目錄
- 1 安全閥門
- 2 安全閥門的功能與設計
- 3 技術詞匯
- 4 行業的法律和法規要求
- 5 安全閥的研制
- ? 自重xxx閥
- ? 直動式靜重閥
- ? 直接彈簧閥
- ? Salter彈簧平衡閥
- ? 可鎖定閥門
- ? 成對彈簧平衡閥
- ? Ramsbottom 安全閥
- 6 內勒閥
- ? 爆破閥
- ? 船用和 Cockburn 高啟程安全閥
安全閥門
編輯安全閥是一種起故障保護作用的閥門。安全閥的一個例子是泄壓閥 (PRV),當壓力或溫度超過預設限制時,它會自動從鍋爐、壓力容器或其他系統中釋放物質。先導式安全閥是一種特殊類型的壓力安全閥。防漏、低成本、單一緊急使用選項將是爆破片。
安全閥最初是在工業xxx期間開發用于蒸汽鍋爐的。早期沒有它們運行的??鍋爐很容易爆炸,除非小心操作。
真空安全閥(或組合壓力/真空安全閥)用于防止罐在清空時或在熱 CIP(原位清洗)或 SIP(??原位滅菌)后使用冷沖洗水時坍塌。地方)程序。在確定真空安全閥尺寸時,任何規范都沒有定義計算方法,特別是在熱 CIP/冷水場景中,但一些制造商已經開發了尺寸模擬。
安全閥門的功能與設計
編輯最早最簡單的安全閥是用在1679年的蒸汽蒸煮器上,并利用重物來保持蒸汽壓力(這種設計在壓力鍋上仍然普遍使用);但是,這些很容易被篡改或意外釋放。在斯托克頓和達靈頓鐵路上,當發動機撞到軌道上的顛簸時,安全閥往往會關閉。一個對突然加速不太敏感的閥門使用彈簧來控制蒸汽壓力,但這些(基于 Salter 彈簧平衡)仍然可以擰緊以增加超出設計限制的壓力。這種危險的做法有時被用來略微提高蒸汽機的性能。1856 年,John Ramsbottom 發明了一種防篡改彈簧安全閥,該閥在鐵路上變得普遍。Ramsbottom 閥由兩個旋塞閥組成,它們通過一個裝有彈簧的樞軸臂相互連接,樞軸兩側各有一個閥元件。任何試圖增加其工作壓力而對其中一個閥門進行的調整都會導致另一個閥門被抬離其閥座,而不管調整是如何進行的。臂上的樞軸點在閥門之間不對稱,因此彈簧的任何收緊都會導致其中一個閥門升起。只有拆卸和拆卸整個閥門組件才能調整其工作壓力,使機車工作人員無法即興“系緊”閥門以尋求更大的動力。旋轉臂通常延伸成手柄形狀并反饋到機車駕駛室中,允許機組人員“搖擺”
安全閥也演變為保護壓力容器(點火或不點火)和熱交換器等設備。安全閥一詞應僅限于可壓縮流體應用(氣體、蒸汽或蒸汽)。
工業中遇到的兩種一般保護類型是熱保護和流動保護。
對于充滿液體的容器,熱泄壓閥的特點通常是閥門尺寸相對較小,以防止因熱膨脹引起的過壓。在這種情況下,一個小閥門就足夠了,因為大多數液體幾乎是不可壓縮的,因此通過安全閥排放的相對少量的流體將產生顯著的壓力降低。
流量保護的特點是安全閥比安裝的熱保護閥大得多。它們的尺寸通常適用于必須快速排放大量氣體或大量液體以保護容器或管道完整性的情況。這種保護也可以通過安裝高完整性壓力保護系統 (HIPPS) 來實現。
技術詞匯
編輯在石油精煉、石化、化工制造、天然氣加工、發電、食品、飲料、化妝品和制藥行業,安全閥一詞與泄壓閥 (PRV)、壓力安全閥 (PSV) 和泄壓閥相關聯閥門。
通用術語是泄壓閥 (PRV) 或壓力安全閥 (PSV)。PRVs 和 PSVs 不是一回事,盡管很多人是這么想的。不同之處在于 PSV 有一個手動xxx,可以在緊急情況下打開閥門。
