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試驗(yàn)系統(tǒng)能力不足對(duì)安全閥性能的影響

文檔作者：繆富聲文檔來(lái)源：中國(guó)航天工業(yè)總公司第一研究所		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年05月08日
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年第期
試驗(yàn)系統(tǒng)能力不足對(duì)安全閥性能的影響
中國(guó)航天工業(yè)總公司第一研究所繆富聲
摘要根據(jù)在安全閥檢瀏裝五不同試驗(yàn)?zāi)芰Φ墓の簧蠈?duì)全啟式安全閥性能進(jìn)行調(diào)試所得的數(shù)
據(jù), 闡述試驗(yàn)來(lái)統(tǒng)能力不足對(duì)調(diào)試安全閥性能的影響。
主題詞安全閥試驗(yàn)裝置性能試驗(yàn)
安全閥廣泛地應(yīng)用在各種受壓系統(tǒng)上作
為壓力保護(hù)裝置。因此, 安全閥出廠前應(yīng)進(jìn)行性
能調(diào)試, 在使用過(guò)程中進(jìn)行定期校驗(yàn)。依據(jù)國(guó)家
標(biāo)準(zhǔn), 安全閥試驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)該是在規(guī)定的運(yùn)行條
件下, 測(cè)定閥門(mén)在開(kāi)啟之前、排放過(guò)程中和關(guān)閉
時(shí)的特性。
目前我國(guó)大多數(shù)安全閥制造廠家和用戶(hù)使
用的安全閥性能調(diào)試、校驗(yàn)系統(tǒng)其結(jié)構(gòu)都比較
簡(jiǎn)單, 測(cè)量精度較低、誤差大特別是系統(tǒng)能力
的不足, 即試驗(yàn)系統(tǒng)的最大流量小于安全閥全
開(kāi)啟狀態(tài)的排量直接影響被調(diào)試或校驗(yàn)的安
全閥的使用性能?，F(xiàn)就以下幾個(gè)方面閘述試驗(yàn)
系統(tǒng)能力不足對(duì)安全閥性能的影響。
開(kāi)啟高度
對(duì)于全啟式安全閥開(kāi)啟高度刀。
為喉徑, 理論上安全閥的最小截流面積是喉部
而不是簾面積。試驗(yàn)系統(tǒng)能力的不足氣流排量
達(dá)不到安全閥全啟時(shí)的全排量致使安全閥的
開(kāi)啟高度。月就不能檢驗(yàn)出安全閥的開(kāi)啟
高度能否達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的值。
排放壓力尸‘
排放壓力‘ 是閥瓣達(dá)到規(guī)定的開(kāi)啟高度
時(shí)的進(jìn)口壓力。由于試驗(yàn)系統(tǒng)沒(méi)有足夠的能力
使安全閥穩(wěn)定地排放, 即達(dá)不到規(guī)定的開(kāi)啟高
度, 無(wú)法測(cè)試安全閥的排放壓力也就不能準(zhǔn)確
地提供安全閥的排放壓力誼。
回座壓力,
回座壓力尸, 是指安全閥開(kāi)啟后閥瓣重新
回到閥座上, 即開(kāi)啟高度時(shí)的進(jìn)口壓力
值。當(dāng)安全閥進(jìn)口壓力超過(guò)整定壓力, 時(shí)就
得向外泄放介質(zhì)以降低系統(tǒng)壓力。但是, 試驗(yàn)系
統(tǒng)能力不足導(dǎo)致系統(tǒng)的供氣量小于安全閥的排
放量在安全閥閥瓣的下方壓力變化較大產(chǎn)生
低壓區(qū), 致使安全閥迅速關(guān)閉, 而安全閥并未達(dá)
到穩(wěn)定的全開(kāi)啟狀態(tài)除非安全閥彈簧剛度太
小況且安全閥的開(kāi)啟高度對(duì)調(diào)試回座壓力
尸, 值影響較大表。
表開(kāi)啟高度對(duì)回座壓力的影響
第一組第二組
、, 一,
, 創(chuàng)
從表中可以看出, 安全閥的回座壓力在
