十章 常用阀门与维护文档格式.docx
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(2)楔式闸阀:
密封面与垂直中心线成某种角度,即两个密封面成楔形的闸阀。
2.按阀杆的构造可分为
(1)明杆闸阀:
阀杆螺母在阀盖或支架上,开闭闸板时,用旋转阀杆螺母来实现阀杆的升降。
这种结构对阀杆的润滑有利,开闭程度明显,因此被广泛采用。
(2)暗杆闸阀:
阀杆螺母在阀体内,与介质直接接触。
开闭闸板时,用旋转阀杆来实现。
此种结构要装有开闭指示器,以指示开闭程度。
(三)输气常用平板阀
平板阀是一种通孔闸阀,闸板的两平面平行,全通径设计可满足油气管道通球、清管的要求。
格罗夫平板闸阀如图7—3和图7—4所示,它设有压力激化式和自泄式阀座、机械停限位装置、阀位指
图7—3格罗夫平板闸阀
(一)
图7—4格罗夫平板闸阀
(二)
1一适配盘;
2一螺母;
3一螺栓;
4—销钉;
5一阀杆O形环;
6一阀杆密封垫片;
7一阀杆注脂件8一紧固螺母;
9一放空丝堵;
10一螺栓;
11一阀盖;
12一阀体O形环;
13一阀体;
14—阀杆;
15一阀杆连接头;
16一安全销钉;
17一调整螺丝;
18一阀座弹簧;
19——密封20一阀座;
21—密封;
22一阀座垫片O形环;
23一闸板
(1)压力激化式阀座:
闸阀的闸板和阀座都是浮动原件。
当闸阀处于全关状态时,上游工作压力既推动上游阀座与闸板抱紧密封,而且同时也推动闸板与下游阀座抱紧密封,使闸阀上、下游都实现气泡级密封。
当闸阀处于全开状态时,不平衡压力使上、下游阀座都同时受力与闸板包紧,使阀座与闸板之间不存在空隙,完成通球功能。
即使在最小的压差,也可以凭借预紧弹簧预阀板抱紧密封,确保无泄漏发生。
(2)自泄式阀座:
当阀腔内的压力高于上游压力达到一个额定的过压值时,过压可以克服活塞效应力,推动阀座离开阀板,将过压泄放到上游,这样可以保护阀腔免受压力破坏。
(3)双阻塞双排放功能:
闸阀的阀座均为气密设计,使闸阀;
有双阻塞双排放功能。
(4)机械停限位、阀位指示器和阀杆保护器:
闸阀设有机械停限位置,可以保护闸板孔与阀座精密吻合。
还有一个可视的阀板位置指示杆。
在手轮、齿轮箱上装有阀杆保护器。
(三)闸阀的工作原理
1.明杆闸阀
当反时针方向转动手轮(齿轮)时,用键与手轮固定在一起的阀杆螺母随之转动,从而带动阀杆和与阀杆连在一起的闸板上升,阀体通道被打开,介质由阀体的一端流向另一端。
相反,顺时针方向转动手轮时,阀杆和闸板下降,阀关闭。
通常在升降上有梯形螺纹,通过阀门顶端的螺母以及阀体上的导槽,将旋转运动变为直线运动,也就是将操作转矩转变为操作推力。
2.暗杆闸阀
阀杆螺母设在闸板上,手轮(齿轮)转动带动阀杆作圆旋转转动,闸板沿阀杆上螺纹作上下运动,从而启闭阀门。
(四)闸阀的通径收缩
如果一个阀体内的通道直径不一样(往往都是阀座处的通径小于法兰连接处的通径),输油、输气管线,不允许采用通径收缩的阀门。
这一方面是为了减小管线的阻力损失,另一方面是为了避免通径收缩后给清管通球扫线造成障碍。
(五)闸阀的应用
闸阀通常采用法兰连接。
其驱动方式有手动、气动、液动和电动等。
目前国内生产的闸阀性能参数范围如下:
公称通径Dg为15~1800mm,公称压力为l~32MPa,工作温度t≤550℃。
(六)闸阀操作注意事项
(1)带有旁通阀的闸阀在开启前应先打开旁通阀(以平衡进出口的差压及减小开启力);
(2)操作时,人体不能正对阀杆顶部,以防阀杆打出伤人;
(3)开关操作要平稳、用力要均匀,不能使用冲击力,一般情况用手操作即可,不要使用加力杠操作;
