张希： 大流量安全阀设计
回座性能差。
(b)带动力辅助装置式,该安全阀借助一个动力辅助装置,可以在低于正常的开启压力下开启。
(c)间接作用式,又称先导式,即依靠从导阀排出介质来驱动或控制的安全阀,见图9。这种安全阀通常是由主阀与辅助装置组成,当系统超压时,先是辅助装置动作,而主安全阀则是在辅助装置所排出的介质力作用下而开启。其特点是主阀口径的大小不受弹簧加工的限制,而且又可依靠介质自身压力达到密封效果做成“自密封型”,故具有良好的密封性。但工作可靠性不如直接作用式,并有动作延迟现象以及结构复杂,加工成本高,安装尺寸大等缺点,因此,大都使用于高压流量或有变动背压等场合。 (2)按阀瓣开启高度分类
(a)全启式。这种安全阀其阀瓣开启高度等于或大于阀座喉部直径的 ,具有动作敏捷、排放量大等特点,因此被广泛应用于气体介质的系统上。
(b)微启式。这种安全阀其阀瓣开启高度为阀座喉部直径的1/20～1/40,在开启与回座过程中阀瓣无突跳和突关动作,系统中的压力不会由此而引起剧烈的波动,因而适用于液体介质的系统中。 (3)按结构不同分类
(a)封闭弹簧式安全阀,。一般易燃易爆或有毒介质应选用封闭式,而蒸汽或惰性气体等可选用不封闭式。
(b)带扳手安全阀。扳手的作用主要是检查阀瓣的灵活程度,有时也可用作紧急泄压用。 (c)带散热片的安全阀。这种安全阀在其阀体和弹簧盖之间设置若干散热片,有的结构还设有使弹簧腔与高温介质隔离的特制轴套,可以防止介质直接冲刷弹簧,并降低弹簧腔室的温度,以防止因弹簧温升过高而影响阀门的动作与密封性能,介质温度大于300℃时应选用带散热片的安全阀。
(d)波纹管安全阀。这种安全阀的结构特点是在阀瓣与中法兰挡板之间焊有金属波纹管。
其主要作用有二种,一是用于平衡附加背压对阀门开启压力的影响,二是可使用在腐蚀性介质场合。波纹管的内外腔室是处于密封隔离状态,其外腔室与排放介质相通,而内腔室则与弹簧相通。因而,当安全阀排放时,能有效地防止腐蚀性介质冲刷弹簧与外溢。
1.3安全阀的优缺点
1.3.1安全阀的特点
安全阀是受压设备或管路上作为超压保护的装置,当系统压力升高到超过允许值时,阀
6
（页面底端居右）
本科毕业设计（论文）通过答辩
门开启,全量排放泄压,以防止压力继续升高,当压力降低到规定值时,阀门及时关闭,从而保护系统的安全运行。所以安全阀的选型及计算是否正确直接关系到设备乃至人身的安全。
1.3.2柱塞式安全阀
液压支架中超过额定压力的液体，推动柱塞移动，柱塞的溢流孔通过“O”形圈以后，超高压的液体从孔中喷出卸压，卸到额定压力时，弹簧将柱塞推回原位。 缺点：
1.“O”形圈易被煤粒拉伤，导致密封渗漏，抗煤粒性差，寿命低。 2.阀的开，闭灵敏度差
3.要求精度高，加工困难，检修困难
1.3.3平面式安全阀
液压支架中超过额定压力的液体，推动密封件与导向体移动，因此密封件的表面与阀座的密封面离开，超高压的液体从离缝中喷出卸压， 卸到额定压力时，弹簧将密封件与导向体推回原位。 而且具有以下缺点：
1.扯断强度低，不耐冲刷
2.属于单级密封，阀的起落高度不能开大，开大后密封被冲刷变形或被冲走。
（页面底端居右）
7
张希： 大流量安全阀设计
2.安全阀的设计
本章将在前一章研究安全阀的基础上，进行安全阀的结构设计及参数计算。
2.1安全阀的结构设计
图2.1 阀的开启状态
Fig.2.1 The valve opening state
1.阀结构主要由卡套，阀芯，挡环，弹簧，阀壳，阀套，调压杆组成； 2.阀芯采用差动式结构，可承受更大的开启压力；
3.阀芯与调压杆形成阻尼结构，可减小自振频率，有效的吸收冲击能量；
2.2 参数计算
2.2.1安全阀的的关闭压力，开启压力和排放压力
管路工作压力(P)：32MPa
关闭压力(-0.3~-0.1P):22.4~28.8MPa 开启压力(+0.1~+0.3P):35.2~42.6MPa 排放压力(+0.25P):40MPa
2.2.2卡套尺寸
8
（页面底端居右）
本科毕业设计（论文）通过答辩
图2.2 卡套结构
Fig.2.2 Card cover structure
采用标准系列，设计给定流通直径d0=20mm，流道面积A=314mm（图2.2） 则公称通径DN=25mm; M为M42×2(mm);
0.4d的基本尺寸为34??0.3mm;
d1为37mm; d2为39mm;
?0.5h的基本尺寸为120mm;
b为5mm; C为2mm;
（页面底端居右）
9
张希： 大流量安全阀设计
2.2.3压力损失
图2.3 Fig.2.3
图2.4 Fig.2.4
局部压力损失：
v2?p?? 2g??g 式中：v——液体流动速度，一般指局部阻力下游处的速度；ρ——液体密度； g——重力加速度；
?max?Fmax?0(Fmax?F1)?
——局部阻力系数，该系数的值一般需通过实验来确定；
?p——局部压力损失；
安全阀排量设计给定为320l/min
2—1）
10 （页面底端居右）
（