安全阀门

安全阀是一种起故障保护作用的阀门。安全阀的一个例子是泄压阀 (PRV)，当压力或温度超过预设限制时，它会自动从锅炉、压力容器或其他系统中释放物质。先导式安全阀是一种特殊类型的压力安全阀。防漏、低成本、单一紧急使用选项将是爆破片。

安全阀最初是在工业xxx期间开发用于蒸汽锅炉的。早期没有它们运行的​​锅炉很容易爆炸，除非小心操作。

真空安全阀（或组合压力/真空安全阀）用于防止罐在清空时或在热 CIP（原位清洗）或 SIP（​​原位灭菌）后使用冷冲洗水时坍塌。地方）程序。在确定真空安全阀尺寸时，任何规范都没有定义计算方法，特别是在热 CIP/冷水场景中，但一些制造商已经开发了尺寸模拟。

最早最简单的安全阀是用在1679年的蒸汽蒸煮器上，并利用重物来保持蒸汽压力（这种设计在压力锅上仍然普遍使用）；但是，这些很容易被篡改或意外释放。在斯托克顿和达灵顿铁路上，当发动机撞到轨道上的颠簸时，安全阀往往会关闭。一个对突然加速不太敏感的阀门使用弹簧来控制蒸汽压力，但这些（基于 Salter 弹簧平衡）仍然可以拧紧以增加超出设计限制的压力。这种危险的做法有时被用来略微提高蒸汽机的性能。1856 年，John Ramsbottom 发明了一种防篡改弹簧安全阀，该阀在铁路上变得普遍。Ramsbottom 阀由两个旋塞阀组成，它们通过一个装有弹簧的枢轴臂相互连接，枢轴两侧各有一个阀元件。任何试图增加其工作压力而对其中一个阀门进行的调整都会导致另一个阀门被抬离其阀座，而不管调整是如何进行的。臂上的枢轴点在阀门之间不对称，因此弹簧的任何收紧都会导致其中一个阀门升起。只有拆卸和拆卸整个阀门组件才能调整其工作压力，使机车工作人员无法即兴“系紧”阀门以寻求更大的动力。旋转臂通常延伸成手柄形状并反馈到机车驾驶室中，允许机组人员“摇摆”

安全阀也演变为保护压力容器（点火或不点火）和热交换器等设备。安全阀一词应仅限于可压缩流体应用（气体、蒸汽或蒸汽）。

工业中遇到的两种一般保护类型是热保护和流动保护。

对于充满液体的容器，热泄压阀的特点通常是阀门尺寸相对较小，以防止因热膨胀引起的过压。在这种情况下，一个小阀门就足够了，因为大多数液体几乎是不可压缩的，因此通过安全阀排放的相对少量的流体将产生显着的压力降低。

流量保护的特点是安全阀比安装的热保护阀大得多。它们的尺寸通常适用于必须快速排放大量气体或大量液体以保护容器或管道完整性的情况。这种保护也可以通过安装高完整性压力保护系统 (HIPPS) 来实现。

在石油精炼、石化、化工制造、天然气加工、发电、食品、饮料、化妆品和制药行业，安全阀一词与泄压阀 (PRV)、压力安全阀 (PSV) 和泄压阀相关联阀门。
通用术语是泄压阀 (PRV) 或压力安全阀 (PSV)。PRVs 和 PSVs 不是一回事，尽管很多人是这么想的。不同之处在于 PSV 有一个手动xxx，可以在紧急情况下打开阀门。

• 安全阀 (RV)：由充满液体的容器中的静压驱动的自动系统。它特别地随着压力的增加成比例地打开。
• 安全阀 (SV)：一种释放气体静压的自动系统。它通常完全打开，并伴有爆裂声。
• 安全泄压阀 (SRV)：一种自动系统，通过对气体和液体的静压进行泄压。
• 先导式安全泄压阀 (POSRV)：一种自动系统，可根据来自先导的远程命令进行泄压，静态压力（从设备到保护）连接到该系统。
• 低压安全阀 (LPSV)：一种释放气体静压的自动系统。当容器压力与环境大气压之间的差异很小时使用。
• 真空压力安全阀 (VPSV)：一种释放气体静压的自动系统。用于容器压力与环境压力的压差很小、为负且接近大气压时。
• 低压和真空压力安全阀 (LVPSV)：一种释放气体静压的自动系统。在压差很小、负压或正压、接近大气压时使用。

RV、SV 和 SRV 是弹簧操作的（甚至是弹簧加载的）。LPSV 和 VPSV 是弹簧操作的或重量加载的。

在大多数国家，法律要求工业界使用安全阀来保护压力容器和其他设备。此外，在大多数国家，必须遵守 ASME、API 和其他组织（如 ISO (ISO 4126)）提供的设备设计规范。这些规范包括安全阀的设计标准以及公司工程师拆除阀门后定期检查和测试的时间表。

