先导式安全阀工作原理是什么

先导式安全阀工作原理  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,主阀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,将介质从主阀的出口迅速大量排出,使管道中的介质压力恢复到正常的工作压力,保证了系统的安全。当管道介质压力降到系统设定的整定压力约90%时,导阀上阀瓣关闭,管道介质又通过导阀进入主阀瓣上方的气室。在压力差的作用下,主阀关闭,保证了系统的正常工作。

先导式安全阀是一种新颖结构的安全阀，主要用于石油天然气、化工、电力、冶金和城市燃气等领域，是受压设备、容器或管路上的最佳超压保护装置。其主要优点是变弹簧直接作用为导阀间接作用，提高了动作的灵敏度，而且主阀采用套筒活塞式，双重密封阀座结构，动作精度高，重复性好、回座快、不泄漏、能带高背压排放、工作寿命长、工作稳定可靠，它还可在线调校，仍然能自动回座，关闭严密，操作维护方便。

安全阀是启闭件受外力作用下处于常闭状态，当设备或管道内的介质压力升高超过规定值时，通过向系统外排放介质来防止管道或设备内介质压力超过规定数值的特殊阀门。安全阀属于自动阀类，主要用于锅炉、压力容器和管道上，控制压力不超过规定值，对人身安全和设备运行起重要保护作用。注安全阀必须经过压力试验才能使用。
安全阀在系统中起安全保护作用。当系统压力超过规定值时，安全阀打开，将系统中的一部分气体/流体排入大气/管道外，使系统压力不超过允许值，从而保证系统不因压力过高而发生事故。

安全阀是直接依靠介质压力产生的作用力来克服作用在阀瓣上的机械载荷使安全阀开启的，作用在阀瓣上的机械载荷主要来自重锤或弹簧，这种几乎是固定的机械载荷。要想保证安全阀的密封性能，必须阀座密封面和阀瓣密封面的平整度和表面粗糙度有严格的要求。
以弹簧式安全阀为例：
工作原理应该是压力=压强X面积。压力就是弹簧的压力，面积就是密封面的面积。当作用在密封面上的压强乘以密封面的面积形成的向上的推力大于弹簧的压力，弹簧被压缩，密封面打开，将压力通过泄压孔排出。