一定的開(kāi)啟高度范圍內(nèi)隨著開(kāi)啟高度的降低
反而增大。在試驗(yàn)過(guò)程中也出現(xiàn)過(guò)整定壓力
尸, 一當(dāng)供氣不足時(shí)回座壓力尸,
一當(dāng)供氣充分閥瓣達(dá)到全開(kāi)啟穩(wěn)定
排放狀態(tài)時(shí)回座壓力尸, 。而該閥
的回座壓力要求尸。因此, 供氣不
足或能力不足的試驗(yàn)系統(tǒng)所測(cè)試出的安全閥回
座壓力比實(shí)際的回座壓力偏高, 甚至出現(xiàn)滿(mǎn)足
要求的虛假現(xiàn)象, 不能準(zhǔn)確地判定啟閉壓差是
否滿(mǎn)足規(guī)定的誼。
」排量系數(shù)‘ 的測(cè)定
設(shè)備上的安全閥能否起安全保護(hù)作用還
得看安全閥的實(shí)際排量是否大于進(jìn)入設(shè)備的介
質(zhì)流量。安全閥的實(shí)際排量和理論排量有一定
年第期一
的差別, 兩者的比值就是安全閥的排量系數(shù)。排
量系數(shù)‘ 取決于安全閥的結(jié)構(gòu)、流道形狀、尺
寸比例以及內(nèi)壁的粗糙程度。對(duì)其影響最大的
是閥瓣開(kāi)啟高度、閥座的形狀以及導(dǎo)向筋造成
的閥座流道面積的減小。安全閥測(cè)試系統(tǒng)能力
的不足, 就不能測(cè)定安全閥在全排量狀態(tài)下的
實(shí)際排量, 因此, 不能檢測(cè)安全閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能
否保證使用要求及判定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。
限狀態(tài)和中選取合適的值, 以期達(dá)到滿(mǎn)
意的排放壓力和回座壓力。彈簧剛度的選取不
僅要通過(guò)理論的計(jì)算, 還得和閥門(mén)具體結(jié)構(gòu)尺
寸相匹配, 并通過(guò)對(duì)閥門(mén)具體性能參數(shù)的試驗(yàn)
來(lái)驗(yàn)證。彈簧剛度太大, 易產(chǎn)生顫振、頻跳等現(xiàn)
象。但由于試驗(yàn)條件的限制, 對(duì)于剛度小于
的情況也能出現(xiàn)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的虛假現(xiàn)象。所
以, 試驗(yàn)系統(tǒng)能力的不足限制了對(duì)安全閥彈簧
剛度最佳匹配的合理選擇。
然淆一子落
叼夕側(cè)
’ 健
】四
二二嗽
機(jī)公
開(kāi)啟高度介
︵︶ 氣協(xié)
, 尸。尸, 口
壓力尸
圖典型的安全閥升力曲線(xiàn)圖理想狀態(tài)的安全閥動(dòng)作性能曲線(xiàn)
,
氣拼合
彈簧剛度的匹配
對(duì)于要求一定整定壓力的安全閥, 可以通
過(guò)調(diào)整彈簧的壓縮量而獲得, 但是能否獲導(dǎo)滿(mǎn)
意的排放壓力和回座壓力還與彈簧剛度有關(guān)。
圖是典型的安全閥升力曲線(xiàn), 是整定壓力
凡下的升力曲線(xiàn), 是排放壓力‘ 下的升力曲
線(xiàn), 是回座壓力只下的升力曲線(xiàn), 份是彈簧
力包括運(yùn)動(dòng)件的重量和開(kāi)啟高度的關(guān)系曲
線(xiàn)。當(dāng)安全閥的進(jìn)口壓力升到使安全閥開(kāi)啟到
。后, 隨著介質(zhì)的排放, 系統(tǒng)內(nèi)的壓力逐漸降
低。當(dāng)壓力降到某一值。時(shí), 其升力曲線(xiàn)為
這時(shí), 隨著壓力的降低, 開(kāi)啟高度也逐漸地降
低。當(dāng)壓力降到尸, 時(shí)由于彈簧力大于介質(zhì)的
升力故閥瓣迅速關(guān)閉。理想狀態(tài)的安全閥動(dòng)作
性能曲線(xiàn)如圖某一特定狀態(tài)下的安全閥特
性曲線(xiàn)和彈簧剛度之問(wèn)的關(guān)系如圖。從圖