今天，食品、饮料、化妆品、制药和精细化工行业需要卫生安全阀、完全可排水和可就地清洁。大多数由不锈钢制成；卫生标准主要是美国的3A和欧洲的EHEDG。

xxx个安全阀是 Denis Papin 为他的蒸汽蒸煮器发明的，这是一种早期的压力锅，而不是发动机。通过xxx作用的重物压住蒸汽容器中的圆形旋塞阀。通过使用秤杆，需要更小的重量，而且可以通过沿xxx臂来回滑动相同的重量轻松调节压力。Papin 为他的 1707 蒸汽泵保留了相同的设计。早期的安全阀被认为是工程师的控制装置之一，需要根据发动机上的负载持续关注。在 1803 年格林威治的一次著名的早期爆炸中，特雷维西克的一台高压固定式发动机发生爆炸，当时接受过操作发动机训练的男孩在没有先将安全阀从其工作负载中释放出来的情况下离开它去捕捉河中的鳗鱼。到 1806 年，Trevithick 安装了成对的安全阀，一个用于驾驶员调节的外部阀门，一个以固定重量密封在锅炉内部。这是不可调节的，并在更高的压力下释放，旨在保证安全。

当在机车上使用时，这些阀门会发出嘎嘎声和泄漏，释放出近乎连续的废蒸汽。

虽然xxx式安全阀很方便，但它对蒸汽机车的运动过于敏感。因此，早期的蒸汽机车使用了一种更简单的直接堆叠在阀门上的配重装置。这需要更小的阀门面积，以保持重量可控，这有时被证明不足以释放无人看管的锅炉的压力，从而导致爆炸。更大的危险是这种阀门很容易被系住，从而增加压力并因此增加发动机的功率，从而有进一步的爆炸风险。

尽管自重安全阀在蒸汽机车上的使用寿命很短，但只要蒸汽动力存在，它们就一直在固定式锅炉上使用。

加权阀对早期机车粗暴行驶时的弹跳很敏感。一种解决方案是使用轻质弹簧而不是重量。这是蒂莫西·哈克沃斯 (Timothy Hackworth) 在 1828 年的皇家乔治 (Royal George) 上的发明。由于当时的冶金技术有限，哈克沃斯的xxx个弹簧阀使用了手风琴式的多个板簧堆叠。

这些直动式弹簧阀可以通过拧紧固定弹簧的螺母进行调整。为了避免被篡改，它们通常被包裹在高大的黄铜外壳中，这也将蒸汽从机车工作人员身上排出。

用于称重的 Salter 螺旋弹簧天平于 1770 年左右在英国首次制造。它使用新开发的弹簧钢将强大而紧凑的弹簧制成一体。再次通过使用xxx机构，可以将这种弹簧平衡应用于锅炉安全阀的相当大的力。

弹簧平衡阀也起到压力表的作用。这很有用，因为以前的压力计是笨重的水银压力计，而波登压力计尚未发明。

消防员束缚安全阀的风险依然存在。这是因为他们安装了易于调节的蝶形螺母，通过安全阀调节锅炉工作压力的做法在 1850 年代成为一种公认的行为。后来，Salter 阀门通常成对安装，一个可调节并经常校准以用作仪表，另一个密封在锁定的盖子内以防止篡改。

成对的阀门也经常调整到稍微不同的压力，一个小阀门作为控制措施，可锁定的阀门做得更大，并xxx设置为更高的压力，作为保障。一些设计，例如辛克莱在 1859 年为东部县铁路设计的一项设计，在圆顶后面有压力刻度的气门弹簧，面向驾驶室，而在圆顶前面是锁定的阀门，不受干扰。

• ČSD 252.0 级的成对弹簧平衡安全阀，带手动调节轮
• Midland Spinner，展示了圆顶后面的成对弹簧平衡安全阀

1855 年，后来的 LNWR 机车主管约翰·拉姆斯巴顿描述了一种新形式的安全阀，旨在提高可靠性，尤其是防篡改。使用了一对旋塞阀，它们之间有一个普通的弹簧加载杆，带有一个中央弹簧。这个xxx典型地向后延伸，在早期的机车上经常伸入驾驶室。Ramsbottom 的阀门并没有阻止消防员使用弹簧杆，而是鼓励了这一点。摇动xxx交替释放阀门，并检查两者是否都没有粘在阀座上。即使消防员按住xxx并增加后阀上的力，前阀上的力也会相应减小。

生产了各种形式的 Ramsbottom 阀。有些是锅炉的单独配件，通过单独的穿透。其他的则装在一个 U 形外壳中，该外壳固定在锅炉外壳的一个开口上。随着锅炉直径的增加，甚至在锅壳内设置了一些形式，弹簧安装在内部的凹槽中，只有阀门和平衡杆突出在外面。这些具有易于维护的明显缺点。

Ramsbottom 类型的一个缺点是其复杂性。弹簧和阀门之间的连杆维护不善或装配错误可能导致阀门在压力下不再正确打开。阀门可能被固定在它们的阀座上而无法打开，或者更糟糕的是，允许阀门打开但不足以以足够的速率排出蒸汽，因此不是一个明显和明显的故障。正是这种性质的错误组装导致了 1909 年在莱姆尼铁路上的加的夫发生的致命锅炉爆炸，尽管锅炉几乎是新的，只有八个月大。