- 安全閥 (RV):由充滿液體的容器中的靜壓驅動的自動系統。它特別地隨著壓力的增加成比例地打開。
- 安全閥 (SV):一種釋放氣體靜壓的自動系統。它通常完全打開,并伴有爆裂聲。
- 安全泄壓閥 (SRV):一種自動系統,通過對氣體和液體的靜壓進行泄壓。
- 先導式安全泄壓閥 (POSRV):一種自動系統,可根據來自先導的遠程命令進行泄壓,靜態壓力(從設備到保護)連接到該系統。
- 低壓安全閥 (LPSV):一種釋放氣體靜壓的自動系統。當容器壓力與環境大氣壓之間的差異很小時使用。
- 真空壓力安全閥 (VPSV):一種釋放氣體靜壓的自動系統。用于容器壓力與環境壓力的壓差很小、為負且接近大氣壓時。
- 低壓和真空壓力安全閥 (LVPSV):一種釋放氣體靜壓的自動系統。在壓差很小、負壓或正壓、接近大氣壓時使用。
RV、SV 和 SRV 是彈簧操作的(甚至是彈簧加載的)。LPSV 和 VPSV 是彈簧操作的或重量加載的。
行業的法律和法規要求
編輯在大多數國家,法律要求工業界使用安全閥來保護壓力容器和其他設備。此外,在大多數國家,必須遵守 ASME、API 和其他組織(如 ISO (ISO 4126))提供的設備設計規范。這些規范包括安全閥的設計標準以及公司工程師拆除閥門后定期檢查和測試的時間表。
今天,食品、飲料、化妝品、制藥和精細化工行業需要衛生安全閥、完全可排水和可就地清潔。大多數由不銹鋼制成;衛生標準主要是美國的3A和歐洲的EHEDG。
安全閥的研制
編輯自重xxx閥
xxx個安全閥是 Denis Papin 為他的蒸汽蒸煮器發明的,這是一種早期的壓力鍋,而不是發動機。通過xxx作用的重物壓住蒸汽容器中的圓形旋塞閥。通過使用秤桿,需要更小的重量,而且可以通過沿xxx臂來回滑動相同的重量輕松調節壓力。Papin 為他的 1707 蒸汽泵保留了相同的設計。早期的安全閥被認為是工程師的控制裝置之一,需要根據發動機上的負載持續關注。在 1803 年格林威治的一次著名的早期爆炸中,特雷維西克的一臺高壓固定式發動機發生爆炸,當時接受過操作發動機訓練的男孩在沒有先將安全閥從其工作負載中釋放出來的情況下離開它去捕捉河中的鰻魚。到 1806 年,Trevithick 安裝了成對的安全閥,一個用于駕駛員調節的外部閥門,一個以固定重量密封在鍋爐內部。這是不可調節的,并在更高的壓力下釋放,旨在保證安全。
當在機車上使用時,這些閥門會發出嘎嘎聲和泄漏,釋放出近乎連續的廢蒸汽。
直動式靜重閥
雖然xxx式安全閥很方便,但它對蒸汽機車的運動過于敏感。因此,早期的蒸汽機車使用了一種更簡單的直接堆疊在閥門上的配重裝置。這需要更小的閥門面積,以保持重量可控,這有時被證明不足以釋放無人看管的鍋爐的壓力,從而導致爆炸。更大的危險是這種閥門很容易被系住,從而增加壓力并因此增加發動機的功率,從而有進一步的爆炸風險。
盡管自重安全閥在蒸汽機車上的使用壽命很短,但只要蒸汽動力存在,它們就一直在固定式鍋爐上使用。
直接彈簧閥
加權閥對早期機車粗暴行駛時的彈跳很敏感。一種解決方案是使用輕質彈簧而不是重量。這是蒂莫西·哈克沃斯 (Timothy Hackworth) 在 1828 年的皇家喬治 (Royal George) 上的發明。由于當時的冶金技術有限,哈克沃斯的xxx個彈簧閥使用了手風琴式的多個板簧堆疊。
這些直動式彈簧閥可以通過擰緊固定彈簧的螺母進行調整。為了避免被篡改,它們通常被包裹在高大的黃銅外殼中,這也將蒸汽從機車工作人員身上排出。