(4)手轮(手柄)强度的设计是以操作所需的扭力值为参考依据的,因此不可将手轮(手柄)当作操作踏板及任意增长或套接管子,或以扳手来过度增加扭力,或使用绳子作用在手轮(手柄)上,再以起重机或滑轮来移动阀门;
(5)带手轮或手柄的闸阀.手轮顺时针转动是关、逆时针转动是开,其他执行机构类型的闸阀开关操作按其产品说明书进行。
同时,阀门开完后,都应将手轮反方向回转l~2圈;
(6)高压下,闸门半开半关易刺坏闸板,因此不能用作节流或调节,必须全开或全关。
(七)日常维护及保养
阀门维护的目的,是要阀门处于常年清洁、润滑良好、保证启闭可靠正常运转的状态,最大程度延长阀门寿命。
1.维护内容
(1)检查阀杆传动机构是否灵活,为传动机构的转动部位、轴承、阀杆等清洁并加注润滑油脂。
(2)检查阀门的关闭严密性。
对关闭不严的阀门应对其阀板、阀芯、阀座等处密封面进行清洗除垢。
对磨损严重的阀板或阀芯应进行修理或更换,必要时应进行研磨,以恢复阀门的严密性。
(3)检查阀门与管道连接法兰及阀门盘根处是否渗漏,对失效渗漏的阀门盘根、密封垫片进行调整或更换。
(4)检查各部件连接螺栓的紧固程度,紧固松动的螺栓。
(5)对常开、常关阀门应定期活动,确保在紧急情况下开关灵活。
(6)动力机构(如手压泵、马达等)的检查、保养、调校等。
2.日常保养及其注意事项
(1)阀杆,特别是螺纹部分,要涂一点黄干油、二硫化钼或石墨粉并经常擦拭,对已经被尘土弄脏的润滑剂要换成新的,因为尘土中含有硬杂物,容易磨损螺纹和阀杆表面,影响使用寿命。
(2)阀门使用过程中,由于闸板的启闭,密封脂有少量的消耗,故应定期向阀内加注密封脂,以确保良好的密封性及密封脂路畅通(每隔半年或启闭五十次左右加注一次)。
(3)一般闸阀的保养周期为一个季度,如果阀门经常开关使用,则每月至少润滑一次,不经常启闭的阀门,也要定期转动手轮,对阀杆螺纹添加润滑剂,以免在紧急情况下不能启闭。
(4)室外阀门,要对阀杆加保护套,以防雨、雪、尘土锈污。
(5)不要依靠阀门支持其它重物,不要在阀门上站立,要经常保持阀门的清洁。
(6)如阀门系机械传动,要按时对变速箱添加润滑油。
(7)要经常检查并保持阀门零部件完整性。
如手轮的固定螺母脱落,要配齐,不能凑合使用,否则会磨圆阀杆上部的四方,逐渐失去配合可靠性,乃至不能开动。
(8)阀门在使用过程中,尤其是在启闭操作过程中(阀门处于半开、关状态)介质中的污物、杂质易进入阀门底部,因此应通过置于阀门底部的排污阀进行定期的排污处理(视其介质的清洁程度而定,一般情况下,一至三个月进行一次排污处理)以保证阀门能正常的关闭到位。
(9)维护保养工作中,使用的工具选择要恰当,活动扳手当头使用。
(10)做好维护保养记录。
二、球阀
(一)球阀的结构原理
球阀的启闭件是一个球体,球体围绕着阀体的垂直中心线作回转运动来达到开启、关闭,故取名为球阀。
球阀在管路中主要用来做切断、分配和改变介质的流动方向。
1.球阀的结构
球阀主要由阀体、球体、密封结构、阀杆、及驱动装置等几部分组成。
(1)阀体。
阀体包括球体和密封圈,并有介质进出口通道。
根据阀体通道形式,球阀可分成直通球阀、三通球阀及四通、五通球阀。
球阀阀体主要有整体式和对开式两种。
整体式阀体,球体、阀座、密封圈等零件从上方放入,然后安装阀盖;
对开式阀体,它由大小不同的左右两部分组成,球体、密封圈等零件从一侧放入较大的一半阀体内,再用螺栓把另一半阀体和它连接起来,适用于中大口径球阀。
(2)球体。
球体是球阀的启闭件。
它的表面是密封面,因此要求较高的精度和光洁度,球体内有圆形截面的介质通道,通道的直径等于阀的公称直径。