Naylor 阀门于 1866 年左右引入。曲柄布置减少了弹簧的应变（百分比延伸），从而保持更恒定的力。它们被 L&Y & NER 使用。

之前的所有安全阀设计都是逐渐打开的，并且在接近排气时有泄漏蒸汽的趋势，即使这低于压力。当他们打开时，他们一开始也是部分这样做的，直到锅炉压力过大时才快速排出蒸汽。

快速打开的弹出阀是解决此问题的方法。它们的结构很简单：将现有的圆形旋塞阀改为倒置顶帽形状，并扩大上径。它们安装在两个直径匹配的阶梯式座椅中。关闭时，蒸汽压力仅作用在大礼帽的顶部，并由弹簧力平衡。一旦阀门打开一点，蒸汽就可以通过下座并开始作用于较大的帽沿。这个更大的区域压倒了弹簧力，阀门砰地一声完全打开。在这个较大直径上逸出的蒸汽也使阀门保持打开状态，直到压力降至低于最初打开的压力，从而产生滞后。

这些阀门与点火行为的变化相吻合。现在，消防员不再通过总是在阀门上露出羽毛来展示他们的男子气概，而是试图避免嘈杂的吹气，尤其是在车站周围或主要车站的大屋顶下。这主要是应站长的要求，但消防员也意识到，任何通过爆破阀放气都会浪费几磅锅炉压力。估计损失 20 psi 和 16 磅或更多的铲煤。

爆破阀源自亚当斯 1873 年的专利设计，带有加长唇口。RL Ross 的阀门在 1902 年和 1904 年获得了专利。它们起初在美国更受欢迎，但从 1920 年xxx始就广泛使用。

尽管自斯蒂芬森时代以来，安全阀上的华丽抛光黄铜盖一直是蒸汽机车的一个特点，但在流行阀时代，xxx保持这一传统的铁路是 GWR，其独特的锥形黄铜安全阀盖和铜盖烟囱。

船用高压水管锅炉的发展对安全阀提出了更高的要求。需要更大容量的阀门，以安全地排放这些大型锅炉的高蒸汽生成能力。随着他们阀门上的力增加，弹簧随着负载增加而增加刚度的问题（如 Naylor 阀门）变得更加关键。对于高压锅炉，减少阀门羽化的需求变得更加重要，因为这既代表了蒸馏给水的损失，也代表了阀座的冲刷，从而导致磨损。

高升程安全阀是直接加载的弹簧类型，虽然弹簧不直接支撑在阀门上，而是在导杆阀杆上。阀门位于阀杆底部下方，弹簧位于高于此高度的法兰上。阀门本身和弹簧座之间增加的空间允许阀门提升得更高，更远离阀座。这使通过阀门的蒸汽流量相当于阀门的一倍半或两倍（取决于详细设计）。

Cockburn 改进的 High Lift 设计具有与 Ross pop 类型相似的特征。排出的蒸汽在排出时被部分截留并作用在弹簧座的底部，增加了阀门的提升力并保持阀门进一步打开。

为了优化通过给定直径阀门的流量，使用全通径设计。这具有伺服作用，如果蒸汽通过一个小控制阀，则允许蒸汽通过一个狭窄的控制通道。该蒸汽随后不会被排出，而是被传递到用于打开主阀的活塞。

有称为 PSV 的安全阀，可以连接到压力表（通常带有 1/2 BSP 接头）。这些允许施加压力阻力以限制施加在规管上的压力，从而防止过压。注入压力表的物质，如果压力过大，将通过安全阀中的管道转移，并被驱离压力表。

安全阀种类繁多，在不同领域具有许多不同的应用和性能标准。此外，还为多种安全阀制定了国家标准。

• ISO 4126（与欧盟指令一致）
• EN 764-7（前 CEN 标准，与欧盟指令一致，被 EN ISO 4126-1 取代）
• 广告宣传单（德语）
• PED 97/23/CE（压力设备指令 - 欧盟）

热水器上需要安全阀，在恒温器发生故障的情况下，它们可以防止某些配置中的灾难。这种阀有时被称为 T&P 阀（温度和压力阀）。缺少这种设备的旧热水器仍然偶尔会出现惊人的故障。房屋可以通过爆炸的力量被夷为平地。

压力锅是带耐压盖的锅。在压力下烹饪可使温度升至水的正常沸点（海平面为 100 摄氏度）以上，从而加快烹饪速度并使其更彻底。

压力锅通常有两个安全阀来防止爆炸。在较旧的设计中，一个是重物所在的喷嘴。另一个是密封的橡胶垫圈，如果xxx个阀门被阻塞，它会在受控爆炸中弹出。在新一代压力锅上，如果蒸汽口被堵塞，安全弹簧将排出多余的压力，如果失败，垫圈将膨胀并向下释放盖子和锅之间的多余压力。此外，新一代压力锅具有安全联锁装置，可在内部压力超过大气压时锁定盖子，以防止突然释放非常热的蒸汽、食物和液体而发生意外，如果在平底锅时取下盖子会发生这种情况。内部仍然略微加压（但是，

术语安全阀也用于比喻。