彈簧安全閥

彈簧安全閥是限定壓力鍋在安全壓力範圍內排氣，保證安全使用的裝置。彈簧的結構、性能是該閥的關鍵。彈簧安全閥是針對排氣管由於誤操作或未清洗被堵塞而設立的裝置。

按照閥瓣開啟的最大高度與安全閥流道直徑之比來劃分，安全閥又可分為彈簧微啟封閉高壓式安全閥和彈簧全啟式安全閥兩種。

基本介紹

• 中文名：彈簧安全閥
• 釋義：限定壓力，保證安全使用的裝置
• 種類數量：兩種
• 代表：彈簧微啟封閉高壓式安全閥

安全閥簡介

1.彈簧微啟封閉式高壓安全閥

微啟式安全閥的開啟高度小於流道直徑的1/4，通常為流道直徑的1/40一1/20。微啟式安全閥的動作過程是比例作用式的，主要用於液體場合，有時也用於排放量很小的氣體場合。

2.彈簧全啟式安全閥

全啟式安全閥的開啟高度大於或等於流道直徑的1/4。全啟式安全閥的排放面積是閥座喉部最小截面積。其動作過程是屬於兩段作用式，必須藉助於一個升力機構才能達到全開啟，全啟式安全閥主要用於氣體介質的場合。

3.中啟式安全閥

開啟高度介於微啟式與全啟式之間。即可以做成兩段作用，也可以做成比例作用式。

故障及消除方法

（1）排放後閥瓣不回座。這主要是彈簧彎曲閥桿、閥瓣安裝位置不正或被卡住造成的。應重新裝配。

（2）泄漏。在設備正常工作壓力下，閥瓣與閥座密封面之間發生超過允許程度的滲漏。其原因有：閥瓣與閥座密封面之間有髒物。可使用提升扳手將閥開啟幾次，把髒物衝去；密封面損傷。應根據損傷程度，採用研磨或車削後研磨的方法加以修復；閥桿彎曲、傾斜或槓桿與支點偏斜，使閥芯與閥瓣錯位。應重新裝配或更換；彈簧彈性降低或失去彈性。應採取更換彈簧、重新調整開啟壓力等措施。

（3）到規定壓力時不開啟。造成這種情況的原因是定壓不準。應重新調整彈簧的壓縮量或重錘的位置；閥瓣與閥座粘住。應定期對安全閥作手動放氣或放水試驗；槓桿式安全閥的槓桿被卡住或重錘被移動。應重新調整重錘位置並使槓桿運動自如。

（4）排氣後壓力繼續上升。這主要是因為選用的安全閥排量小平設備的安全泄放量，應重新選用合適的安全閥；閥桿中線不正或彈簧生鏽，使閥瓣不能開到應有的高度，應重新裝配閥桿或更換彈簧；排氣管截有不夠，應採取符合安全排放面積的排氣管。

（5）閥瓣頻跳或振動。主要是由於彈簧剛度太大。應改用剛度適當的彈簧；調節圈調整不當，使回座壓力過高。應重新調整調節圈位置；排放管道阻力過大，造成過大的排放背壓。應減小排放管道阻力。

（6）不到規定壓力開啟。主要是定壓不準；彈簧老化彈力下降。應適當旋緊調整螺桿或更換彈簧。

問題及處理

1、彈簧安全閥產生振動的原因

彈簧安全閥在油泵正常停機時產生強烈、短時間的振動原因是：在油泵停機過程中，管道內壓力油的慢性運動產生油錘。其振動強度即是衝擊波的強度，其振動頻率正是衝擊波的頻率。其振動性質為衰減振幅，其振動全過程，直至油錘衝擊波力小於彈簧安全閥開啟預調力。