对于直通球阀,球体上的通道是直通的,三通球阀的球体通道有L形和T形两种。
按照球体的不同,球阀可分为浮动球式、固定球式和弹性球式三种。
①浮动球式。
球阀球体是可以浮动的,在介质压力作用下球体能产生一定的位移并被压紧到出口端的密封圈上,从而保证出口端密封。
它的特点是结构简单,单侧密封,密封性能较好,但球体承受工作介质的载荷全部传给了出口密封圈,因此要考虑密封圈材料能否经受得住球体介质的工作载荷,且由于球面与出口侧密封圈之间压紧力较大,所以启闭力矩也大。
一般适用于较小口径和较低压力的场合。
②固定球式。
球阀球体被上下两端的轴承固定,只能转动,不能产生水平位移。
如图10-2所示为了保证密封性,它必须有能够产生推力的浮动阀座,使密封圈压紧在球体上。
因此的它的结构复杂,外形尺寸较大。
由于球体被轴承固定,介质对球体的压力是由轴承来承受的,因而密封圈不易磨损,使用寿命长。
密封圈与球体间的摩擦力较小,因而启闭也较省力。
一般适用于较大口径、较高压力的场合。
⑧弹性球式。
球阀的球体是弹性的,球体和阀座密封圈都采用金属材料制造,密封压力很大,依靠介质本身的压力已达不到密封的要求,必须施加外力。
这种阀门适用于高温高压介质。
(3)阀杆。
球阀的阀杆很短,下端与球体活动连接,可带动球体转动。
阀杆上端伸出阀外,在端面上加工出一条与球体通道平行的沟槽,用来指示球阀的开启程度。
为防止介质外漏,在阀杆穿过阀体的部位采用填料函密封结构。
球阀的启闭动作和开度指示与旋塞阀相同,对于较小口径球阀,可采用扳手驱动,而对于较大口径、较高压力的球阀可采用气动、液动、电动或各种联动驱动。
2.球阀的密封结构
阀体的两端用法兰与管线连接,内装球体,球体可在其中作90旋转。
球体外形为球形中间有一直孔,直孔直径等于安装管道内径,球体在阀体中旋转,打开和关闭球阀,从而接通或截断两端通道。
密封结构是用以球阀关闭时,密封球体与阀体间隙,避免气体由高压一端漏失到低压一端。
阀座密封圈采用高分子材料(尼龙、聚四氟乙烯等)球阀的密封结构的型式很多,主要有以下4种结构
(1)一侧密封;
(2)两侧密封;
(3)外加压力的密封结构;
(4)可以注入密封脂的阀座。
3.球阀的应用范围
球阀的介质流动方向不受限制。
直通球阀用于截断介质,多通球阀可以改变介质流动方向或进行分配,球阀通路最多可做到五通,国外已有生产。
由于球阀的通道截面为圆形,且于连接管路的通径相等,这可使清除管壁垢的扫线器,以及当管路中同时输送几种不同油品时用来分开油品防止掺混的隔离球,都可以从中顺利通过,并且球阀启闭迅速,便于实现事故紧急切断,因而广泛用于长输管线。
4.球阀的执行机构
球阀执行机构的作用与其它类型阀的传动机构一样,是用来带动球体转动的,对于尺寸比较大的球阀,由于球体重量大,故执行机构是借助液压、电力来实现的,一般分为蜗轮、手压泵液压、气液联动、电动及气动传动几种类型。
(二)球阀的特点
(1)现场小口径球阀结构简单,体积小,重量轻,阀门的高度比闸阀、截止阀小,便于维修。
(2)流体阻力小,全开时球体管道、阀体通道和连接管道的截面积相等,并且成直线相通,介质流过球阀,相当于流过一段直通的管阀或流过一段直通的管子,所以在各类阀门中球阀的流体阻力最小。
(3)启闭灵活,开关迅速,从全开到全关只要旋转90o,便于远距离的控制。
(4)启闭力矩小、噪音小、无振动,操作省力。
(5)密封性能好,且介质流动方向不受限制。
(6)阀内径与管内径相同,污物不易积存在阀内,便于清管器通过。
(7)在全开或全闭时,球体和阀座的密封面与介质隔离,介质通过时,不会引起阀门密封面的侵蚀。