上可以看出, 彈簧剛度既影響排放壓力又影響
回座壓力, 因此安全閥彈簧剛度應(yīng)從兩個(gè)極
人
開(kāi)啟高度
圖安全閥特性曲線(xiàn)和彈簧剛度的關(guān)系
尸下的升力曲線(xiàn)最高允許回座壓力下的升力曲線(xiàn)
最低允許回座壓力下的升力曲線(xiàn)剛度為人的排放壓
力下的升力曲線(xiàn)人、人極限狀態(tài)的彈簧剛度
圖為型整定壓力尸二一、開(kāi)啟
一年第期
高度的安全閥試驗(yàn)曲線(xiàn)。試驗(yàn)測(cè)試
出的整定壓力一, , 最大開(kāi)啟高度
二, 回座壓力尸, 。從曲
線(xiàn)可以看出, 閥門(mén)沒(méi)有達(dá)到規(guī)定的開(kāi)啟高度, 沒(méi)
有一個(gè)穩(wěn)定的排放過(guò)程, 閥瓣從開(kāi)啟至重新回
座的時(shí)間極短, 故無(wú)法測(cè)試出安全閥穩(wěn)定排放
的排放壓力和閥門(mén)的實(shí)際排量等, 這都是試驗(yàn)
系統(tǒng)能力不足所造成的
之一。整套裝置擁有三個(gè)試驗(yàn)工位, 試驗(yàn)容器的
容積及工作壓力分別為, 、, · 、
、, 空氣排量
一。該檢測(cè)裝置采用閉環(huán)壓力、流量調(diào)節(jié)
并可手動(dòng)操作, 流程自動(dòng)顯示, 對(duì)安全閥的試驗(yàn)
參數(shù), 如溫度、壓力及排量等均采用微
機(jī)進(jìn)行采集, 測(cè)試迅速、準(zhǔn)確、穩(wěn)定且可靠, 實(shí)現(xiàn)
了安全閥在試驗(yàn)時(shí)開(kāi)啟全過(guò)程的動(dòng)態(tài)測(cè)量, 并
將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和計(jì)算, 通過(guò)打印機(jī)、繪
圖機(jī)制成表格或曲線(xiàn), 同時(shí)將試驗(yàn)結(jié)果通過(guò)大
屏幕顯示出來(lái), 以判定安全閥的性能是否符合
設(shè)計(jì)要求, 是否達(dá)到最佳結(jié)果。
褪側(cè)四次︵三任田只花芝己︵
只田乏門(mén)︶
一住
比四坦劃‘︶︵
圖難安全閥試驗(yàn)曲線(xiàn)
時(shí)間‘
安全閥的機(jī)械特性
試驗(yàn)系統(tǒng)能力的不足安全閥閥瓣不能達(dá)
到全開(kāi)啟位置就不能全面地檢查安全閥運(yùn)動(dòng)
件活動(dòng)是否順暢, 是否會(huì)出現(xiàn)卡阻。但有時(shí)可能
出現(xiàn)顫振和頻跳等現(xiàn)象, 因?yàn)榘踩y測(cè)試系統(tǒng)
的流量小于被試安全閥額定流量的一定值時(shí),
試驗(yàn)介質(zhì)沒(méi)有足夠的能量克服彈簧力的作用而
產(chǎn)生振蕩, 但彈簧剛度過(guò)大而引起的顫振在這
種試驗(yàn)系統(tǒng)可能被掩蓋過(guò)去。所以試驗(yàn)系統(tǒng)能
力的不足, 不僅不能全面檢測(cè)安全閥的機(jī)械特
性, 還可能造成虛假的顫振和泄漏等跡象, 掩蓋
閥門(mén)原有的有害振動(dòng)。
保證安全閥質(zhì)量的一個(gè)重要方面是制造廠
家應(yīng)具備一定水平的檢測(cè)設(shè)備及手段。我所為
了滿(mǎn)足用戶(hù)的需求參照、
、和等標(biāo)準(zhǔn), 建造了
具有年代國(guó)內(nèi)外先進(jìn)水平的安全閥檢測(cè)裝
置, 并成為國(guó)家勞動(dòng)部推薦的安全閥檢測(cè)中心
圖安全閥測(cè)試結(jié)果
圖是該檢測(cè)裝置對(duì)、整定壓力尸,
的安全閥測(cè)試結(jié)果曲線(xiàn)曲線(xiàn)中下凹
處是安全閥排放時(shí), 試驗(yàn)容器中流體流動(dòng)不平
衡所致, 由氣動(dòng)薄膜式調(diào)節(jié)閥自行調(diào)節(jié)進(jìn)入試