彈簧安全閥形成振動的過程是：當彈簧安全閥的工作壓力按設計要求調節，即調到超過油壓設備的工作油壓上限值3～4kg/cm2時，排油孔全開。YS-2.5型油壓設備工作油壓的上限值(額定油壓)為25kg/cm2。彈簧安全閥工作壓力則調到28～29kg/cm2，排油孔全開。油泵在壓力油箱的油壓升至額定油壓(25kg/cm2)時，油泵停機，即切斷電源。這時進油管道之壓力已略大於25kg/cm2。由於油泵的停機，進油管道的進口，油泵附近形成低壓區，管道內的壓力油向低壓區倒流，低壓區以很快的速度向進油管道中心傳遞。此時，油泵雖已切斷電源，則由於慣性，仍在以很大的遞減速度在旋轉，趨動油所形成的壓力峰也滯後低壓區向進油管道中心傳遞。與此同時，進油管道出口，靠近壓力油箱管道內的壓力油，在慣性力作用下，仍繼續流進壓力油箱。當慣性力耗盡，壓力油箱的壓力高於管道油壓，止回閥回復，和止回閥未回復到位，一部分油產生倒流所形成的壓力峰與油泵仍在趨動油所形成的壓力峰反向，向進油管道中心傳遞，在進油管道中心某處必然相碰，所形成的雙向油錘之壓力必定遠遠超過彈簧安全閥的工作壓力(兩壓力峰相碰之處並不一定在彈簧安全閥處，彈簧安全閥離兩壓力峰相碰的遠近正是彈簧安全閥振動有強弱區別的原因)。雙向油錘所形成的巨大壓力是一個波峰，使排油腔活塞(圖中2)以很大的速度壓縮彈簧(圖中1)將排油孔全部打開。由於壓力峰過後是壓力低谷，並且壓力峰對彈簧的大幅度壓縮，所形成的彈簧彈力也大。排油腔活塞在受到巨大下壓力情況之下，快速衝擊閥體(圖中3)。始而復返，這就是彈簧安全閥形成振動的全過程，反振動強度即是衝擊波的強度，其振動頻率正是衝擊波的頻率。

由於油泵停機後，慣性所要克服的阻力很大，轉速的大幅度下降，趨動油形成壓力峰的能力越來越小，反壓力油箱的止回閥的一開、一關，逐漸趨近全關閉，所形成的壓力峰也越來越小，所以振動性質為衰減振幅，其實整個振動過程僅幾秒鐘。

2、簡單處理，收到良好效果

上文已分析了彈簧安全閥產生振動的原因是：油錘衝擊波的峰谷使排油腔活塞的快速上下竄動所形成，因而油錘是不可能消除的。只是如何對油錘壓力峰排泄，即將壓力峰削平，使進油管道油壓趨向於平穩，來減弱振動的強度。其最有效的方法有：使彈簧安全閥的排油孔，在最大壓力峰來到前，儘可能較早地打開，使壓力峰所產生的壓能較早地排泄。根據這個原理，我們對彈簧安全閥排油腔的塔迭量進行了測量，發現有4～5mm。我們僅對排油腔活塞的定位台階下增設了3mm厚的紫銅墊片，通過這項減少塔迭量的簡單嘗試，竟收到了良好效果，其振動程度有較大的減弱。?

3、進一步解決彈簧安全閥振動問題的措施和方法?

彈簧安全閥對進油管道內油錘壓力峰的排泄，也是對油泵的保護。

對彈簧安全閥振動問題的解決，或減輕，除上述已介紹，並實踐證明採用減小排油腔塔迭量可以收到良好效果外，還根據這個原理，通過結構的少許改進，其效果會更佳，即排油腔活塞的排油腔形狀改為倒錐形，則更有利於壓力峰的早消壓，並有利於壓力谷的減壓，對壓力谷的減壓是對返回衝擊波的減弱。如果實施這兩項關鍵措施，必將收到更佳的效果。

有些水電站由於彈簧安全閥的振動問題未得到解決，採用壓死的辦法，是非常危險的。實際上是取消了這個安全保護元件，不僅在壓力信號器失靈時，彈簧安全閥失去了其防止油泵反壓力油箱過載的作用，並且在油泵為正常停機情況下，由於進油管道的油錘現象，也使油泵嚴重過載，這就是油泵容易損壞的重要原因。本文對彈簧安全閥振動這一問題，在理論上作了分析，並對處理的初步經驗作了介紹，可提供給有關單位參考。