安全阀荷载弹簧安全阀的基本功能

阀门关闭

在荷载弹簧安全阀中，阀门关闭压力或弹簧弹力由螺旋弹簧在调整螺钉的压力下施加。弹簧弹力通过阀杆转移到阀瓣上。只要弹簧弹力大于安全阀入口处产生的力，阀瓣就会将喷嘴密封。下图显示在作用于阀瓣的压力下，安全阀的扩大的喷嘴和阀瓣面积。

阀门关闭

阀门关闭 (压力P<设定压力p_set)

F_p < F_s
F_s = 弹簧弹力
F_p = p*A_s = 压力产生的力
A_s =压力影响的阀座面积

阀门开启

按照预先设定的情况，安全阀会以预先设定的压力开启。弹簧弹力F_s在关闭的方向上施力，安全阀入口处压力产生的力F_p在开启的方向上施力。当压力F_s和介质作用力F_p达到平衡时，这时就没有合力可使阀瓣置于阀座上；这时安全阀就会开始泄漏，可以看到介质排放或听到介质排放的声音（介质刚刚排放的声音）。

设定压力下的阀门

设定压力下的阀门 (p ≈ p_set)

F_p = F_s 
F_s = 弹簧弹力 
F_p = p*A_s = 压力产生的力
A_s = 压力影响的阀座面积

安全阀明显开启前，阀门入口处的压力必须升高设定压力以上。由于阀瓣和调整环之间的流量限制，压力在这个所谓的混合室中逐渐增加。该压力现在作用于扩大的阀瓣面积，进一步增加了压力F_p, 这就使得克服了进一压缩弹簧需要的额外的力。阀门会“砰“的一声迅速开启，大多数情况下会实现全开。过压是指超过安全阀必要的设定压力的压力增加，以达到阀门全开及全排量。该过压通常以设定压力的百分数表示。该值通常为10%，依照相关规范和应用介于3%和21%之间。

混合室

安全阀流量 (p > p_set)

由于扩大的阀瓣面积，F_p > F_s

阀门重新关闭

大多数应用中，选用适当大小的安全阀会降低容器排放时的压力。容器的压力会在后续的任何时间点下降，但不应晚于预先设定情况结束。容器中压力的下降会降低压力 F_p。然而，在设定压力下，流量仍作用于扩大的阀瓣面积，这会使阀门开启。在弹簧弹力 F_s再次超过F_p且安全阀开始重新关闭之前，需要进一步降低压力。而且，在所谓的回座压力下，阀瓣会再次接触喷嘴，安全阀会重新关闭。回座压差是指安全阀的设定压力和回座压力的差值，以设定压力的百分数计。根据相关规范和标准的定义，回座压差一般为-7%到-10%，依照相关规范和服务（蒸汽、气体或液体）介于-4%到-20%。
 

功能图

下图显示荷载弹簧安全阀的典型功能曲线。
 

API 526安全阀系列具有下调整环，其设定压力的定义是压力 达到初始排放声音的压力为阀门的设定压力。

很重要的是要了解到，被保护设备的操作压力应小于安全阀的回座压力。大多数制造商及相关规范和标准均建议回座压力和操作压力3%-5%的差值可实现阀座的合理调整，并可再次取得良好的阀座气密性。