先导式安全阀是由一个主阀(安全阀)和一个先导阀(直接作用式安全阀)组成，主阀是真正的安全阀，而先导阀是用来感受受压系统的压力并使主阀开启和关闭  
   要保证先导式安全阀的密封性能和其他各项性能指标，不但对主阀的阀座密封面和阀瓣密封面的平整度和表面粗糙度有严格的要求。而且对先导阀的阀座密封面和阀瓣密封面的平整度和和粗糙度有严格的要求,同时对压缩弹簧的几何尺寸、材料、热处理也有严格的要求。这样才能满足密封比压的要求。    
   要保持主阀的关闭力，以及操纵主阀和先导阀，能量可能来自系统介质、一个外部的能源，或者来自这两者。当系统压力开始超过一个整定的极限值时，先导阀或者通过除去或减少关闭力而让系统介质迫使主阀开启；或者产生一个力来使主阀开启。当系统压力降低以后，先导阀再重新产生关闭力，或者将开启力消除。按照这样的开启和关闭模式，能够在安全阀开启之前保持一个大的关闭力。因此，先导式安全阀甚至在运行压力接近整定压力的情况下也能保持高度的密封性能。  
   先导式安全阀在即将开启之前关闭力的大小可能是不受限制的，但对于某些结构的先导式安全阀也可能是通过选择加以限制的。所谓关闭力是有限的，指的是一旦先导阀失效时，系统压力能够在允许的超过压力范围内使主阀开启。对于关闭力有限的先导式安全阀，其安装要求通常不像具有无限关闭力的先导式安全阀那样严格。
   操作介质的获得，从容易得到的观点出发，最可靠的莫过于系统介质本身了。但是，先导阀却必须设计成能适应于处在操作条件下的该种介质。
   而另一方面，在使用系统介质本身有困难的场合，选择外部操作介质则可能简化先导式安全阀的设计。这样的操作介质通常有压缩空气、液体，也可以采用电能操作。
   主阀操作原理：主阀可以设计成随其先导阀被供给能量或失去能量而开启的两种形式。若采用供能开启原理。当万一发生事故使先导阀失去能量时，将使主阀保持关闭。因此，在这种场合采用系统介质作为操作介质是最安全的。不过，某些规范也允许采用外部操作介质，只要这些操作介质系由几个独立的能源供给，或者只要先导式安全阀载荷是有限的。若采用失能开启原理，依先导式安全阀设计结构不同，先导阀失能将使主阀在低于或等于整定压力时自动开启。于是，在这种情况下，主阀的失效保护操作将不受操作介质的影响。    
   先导阀的操作原理：先导阀可以设计成随着它被供给能量或失去能量而使主阀开启(排放)的两种形式。若采用供能释放原理，当万一发生事故而失去能量时，将使主阀保持关闭。因此，在这种场合使用的先导式安全阀采用系统介质作为操作介质是最安全的。不过，某些规范也允许采用外部操作介质，只要这些操作介质系由几个独立的能源供给，或者只要先导式安全阀的载荷是有限的。若采用失能释放原理，失能将使主阀开启。于是在这种情况下，先导阀的失效保护操作将不受操作介质的影响。
   1．由系统介质操作的主阀  按照主阀的不同操作原理，允许有若干种不同的结构设计。图3-306  图3-309所示的先导式安全阀为典型的代表性结构。前两种先导式安全阀系按照失能开启原理操作，而后两种先导式安全阀系按照供能开启原理操作。
   这些先导式安全阀的关闭力是以3种方法提供的：其一，由直接作用在阀瓣上的介质压力提供，；其二，由弹簧提供；其三，由作用在先导阀活塞上的介质压力提供。这后一类先导式安全阀的先导阀活塞必须配有有效的密封圈，能够在先导式安全阀关闭时的最大管线压力下保持密封。
   先导式安全阀按失能开启原理操作，其活塞必须在安全阀关闭时的系统最大介质压力下保持密封。
   2．由外部介质操纵的主阀  ，弹簧加载主目的驱动机构是由外部介质供给能源的。主要有压缩空气或者电能.
   先导式安全阀按失能开启原理操纵。其驱动机构由一个气动马达组成，在正常运行条件下，气动马达对阀杆施加一个向下的推力，同弹簧一起使安全阀保持关闭，并达到密封。当运行压力达到整定压力时，气动马达则产生一个提升力，并同作用在阀瓣下方的介质压力一道使安全阀开启。一旦气动马达能源断绝时，安全阀将如同一个直接作用式安全阀那样开启。
   先导式安全阀同样是按失能开启原理操作。在正常运行压力下，电磁铁通电施力于阀杆并同主弹簧一起使安全阀保持关闭，并达到密封。当运行压力达到整定压力时，电磁铁失电，先导式安全阀像直接作用式安全阀一样开启。
   先导式安全阀按供能开启原理操作。在这种场合，先导式安全阀的关闭力仅由弹簧提供。并保持密封。当运行压力达到整定压力时，由空气操纵的提升马达被供能。由此产生的提升力正好使由弹簧产生的关闭力减小到使作用在阀瓣下方的介质力能将安全阀开启的程度。这种先导式安全阀是这样设计的，即当提升马达失效时，介质压力仍然可以在允许超压的范围内使阀门开启。
   3．具有安全和控制双重功能的主阀  安全阀的功能还可以同控制阀的功能结合起采，用于蒸汽发电设备的高压旁路安全阀就是一例。其主阀配备一个液压为动力的驱动机构，按失能开启原理操作。与此同时，位于液压控制管线上的先导阀则以失能释放原理操作。
   安全阀的典型安装方式。当发电设备正常运行时，安全阀作为一个自动高压旁通阀工作，向再热系统供汽。再热系统则通过一个低压旁通阀同冷凝器连接，并由一个直接向大气排放的单独安全阀来保护。如果由于汽轮机卸载而使高压系统中的压力突然升高时，安全先导阀使驱动机构失能。于是，蒸汽压力在一个对驱动机构活塞作开启方向作用的弹簧的帮助下使主阀迅速开启。