[发明专利]一种双阀瓣排量可调节消音安全阀及设计方法

权利要求书

1.一种双阀瓣排量可调节消音安全阀的设计方法，包括阀体(1)、阀盖(2)、导向套(3)、弹簧(4)、第一阀瓣(5)、阀杆(6)、第二阀瓣(7)和消音机构(9)，阀体(1)与消音机构(9)连接，阀体(1)上安装有阀盖(2)，阀体(1)内设置有导向套(3)，导向套(3)内依次设置有弹簧(4)、第一阀瓣(5)、阀杆(6)和第二阀瓣(7)，弹簧(4)的两端分别与阀盖(2)和第一阀瓣(5)固定连接，阀杆(6)的两端分别与第一阀瓣(5)和第二阀瓣(7)固定连接；

所述阀体(1)上具有上流道(1-1)、入口(1-2)、下流道(1-3)、出口(1-4)、中腔流道(1-5)和侧流道(1-6)，阀体(1)的两侧对称分布有侧流道(1-6)，入口(1-2)与中腔流道(1-5)连通，上流道(1-1)和下流道(1-3)分别通过出口(1-4)与消音机构(9)连通；

所述导向套(3)上具有第一密封面(3-4)和第二密封面(3-5)，第一阀瓣(5)底部与第一密封面(3-4)为硬密封副结构，所述第一阀瓣(5)密封面硬度小于导向套(3)密封副硬度，第一阀瓣(5)密封面硬度与导向套(3)密封副硬度的硬度差HRC在3～5范围内，第二阀瓣(7)的凹槽内设置有软密封圈(8)，第二阀瓣(7)通过软密封圈(8)与导向套(3)的第二密封面(3-5)形成密封，导向套(3)的圆周方向上依次均匀设置有第一气流出口(3-1)、气流入口(3-2)和第二气流入口(3-3)，气流入口(3-2)、第一气流出口(3-1)和第二气流入口(3-3)是沿导向套(3)圆周面均匀布置的方形孔；

所述消音机构(9)内设置有消音瓦(9-1)和消音棉(9-2)，消音棉(9-2)附着在消音机构(9)的内壁上，消音瓦(9-1)沿消音机构(9)的水平轴线阵列分布在消音机构(9)内壁上；

其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，确定出口流速，具体的：所述出口(1-4)的截面为圆形，出口(1-4)的流速由下式确定：

式中：Vc为出口流速，K为断热系数，R为气体常数，T₂为出口侧气体饱和温度，g为重力加速度；

步骤二，确定阀杆(6)的直径，具体由下式确定：

式中：d1为中间阀杆的直径，P_set为安全阀的整定压力，D为第二阀瓣密封副内径，d为第一阀瓣密封副内径；

步骤三，确定消音瓦(9-1)的数量，具体由下式确定：

式中：N为消音瓦数量，L为阀体中心线到出口端面的距离，θ为消音瓦和出口中心线的角度，S为消音瓦的最大允许安装距离；

步骤四，确定阀体(1)的排放量Q，具体由下式确定：

式中：C为气体特性系数，Kd为有效排放系数，m为允许超压的百分比，P_set为安全阀的整定压力，n为气流入口的数量，A为单个方形孔的面积，M为气体的分子量，T为阀门排放时的温度，Z为气体压缩系数。

2.根据权利要求1所述的一种双阀瓣排量可调节消音安全阀的设计方法，其特征在于：所述步骤一中，断热系数K在过热蒸汽的工况下为1.3，断热系数K在空气的工况下为1.4。

3.根据权利要求1或2所述的一种双阀瓣排量可调节消音安全阀的设计方法，其特征在于：所述步骤一中，气体常数R在过热蒸汽的工况下为47.06，气体常数R在空气的工况下为29.287。

4.根据权利要求1所述的一种双阀瓣排量可调节消音安全阀的设计方法，其特征在于，确定消音瓦的数量的同时对消音瓦的内径和外径进行设计：所述消音瓦(9-1)外径为D2，消音瓦(9-1)内径为D1，出口(1-4)的直径为D3，消音瓦(9-1)的外径D2与出口(1-4)的直径D3关系为：D2＝(2～3)*D3，消音瓦(9-1)的内径D1与出口(1-4)的直径D3关系为：D1＝(1.2～1.4)*D3。