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2008年第6期
文章编号:1002-5855(2008)06-0008-03
先导式安全阀的设计
林瑞义,陈玉龙2
(1.上海富地门有限公司,上海201402:2.安来安阙门有限公司,安微来安239200
摘要阐述了32.0MPa先导式安全阀的导阀和主阀结构特点、エ作原理、性能、设计和设
十计算
关键词先导式安金阀;结构;原理;设计
中图分类号:TmH134
文献标识码:A
The design of pilot operated safety valve
LIN Rui-yil, CHEN Yu-long
(1. Shanghai Fudi Valve Co, Ltd, Shanghai 201402, China; 2. Anhui Laian Valve Co, Ltd, Laian 239200, China
Abstract: Formulating the structural feature, working principle, performance, design and design
calculation on 32.0 Mpa pilot operated safety valve and pilot valve
Key words: pilot operated safety; structure; principle; design
1概述
降到系统设定的整定压力约90%时,导上阀瓣
先导式安全阀广泛运用于天然气、石油气及化关闭,管道介质又通过导阀进入主阀瓣上方的气
工压力容器设备和工业管道上,具有防火防爆、防室。在压力差的作用下,主阀关闭,保证了系统的
静电,密封可靠,启闭迅速和排气量大的突出优正常工作。
点。克拉玛依油田天然气管道使用的A46F-320
DN50先导式安全阀工况运行压力为23.05~
27.3MPa,介质温度≤45℃,介质属于气液两相。
2结构特点
先导式安全阀由主阀、导阀、泄放阀、接头和
导管等组成(图1)。在正常工况下,系统的介质
压力既作用于主阀瓣的下方,又作用于主阀瓣的上
方。由于主阀瓣上方气室介质作用面积大于下方介
质作用面积,在压力差作用下,主阀瓣处于关闭状
态。随着管道介质压力的上升,则密封副所获得的
密封比压也将随着上升,这和弹簧直接载荷式安全
阀正好相反,即介质压力越高密封越可靠。当管道
介质压力异常,达到或超过整定压力时,导阀(图
2)的上阀瓣迅速开启,主阙瓣上方气室内的介质
通过导阀的排气接头迅速排出,主阀瓣在下方介质
压力的强力作用下,瞬时开启,将介质从主阀的出
1.阀体2.阀座3.主阀瓣4.导管5.弹簧
口迅速大量排出,使管道中的介质压力恢复到正常
6.阍盞7.接头8.泄放阀9.导阀
的工作压力,保证了系统的安全。当管道介质压力
图1先导式安全阀
作者筒介:林瑞义(1945-),男,福建仙游县人,高级工程师,从事阀门和消防产品的研究和开发。
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2008年第6期
门
计计算。
(1)导阀弹簧
图3弹簧
钢丝直径d'的计算
d'=1.6√P2KC/[x
1.阀体2.下阀瓣3.放气接头4.顶杆
S.上瓣6.弹贅7,泄放阀
式中d-一钢丝计算直径
图2导阀
P
弹簧最大工作负荷,N
3导阀
入h
3.1工作原理
P2y一-弹簧最大预紧负荷,N
导阀由阀体、下阀瓣、顶杆、放气接头、上阀
DAMDP
瓣、弹簧和泄放阀等组成。
在正常工况下,导阀上阀瓣处于关闭状态,导
Dp一密封面中径,mm
下阀瓣处于开启状态。管道介质通过下瓣进入
か最大开启压力,MPa
主网瓣上方的气室内,使主阀瓣关闭。当管道介质
入一弹簧实际刚度,N/mm
压力异常,达到或超过设定的整定压力时,导阀下
入=Ga/8D23n
阀瓣在介质压力的作用下关闭,切断管道介质进入
G一切变模量,N/m
主阀瓣上方的通道,同时导阀上阀瓣被顶杄顶起,
d一弹簧实际直径,mm
即导阀开启,主阀瓣上方气室内的介质通过排气接
D2一弹簧中径,mm
头迅速排出。主阀瓣在下方介质压力的强力作用
n一弹簧工作圈数
下,瞬时开启,将管道介质从主阀的出口迅速大量
h一阀瓣开启高度,mm
排出,使管道介质压力恢复到正常的工作压力,保
K一一曲度系数
证系统的安全。当管道压力降到系统设定的整定压
K
4C-1
力的约90%时,导阀上阀瓣在弹簧的作用下关闭,
4C-4+0.615/C
同时导下阀瓣被顶杄顶开,管道介质通过下阀瓣
C一弹贅指数
进入主阀瓣上方的气室,主阀瓣在压差作用下关
C
闭,保证了系统的正常运行。
许用剪应力,MPa
当发现管道介质压力异常,而导阀失灵未能开
(2)零件加工
启时,可手动打开导阍上的泄放阀,释放主阀瓣上
导阀零部件的几何尺寸加工精度,即尺寸公
方气室内的介质,使主阀瓣开启,释放管道中的介差、形位公差及表面粗糙度要求都比较高,加工时
质异常压力,保证系统的安全。
必须严格控制,严格检验,否则将导致导阀装配后
3.2设计制造
无法正常工作。
导阀必须进行严格的设计计算,特别是弹簧
4主阀设计
导阀阅体、上阀舞及下阀瓣等主要零部件应进行设4.1阀体壁厚