先导式安全阀的结构与特点

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先导式安全阀通常由一个活动的不平衡阀瓣(活塞)的主阀和一个外部的导阀组成。阀瓣的设计是顶部面积比底部面积大，在达到整定压力前，顶部和底部表面均承受相同的进口操作压力。如图1与图2所示。

图1 先导式安全阀(突开型)

图2 先导式安全阀(调制型)

　　由于阀瓣顶部面积大于底部面积，净作用力保持阀瓣紧压在主阀阀座上。随着操作压力的增加，阀座的净作用力增加，以使阀门关闭得更紧密。这个特点允许大多数先导式阀门被用在最大期望的操作压力较高的场合中。

　　在整定压力下，导阀将阀瓣顶部的压力泄出，此时净作用力向上，致使阀瓣开启，流体通过主阀。经过超压阶段后，导阀关闭阀瓣顶部气室的泄出口，因此重新建立压力，净作用力导致阀瓣回座。

　　根据导阀的结构设计情况及用户的要求，导阀泄出口可以是直接排放至大气或是排放到主阀出口。只有整定压力不受背压影响的平衡式导阀，将它的排放管安装到压力变化的地方(如主阀出口处)。

　　控制主阀的导阀既可以是突开作用的阀，也可以是调制作用的阀。突开作用的导阀可使主阀在无超压的整定压力情况下，达到全开启，如图3所示。而调制作用的导阀是通过控制主阀气室的压力来控制主阀的开度来满足所需的泄放量，如图4所示。

图3 突开型先导式安全阀特性

图4 调制型先导式安全阀特性

　　调制型先导式安全阀既可应用于气体也可应用于液体或两相流。对比突开动作的先导阀，调制型先导安全阀泄放流体的量仅仅是引起系统超压的流量。由于调制型先导式安全阀仅仅泄放所需的泄放量，排放背压力的计算可以基于所需的泄放量来替代安全阀的额定泄放量。调制型先导式安全阀也能够减少系统中相配的其他的压力控制设备，减少有害的大气泄放物以及减少伴随泄放到大气的噪声量。

　　导阀既可以是流动型，也可以是非流动型。当主阀开启时，流动型允许介质流体连续流过导阀；而非流动型的则不允许。为了减少流体损失和污染环境，通常建议大多数场合使用非流动型导阀。

　　类似于软座弹簧载荷式阀门，大多数主阀及其导阀中用到了非金属元件，因此操作温度和流体相容性会限制它们的使用。此外，同所有泄压装置一样，流体特性如聚合或结垢的敏感程度、黏度、同体的存在以及腐蚀等问题都要考虑。向制造商咨询以保证所拟定的用途与选用的阀相适应。

　　为先导式安全阀选择各种附件以提供附加功能，常用的附件如下。

一、现场试验接头

　　先导式安全阀用现场试验接头容易在正常的系统下作期间校验整定压力。现场试验通常其压力来自一个单独的能源，例如一个氮气瓶，气体通过一个仪表阀缓慢地供应。导阀和主阀气室被增压，以模拟增加的系统压力，现场试验压力驱动导阀并驱动主阀。

二、回流保护器

　　回流保护器防止了介质的倒流，如图5所示。当附加背压力大于系统压力时，主阀阀瓣就有打开的趋势，从而造成出口管道的介质经过主阀阀瓣进入系统的可能。加装了回流保护器，主阀阀瓣上方气室始终作用着附加背压力和系统压力的较大者，使主阀阀瓣在导阀动作之前始终作用着一个向下的净作用力，防止主阀阀瓣开启造成倒流。

图5 带有回流保护器的先导式安全阀

三、过滤器

　　安装在导阀进口的过滤器能够过滤系统中的固体颗粒等，消除固体颗粒对导阀动作的影响。

四、远程压力感受连接

　　远程压力感受连接使得导阀能够准确地感受被保护系统的实际压力，防止安全阀由于进口管道阻力降太大而造成的颤振或频跳，如图6所示。

图6 典型先导式安全阀的安装

五、提升扳手

　　导阀提升扳手能够强制导阀在低于整定压力下排放，从而控制主阀的排放。

　　突开型先导式安全阀的特点：

　　1、允许工作压力接近安全阀的整定压力；

　　2、阀座软密封保证安全阀起跳前后的良好密封性；

　　3、安全阀动作性能和开启高度不受背压的影响；

　　4、较小超压就能使主阀迅速达到全启状态；

　　5、导阀非流动型结构设计减少了有害介质的排放，避免环境污染；

　　6、启闭压差可调；

　　7、可在线检测安全阀的整定压力。

　　调制型先导式安全阀的特点：

　　1、随系统超压值的增加(减少)而开启(关闭)，从而减少产品的损失和噪声；

　　2、减少了安全阀动作时对被保护装置的冲击载荷；

　　3、允许工作压力接近安全阀的整定压力；

　　4、阀座软密封保证安全阀起跳前后的良好密封性；

　　5、安全阀动作性能和开启高度不受背压的影响；

　　6、导阀非流动型结构设计减少了有害介质的排放，避免环境污染；

　　7、导阀出口可直接与排放管路相连而不受背压影响；

　　8、可在线检测安全阀的整定压力。