驗(yàn)容器的流量, 以獲得安全閥的穩(wěn)定排放閥
瓣開(kāi)啟至關(guān)閉持續(xù)了秒, 同時(shí)測(cè)出安全
閥的整定壓力、排放壓力、回座壓力、開(kāi)啟高度、
排量和檢查閥門(mén)的機(jī)械性能。安全閥的理論性
能參數(shù)值和實(shí)測(cè)值比較表, 算出安全閥的
超壓為, 啟閉壓差為。安全閥的實(shí)
測(cè)值都滿(mǎn)足性能要求, 則可判定安全閥的彈簧
設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)匹配得較好, 同時(shí)也可以算出該閥
的排量系數(shù)為, 說(shuō)明流道設(shè)計(jì)合理。這樣
就可綜合、準(zhǔn)確、可靠地確定安全閥是否符合設(shè)
計(jì)要求。
年第期一
表安全閥性能參數(shù)理論值與實(shí)測(cè)值的比較
‘ ‘
理論值士成
實(shí)側(cè)值。
圖是型一安全閥的一
、一’ 關(guān)系曲線(xiàn), 很顯然安全閥出現(xiàn)顫振, 這
是彈簧剛度過(guò)大所造成的, 而該閥在試驗(yàn)?zāi)芰?
不足的工位上測(cè)試時(shí)就沒(méi)有發(fā)現(xiàn)。
卜田只芝江︵月卜﹄
捷翅四康瓷︸︵廠三﹃
月一時(shí)間￡, , 。
圖一‘ 一的關(guān)系
, 結(jié)語(yǔ)“ 機(jī)械特性、彈簧剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的匹配。因此,
綜上所述, 當(dāng)試驗(yàn)系統(tǒng)的供氣量小于安全供錫充足、試驗(yàn)容器及設(shè)備齊全同時(shí)測(cè)試手
閥的排放量時(shí), 該系統(tǒng)只能調(diào)試安全閥的整定段先進(jìn)的試驗(yàn)系統(tǒng)才能全面提供被試安全閥的
壓力, 而不能準(zhǔn)確地檢測(cè)安全閥的全開(kāi)啟高度、準(zhǔn)確性能參數(shù), 判斷安全閥是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求
排放壓力及回座壓力等, 也無(wú)法檢查安全閥的或用戶(hù)需求, 保證設(shè)備安全正常地運(yùn)行。
止回式雨淋閥在消防工程上的應(yīng)用
公安部天津消防科研所鄭觀雄
在自動(dòng)噴水滅火消防系統(tǒng)中雨淋閥是很
重要的系統(tǒng)控制閥。雨淋閥除用于雨淋自動(dòng)噴
水滅火系統(tǒng)外還可應(yīng)用于預(yù)作用系統(tǒng), 水幕系
統(tǒng)和水噴霧系統(tǒng)。系統(tǒng)的工作原理相同區(qū)別在
于采用的噴頭不同。雨淋系統(tǒng)采用開(kāi)式噴頭預(yù)
作用系統(tǒng)采用閉式噴頭, 水幕系統(tǒng)和水噴霧系
統(tǒng)為水幕噴頭和水噴霧噴頭。雨淋系統(tǒng)主要用
于保護(hù)露天設(shè)備, 或生產(chǎn)過(guò)程中具有火災(zāi)危險(xiǎn)
的工藝環(huán)節(jié)。
工作原理
未發(fā)生火災(zāi)時(shí), 雨淋系統(tǒng)處于備用工作狀
態(tài)伺應(yīng)狀態(tài)閥進(jìn)口側(cè)與壓力水源相通, 出口
側(cè)與被保護(hù)區(qū)域管網(wǎng)連接, 閥瓣處于關(guān)閉位置。
雨淋系統(tǒng)出口側(cè)通常為空管或充以低壓氮?dú)狻?
火災(zāi)發(fā)生時(shí), 如果火災(zāi)探測(cè)器使用玻璃球?yàn)⑺?
噴頭, 閉式噴頭在火災(zāi)溫度作用下爆破, 控制管
泄壓控制管可以是水或空氣, 直接驅(qū)動(dòng)雨淋
閥開(kāi)啟。這種結(jié)構(gòu)工作可靠, 便于操作, 但管網(wǎng)

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