(8)维修方便,球阀结构简单,密封圈一般都是活动的,拆卸更换都比较方便。
(三)全焊接球阀
广泛应用于输气管道上的全焊接球阀(图7—12),它从阀体、阀座、密封等方面具有以下特点。
1、阀体结构
全焊接球阀为三段式的阀体结构,整个球阀只有两道焊缝。
从球阀的结构图中可以看出,球阀的两道焊缝与四道焊缝的球阀相比,不但焊缝减少了两道,而且焊缝远离球体表面和阀座密封,焊接时不确定的收缩得以最大限度地规避开,避免了球阀焊接过程对于球阀球体和阀门密封的影响和破坏。
同时全焊接球阀这种独到的结构,避免了四道焊缝结构球阀焊缝之间的交叉点,提高了阀体的强度和刚度,保证了阀门在操作条件下有效长期稳定的运行,有效提高了球阀的使用寿命。
图7—12全焊接球阀
1一压盖轴套;
2一阀杆背座环;
3一阀杆O形环;
4一放空丝堵;
5一上止推垫圈;
6一阀杆键;
7一阀杆键螺钉;
8一阀杆;
9一驱动销;
10一轴承;
11一适配盘螺栓;
12一适配盘;
13一限位弹簧销;
14一阀盖螺栓;
15一压盖盘¨
6一压盖O形环;
17一阀杆注脂嘴;
18一注脂嘴19一止回阀;
20一阀端;
21一阀端背环;
22一阀体O形环;
23一U型环填料;
24一阀座背环;
25一阀座O形环;
26一阀座锁环;
27一内阀座环;
28一密封O形环;
29一阀座弹簧销;
30一外阀座环;
31一牵引套筒;
32一牵引套筒螺栓;
33一安全阀;
34一阀体;
35一排污阀;
36一阀球;
37一下止推垫圈;
38一衬垫片;
39一轴承;
40一枢轴支承;
41一轴承固定销;
42一弹簧;
43一阀体螺栓;
44一阀体螺帽
(四)球阀常见故障原因及处理方法
1、.阀门关闭不严
(1)加注密封脂。
(2)拆开清洗阀座杂质或用气流冲净杂质,如果球面损坏必须更换球体。
(3)查看阀门开关位置是否合适,如不合适,重新调整行程控制器。
2.阀门不动作
(1)电机功率过小或电机过载,更换电机。
(2)阀门两侧压差过大,应尽量使阀门两侧压差减小。
(3)扭矩过大,应将阀门电动执行器的扭矩调为最大值,
(4)阀门生锈或阀杆有杂质,需要对阀门除锈清洗。
3、电机不转
(1)供电系统有故障,查找线路问题。
(2)开关失灵或超扭矩开关误动作,应对开关进行维修。
(3)关阀过紧,应手动先打开一点。
4.阀门行程发生变化
(1)行程螺母紧定销松动,应将它在合适的位置紧固。
(2)传动轴等转动件松旷,应将其紧固。
(3)行程控制器弹簧过松,更换弹簧。
(4)电动执行机构不能确认开关位置,重新设定位置。
5.电动机停不下来
开关失灵,应维修或更换开关。
注意首先应切断电源。
6.DNl00mm以下的阀门轴封渗漏
(1)有条件将阀门前后的气体都放空的先将前后气体放空,然后松开压盖,更新或添加软填料,然后将压盖重新紧固上。
(2)否则首先将压盖四周进行清洁,然后再将压盖进行紧固。
三、输气常用调压装置
调压装置由调压器和安全截断阀两部分组成,下面介绍一下常用的调压装置
一、RMG720型安全截断阀和BMG320型压力调节阀的结构与原理
RMG720是直接作用自力式安全截断阀,RMG320为直接作用自力式调压阀。
分输站的生活用气低压段常安装该型调压装置。
RMG720型安全
截断阀结构如图9—11所示。
图9—11RMG720安全截断阀结构图
(一)安全截断阀
RMG720安全截断阀结构图
(1)主要组成部分:
主阀体、阀杆总成、膜片总成、滚珠机构、高压设定装置、低压设定装置、引压管线。
(2)最大入口压力:
20bar。
(1bar=0.1MPa)。
(3)设计温度:
-15~60℃。
(4)功能:
调压阀下游压力高于规定值时,切断供气;
调压阀下游压力低于规定值时,切断供气。
(5)动作原理:
在下游气体压力高于高压关阀设定值时,阀门的膜片总成在气体压力和设定弹簧弹力的共同作用下,向上移动,触发滚珠机构放开阀杆,使阀杆处于自由状态,从而在关阀弹簧的作用下,产生关阀动作。
在下游气体压力高于高压关阀设定值时,阀门的膜片总成在气体压力和设定弹簧弹力的共同作下,向下移动,触发滚珠机构放开阀杆,使阀杆处于自由状态,从而在关阀弹簧的作用下,产生关阀动作。
阀门的打开完全靠手动完成,沿阀杆方向的拉动阀杆,使平衡阀打开,平衡阀板前后的压力,继续拉动阀杆到一定位置后,滚珠机构锁紧阀杆,阀门开启操作完成。
平衡阀的阀板位于主阀板上,通径较小,受气体压力较小,容易开启。
在安全阀动作时,受关闭弹簧的作用与主阀同时关闭。
阀门动作值的设定是通过改变设定弹簧的弹力来完成的,设定时要调整外圈弹簧,顺时针调整为减小设定值,反时针旋转为增大设定值。
(6)滚珠机构的功能原理:
在正常状态下,滚珠卡在阀杆的凸台上,安全截断阀处于稳定的打开状态。
当调压阀下游压力超高时,下膜腔的压力高于设定弹簧的弹力,膜片总成向上移动,滚珠机构的定位套也向上移动,使滚珠离位,阀杆总成处于自由状态,在关闭弹簧的作用下,完成阀门关闭动作。
当调压阀下游压力超低时,下膜腔的压力低于设定弹簧的弹力,膜片总成向下移动,滚珠机构的定位套也向下移动,使滚珠离位,阀杆总成处于自由状态,在关闭弹簧的作用下,完成阀门关
(二)压力调节阀
压力调节阀的结构简图如图9—12所示.
图9—12压力调节阀结构图
(1)主要组成部分:
主阀体、阀杆总成、膜片总成、压力设定装置、泄放设定装置、引压管线、呼吸装置。
(2)最大人口压力:
16bar。
(3)出口压力范围:
0.02~1bar。
(4)安全泄放阀压力设定范围:
高于安全截断阀高压动作值0.01~0.3bar。
(5)功能:
控制下游压力在规定范围内;
在下游压力超高时及时泄放下膜腔内气体压力,以保护膜片不受损坏。
(7)操作原理:
膜片总成在设定弹簧力和下游气体压力的共同作用下,带动阀杆上下移动,从而完成阀门的开启与关闭动作,达到控制气体流量和下游压力的作用。
下游压力高于设定值时,阀门下膜腔压力升高,膜片总成受到向上的合力作用,膜片总成带动阀杆向上运动,阀门关小,流量降低,下游气体压力降低;
下游压力低于设定值时,阀门下膜腔压力降低,膜片总成带动阀杆向下运动,阀门打开,流量增加,下游气体压力升高。
如此反复调整直至下游压力值在规定范围内,作用在膜片上的弹簧力和气体压力一致,阀门处于稳定工作状态。
调整设定弹簧的压缩量可以调整下游压力的设定值,顺时针旋转调整螺母为增大设定值,反时针旋转调整螺母为减小设定值。
压力泄放装置动作值的设定是通过调整泄放弹簧的压缩量来实现的,顺时针旋转调整螺母为增大设定值,反时针旋转调整螺母为减小设定值。
泄放装置是靠弹簧的弹力和下膜腔的气体压力的共同作用来完成泄放动作
的。
在正常情况下,泄放弹簧的弹力大于下膜腔气体压力,泄放装置处于关
闭状态。
当下游压力超过泄放设定值时,下膜腔压力也高于设定值时,触发
泄放装置打开,通过上膜腔呼吸装置排放气体,减小了直接作用在膜片上的
压力,使膜片免于变形过大而损坏。
。
RMC720型安全截断阀牙口RMC320型压力调节阀的操作方法
(一)阀门在首次启动或检修后投运时操作步骤
(1)干线流程操作:
①确认调压阀下游干线阀门关闭。
②缓慢打开上游干线阀门,将气体引至安全截断阀前。
(2)调压阀打开操作:
①检查安全截断阀是否处于关闭状态,若阀门处于关闭状态应按下列
