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一文了解流体流动系统的热力和压力安全阀

作者: 时间:2023-03-23 10:24:38 阅读:445

在工业应用中,流体流动系统是至关重要的组成部分,它们控制和维持着生产过程的安全与效率。然而,这些系统往往会在操作过程中遇到高温和高压的情况,这就对设备的安全性提出了高要求。因此,热力和压力安全阀的应用显得尤为重要。它们可能被称为安全阀、泄压阀,或简称为安全阀。不管叫什么名字,当压力达到危险水平时,它们就会执行释放压力的任务。它们根据不同的原则运作,因此针对不同的情况提供保护。

形式上,安全阀自动操作,利用气体或液体的力来操作阀门的动作。然而,一些消息来源声称,合适的安全阀不仅包含自动操作,还包含手动操作,这导致它们与标准安全阀略有不同。有些安全阀是这种情况,但不是每个安全阀都是如此,因此可以安全地假设各种行业和应用对这些设备的细微变化使用自己的定义。

热安全阀 (TSV) 的特性

顾名思义,热安全阀适用于液体热膨胀会在封闭系统中产生过大压力的情况。当液体升温时,它会膨胀,但不会像气体那样膨胀。即使温度升高非常剧烈,液体体积的变化也不会很大,通常也不会很快。这种阀门更常见的行业术语是“热安全阀”。 

这些因素导致热阀具有一些独特的特性。首先,它们不需要非常大,因为体积增加相对较小。通常,它们的入口直径不大于 1”。液体直接排放到环境中通常也是不安全的,尤其是石油产品或酸。即使是变得非常热的水也可能对环境造成危害,因此在这些热安全阀附近采用某种遏制方法也很重要。

在液体温度过高时提供保护的常见应用包括密闭容器、暴露在环境(阳光)下的长管道、热水器应用以及水循环泵,这些地方的热量积聚可能是一个问题。


大多数阀门的操作基于内部弹簧,如果流体膨胀力足够大,则允许阀门打开。这使得操作非常类似于用于液压或气动系统的最常见的泄压组件。

由于这些阀门通常放置在无法访问控制系统的区域,因此很少会发现这些阀门由温度传感器/处理器/螺线管类型的系统控制。它们必须能够在系统出现故障的情况下运行,因此它们被设计为非常耐用并且可以在没有任何电源供应或与系统其他部分进行任何通信的情况下正常运行。 

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压力安全阀 (PSV) 的特性

就像热阀一样,这类阀门的通用工业名称是“泄压阀”。与热阀应用的液体主题不同,气体膨胀到更大的体积百分比变化,并且它们可以更快地升温。理想气体定律证明温度和体积及其对压力的影响之间存在更高程度的相关性。温度突然升高会导致体积或压力急剧增加,必须将多余的体积放空。

对于使用从周围环境中抽取的空气的气动应用,通常可以毫无问题地排出。对于其他气体,必须考虑与液体相同的密封注意事项,以防止对环境造成危害。

压力阀的结构类似于热力阀,通常使用力打开弹簧加载阀来排出多余的压力(图 2)。

通常弹簧是可调的,以允许不同的压力打开阀门。由于更剧烈的变化,在这种情况下,阀门可以具有相当大的直径,以便在很短的时间内排出更多的物质。

流体系统安全

PSV 和 TSV 的目的都是在压力过大时为系统减压,具有极高的耐用性和可靠性。对于液体,必须使用小型但可靠的阀门来排出热量增加引起的小膨胀。对于气体,过大的压力会导致更大的体积变化,因此阀门通常必须允许更大的流量。