背壓力超過開啟壓力10%的工況在安全閥設計時，應該考慮背壓的影響，在安全閥上加設一個能平衡背壓影響的裝置。平衡背壓的機構常用的有波紋管式和滑塞式兩種，另外還有通過導向閥來平衡背壓。