顺序打开。
②打开安全截断阀平衡阀,使阀前后压力一致。
方法是将阀体顶部端
盖拆下,翻转过来将端盖中心孔拧到阀腔内螺栓上,直到听到有气流声说明
平衡阀已打开。
③打开安全截断阀并观察阀门状态是否稳定。
方法是将拧紧的端盖
用力向下拉,听到咔嗒声说明阀门已打开。
(3)检查安全截断阀设定值是否准确,步骤如下:
调整调压阀后压力,逐步升高,观察安全截断阀动作值,并和设定
值进行比较,若一致要反复实验2—3次,每次都要放空调节阀至下游
干线截断阀内气体。
若一致可进行下一步操作,否则按下列步骤调整
设定值:
①将安全截断阀设定值调整装置按顺时针方向拧下,使设定值
偏大。
②将调压阀后压力调整至安全截断阀动作规定值。
③将安全截断阀的设定值调整装置按顺时针方向旋转直至安全截断
阀动作。
④打开安全截断阀,做2—3次实验,确认设定值准确。
(4)打开调压阀下游干线截断阀。
(5)调整压力至规定值,边调整边观察阀后压力表,方法是顺时针旋转
调整装置压力值升高,逆时针旋转调整装置压力值降低。
(二)阀门日常投运操作方法
(1)确认系统状态正常,无任何渗漏现象。
(2)缓慢打开下游干线截断阀。
(3)调整压力至规定值,边调整边观察阀后压力表,方法是顺时针旋转
(三)阀门在正常运行时操作方法
在接到用户或上级部门的调压通知后,应按下列步骤调节:
(1)确认系统工作状态正常,无任何渗漏现象。
(2)确认所调压力值在系统控制允许范围内。
(3)缓慢调整压力调整装置,边调整边观察阀后压力表,顺时针旋转为
压力升高,逆时针旋转为压力降低。
·
(4)做好调压记录。
(四)系统关闭的操作方法
(1)缓慢关闭下游截断阀。
(2)观察系统状态是否正常,尤其要注意观察调压阀是否已正常关闭。
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五)阀门系统故障原因与处理
(1)安全截断阀故障原因及处理方法见表9—1。
表9—1安全截断阀故障原因及处理方法
228业
2)直接作用自力式调压阀故障原因及处理方法见表9—2。
轰9—2直接作用自力式调压阀故障原因及处理方法
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四、安全阀
安全阀是防止介质压力超过规定数值起安全作用的阀门,它的启闭件在外力作用下处于常闭状态,当设备或管道内的介质压力升高,超过规定值时阀门便自动开启,通过向系统外排放介质来防止管道或设备内介质压力超过规定数值,而当工作压力恢复到规定数值时,又自动关闭。
安全阀属于自动阀类,主要用于锅炉、压力容器和管道上,控制压力不超过规定值,对人身安全和设备运行起重要保护作用。
安全阀按结构形式分,可分为重垂(杠杆)式、弹簧式和先导式(脉冲式)。
下面重点对输气站场主要使用的弹簧式安全阀和先导式安全阀进行详细介绍。
(一)重锤(杠杆)式安全阀
用杠杆和重锤来平衡阀瓣的压力。
重锤式安全阀靠移动重锤的位置或改变重锤的重量来调整压力。
它的优点在于结构简单;
缺点是比较笨重回座力低。
这种结构的安全阀只能用于固定的设备上。
(二)弹簧式安全阀
1.弹簧式安全阀的结构及原理
弹簧式安全阀:
利用压缩弹簧的力来平衡阀瓣的压力并使之密封。
内部结构如图10-1-6所示。
这类安全阀由于具有体积小、泄压灵敏和调节保养方便等优点,故在集配气站场被广泛采用。
它利用弹簧的预紧力平衡管内流体对阀瓣的上顶力。
当管内压力升高到对阀瓣上顶力超过调定的弹簧压力值时,顶开阀瓣泄压。
管内压力下降到给定压力以后停止泄压,调节弹簧的松紧程度可以获得