Salter彈簧平衡閥
用于稱重的 Salter 螺旋彈簧天平于 1770 年左右在英國首次制造。它使用新開發的彈簧鋼將強大而緊湊的彈簧制成一體。再次通過使用xxx機構,可以將這種彈簧平衡應用于鍋爐安全閥的相當大的力。
彈簧平衡閥也起到壓力表的作用。這很有用,因為以前的壓力計是笨重的水銀壓力計,而波登壓力計尚未發明。
可鎖定閥門
消防員束縛安全閥的風險依然存在。這是因為他們安裝了易于調節的蝶形螺母,通過安全閥調節鍋爐工作壓力的做法在 1850 年代成為一種公認的行為。后來,Salter 閥門通常成對安裝,一個可調節并經常校準以用作儀表,另一個密封在鎖定的蓋子內以防止篡改。
成對彈簧平衡閥
成對的閥門也經常調整到稍微不同的壓力,一個小閥門作為控制措施,可鎖定的閥門做得更大,并xxx設置為更高的壓力,作為保障。一些設計,例如辛克萊在 1859 年為東部縣鐵路設計的一項設計,在圓頂后面有壓力刻度的氣門彈簧,面向駕駛室,而在圓頂前面是鎖定的閥門,不受干擾。
- ?SD 252.0 級的成對彈簧平衡安全閥,帶手動調節輪
- Midland Spinner,展示了圓頂后面的成對彈簧平衡安全閥
Ramsbottom 安全閥
1855 年,后來的 LNWR 機車主管約翰·拉姆斯巴頓描述了一種新形式的安全閥,旨在提高可靠性,尤其是防篡改。使用了一對旋塞閥,它們之間有一個普通的彈簧加載桿,帶有一個中央彈簧。這個xxx典型地向后延伸,在早期的機車上經常伸入駕駛室。Ramsbottom 的閥門并沒有阻止消防員使用彈簧桿,而是鼓勵了這一點。搖動xxx交替釋放閥門,并檢查兩者是否都沒有粘在閥座上。即使消防員按住xxx并增加后閥上的力,前閥上的力也會相應減小。
生產了各種形式的 Ramsbottom 閥。有些是鍋爐的單獨配件,通過單獨的穿透。其他的則裝在一個 U 形外殼中,該外殼固定在鍋爐外殼的一個開口上。隨著鍋爐直徑的增加,甚至在鍋殼內設置了一些形式,彈簧安裝在內部的凹槽中,只有閥門和平衡桿突出在外面。這些具有易于維護的明顯缺點。
Ramsbottom 類型的一個缺點是其復雜性。彈簧和閥門之間的連桿維護不善或裝配錯誤可能導致閥門在壓力下不再正確打開。閥門可能被固定在它們的閥座上而無法打開,或者更糟糕的是,允許閥門打開但不足以以足夠的速率排出蒸汽,因此不是一個明顯和明顯的故障。正是這種性質的錯誤組裝導致了 1909 年在萊姆尼鐵路上的加的夫發生的致命鍋爐爆炸,盡管鍋爐幾乎是新的,只有八個月大。
內勒閥
編輯Naylor 閥門于 1866 年左右引入。曲柄布置減少了彈簧的應變(百分比延伸),從而保持更恒定的力。它們被 L&Y & NER 使用。
爆破閥
之前的所有安全閥設計都是逐漸打開的,并且在接近排氣時有泄漏蒸汽的趨勢,即使這低于壓力。當他們打開時,他們一開始也是部分這樣做的,直到鍋爐壓力過大時才快速排出蒸汽。
快速打開的彈出閥是解決此問題的方法。它們的結構很簡單:將現有的圓形旋塞閥改為倒置頂帽形狀,并擴大上徑。它們安裝在兩個直徑匹配的階梯式座椅中。關閉時,蒸汽壓力僅作用在大禮帽的頂部,并由彈簧力平衡。一旦閥門打開一點,蒸汽就可以通過下座并開始作用于較大的帽沿。這個更大的區域壓倒了彈簧力,閥門砰地一聲完全打開。在這個較大直徑上逸出的蒸汽也使閥門保持打開狀態,直到壓力降至低于最初打開的壓力,從而產生滯后。
