安全閥荷載彈簧安全閥的基本功能

閥門關(guān)閉

在荷載彈簧安全閥中，閥門關(guān)閉壓力或彈簧彈力由螺旋彈簧在調(diào)整螺釘?shù)膲毫ο率┘?。彈簧彈力通過(guò)閥桿轉(zhuǎn)移到閥瓣上。只要彈簧彈力大于安全閥入口處產(chǎn)生的力，閥瓣就會(huì)將噴嘴密封。下圖顯示在作用于閥瓣的壓力下，安全閥的擴(kuò)大的噴嘴和閥瓣面積。

閥門關(guān)閉

閥門關(guān)閉 (壓力P<設(shè)定壓力p_set)

F_p < F_s
F_s = 彈簧彈力
F_p = p*A_s = 壓力產(chǎn)生的力
A_s =壓力影響的閥座面積

閥門開啟

按照預(yù)先設(shè)定的情況，安全閥會(huì)以預(yù)先設(shè)定的壓力開啟。彈簧彈力F_s在關(guān)閉的方向上施力，安全閥入口處壓力產(chǎn)生的力F_p在開啟的方向上施力。當(dāng)壓力F_s和介質(zhì)作用力F_p達(dá)到平衡時(shí)，這時(shí)就沒有合力可使閥瓣置于閥座上；這時(shí)安全閥就會(huì)開始泄漏，可以看到介質(zhì)排放或聽到介質(zhì)排放的聲音（介質(zhì)剛剛排放的聲音）。

設(shè)定壓力下的閥門

設(shè)定壓力下的閥門 (p ≈ p_set)

F_p = F_s 
F_s = 彈簧彈力 
F_p = p*A_s = 壓力產(chǎn)生的力
A_s = 壓力影響的閥座面積

安全閥明顯開啟前，閥門入口處的壓力必須升高設(shè)定壓力以上。由于閥瓣和調(diào)整環(huán)之間的流量限制，壓力在這個(gè)所謂的混合室中逐漸增加。該壓力現(xiàn)在作用于擴(kuò)大的閥瓣面積，進(jìn)一步增加了壓力F_p, 這就使得克服了進(jìn)一壓縮彈簧需要的額外的力。閥門會(huì)“砰“的一聲迅速開啟，大多數(shù)情況下會(huì)實(shí)現(xiàn)全開。過(guò)壓是指超過(guò)安全閥必要的設(shè)定壓力的壓力增加，以達(dá)到閥門全開及全排量。該過(guò)壓通常以設(shè)定壓力的百分?jǐn)?shù)表示。該值通常為10%，依照相關(guān)規(guī)范和應(yīng)用介于3%和21%之間。

混合室

安全閥流量 (p > p_set)

由于擴(kuò)大的閥瓣面積，F(xiàn)_p > F_s

閥門重新關(guān)閉

大多數(shù)應(yīng)用中，選用適當(dāng)大小的安全閥會(huì)降低容器排放時(shí)的壓力。容器的壓力會(huì)在后續(xù)的任何時(shí)間點(diǎn)下降，但不應(yīng)晚于預(yù)先設(shè)定情況結(jié)束。容器中壓力的下降會(huì)降低壓力 F_p。然而，在設(shè)定壓力下，流量仍作用于擴(kuò)大的閥瓣面積，這會(huì)使閥門開啟。在彈簧彈力 F_s再次超過(guò)F_p且安全閥開始重新關(guān)閉之前，需要進(jìn)一步降低壓力。而且，在所謂的回座壓力下，閥瓣會(huì)再次接觸噴嘴，安全閥會(huì)重新關(guān)閉。回座壓差是指安全閥的設(shè)定壓力和回座壓力的差值，以設(shè)定壓力的百分?jǐn)?shù)計(jì)。根據(jù)相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的定義，回座壓差一般為-7%到-10%，依照相關(guān)規(guī)范和服務(wù)（蒸汽、氣體或液體）介于-4%到-20%。
 

功能圖

下圖顯示荷載彈簧安全閥的典型功能曲線。
 

API 526安全閥系列具有下調(diào)整環(huán)，其設(shè)定壓力的定義是壓力 達(dá)到初始排放聲音的壓力為閥門的設(shè)定壓力。

很重要的是要了解到，被保護(hù)設(shè)備的操作壓力應(yīng)小于安全閥的回座壓力。大多數(shù)制造商及相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)均建議回座壓力和操作壓力3%-5%的差值可實(shí)現(xiàn)閥座的合理調(diào)整，并可再次取得良好的閥座氣密性。