這些閥門與點火行為的變化相吻合。現在,消防員不再通過總是在閥門上露出羽毛來展示他們的男子氣概,而是試圖避免嘈雜的吹氣,尤其是在車站周圍或主要車站的大屋頂下。這主要是應站長的要求,但消防員也意識到,任何通過爆破閥放氣都會浪費幾磅鍋爐壓力。估計損失 20 psi 和 16 磅或更多的鏟煤。
爆破閥源自亞當斯 1873 年的專利設計,帶有加長唇口。RL Ross 的閥門在 1902 年和 1904 年獲得了專利。它們起初在美國更受歡迎,但從 1920 年xxx始就廣泛使用。
盡管自斯蒂芬森時代以來,安全閥上的華麗拋光黃銅蓋一直是蒸汽機車的一個特點,但在流行閥時代,xxx保持這一傳統的鐵路是 GWR,其獨特的錐形黃銅安全閥蓋和銅蓋煙囪。
船用和 Cockburn 高啟程安全閥
船用高壓水管鍋爐的發展對安全閥提出了更高的要求。需要更大容量的閥門,以安全地排放這些大型鍋爐的高蒸汽生成能力。隨著他們閥門上的力增加,彈簧隨著負載增加而增加剛度的問題(如 Naylor 閥門)變得更加關鍵。對于高壓鍋爐,減少閥門羽化的需求變得更加重要,因為這既代表了蒸餾給水的損失,也代表了閥座的沖刷,從而導致磨損。
高升程安全閥是直接加載的彈簧類型,雖然彈簧不直接支撐在閥門上,而是在導桿閥桿上。閥門位于閥桿底部下方,彈簧位于高于此高度的法蘭上。閥門本身和彈簧座之間增加的空間允許閥門提升得更高,更遠離閥座。這使通過閥門的蒸汽流量相當于閥門的一倍半或兩倍(取決于詳細設計)。
Cockburn 改進的 High Lift 設計具有與 Ross pop 類型相似的特征。排出的蒸汽在排出時被部分截留并作用在彈簧座的底部,增加了閥門的提升力并保持閥門進一步打開。
為了優化通過給定直徑閥門的流量,使用全通徑設計。這具有伺服作用,如果蒸汽通過一個小控制閥,則允許蒸汽通過一個狹窄的控制通道。該蒸汽隨后不會被排出,而是被傳遞到用于打開主閥的活塞。
有稱為 PSV 的安全閥,可以連接到壓力表(通常帶有 1/2 BSP 接頭)。這些允許施加壓力阻力以限制施加在規管上的壓力,從而防止過壓。注入壓力表的物質,如果壓力過大,將通過安全閥中的管道轉移,并被驅離壓力表。
類型
編輯安全閥種類繁多,在不同領域具有許多不同的應用和性能標準。此外,還為多種安全閥制定了國家標準。
歐洲聯盟
熱水器
編輯熱水器上需要安全閥,在恒溫器發生故障的情況下,它們可以防止某些配置中的災難。這種閥有時被稱為 T&P 閥(溫度和壓力閥)。缺少這種設備的舊熱水器仍然偶爾會出現驚人的故障。房屋可以通過爆炸的力量被夷為平地。
電壓力鍋
編輯壓力鍋是帶耐壓蓋的鍋。在壓力下烹飪可使溫度升至水的正常沸點(海平面為 100 攝氏度)以上,從而加快烹飪速度并使其更徹底。
壓力鍋通常有兩個安全閥來防止爆炸。在較舊的設計中,一個是重物所在的噴嘴。另一個是密封的橡膠墊圈,如果xxx個閥門被阻塞,它會在受控爆炸中彈出。在新一代壓力鍋上,如果蒸汽口被堵塞,安全彈簧將排出多余的壓力,如果失敗,墊圈將膨脹并向下釋放蓋子和鍋之間的多余壓力。此外,新一代壓力鍋具有安全聯鎖裝置,可在內部壓力超過大氣壓時鎖定蓋子,以防止突然釋放非常熱的蒸汽、食物和液體而發生意外,如果在平底鍋時取下蓋子會發生這種情況。內部仍然略微加壓(但是,
術語安全閥也用于比喻。
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