先導(dǎo)式安全閥通常由一個活動的不平衡閥瓣(活塞)的主閥和一個外部的導(dǎo)閥組成。閥瓣的設(shè)計是頂部面積比底部面積大，在達到整定壓力前，頂部和底部表面均承受相同的進口操作壓力。如圖1與圖2所示。

圖1 先導(dǎo)式安全閥(突開型)

圖2 先導(dǎo)式安全閥(調(diào)制型)

　　由于閥瓣頂部面積大于底部面積，凈作用力保持閥瓣緊壓在主閥閥座上。隨著操作壓力的增加，閥座的凈作用力增加，以使閥門關(guān)閉得更緊密。這個特點允許大多數(shù)先導(dǎo)式閥門被用在最大期望的操作壓力較高的場合中。

　　在整定壓力下，導(dǎo)閥將閥瓣頂部的壓力泄出，此時凈作用力向上，致使閥瓣開啟，流體通過主閥。經(jīng)過超壓階段后，導(dǎo)閥關(guān)閉閥瓣頂部氣室的泄出口，因此重新建立壓力，凈作用力導(dǎo)致閥瓣回座。

　　根據(jù)導(dǎo)閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計情況及用戶的要求，導(dǎo)閥泄出口可以是直接排放至大氣或是排放到主閥出口。只有整定壓力不受背壓影響的平衡式導(dǎo)閥，將它的排放管安裝到壓力變化的地方(如主閥出口處)。

　　控制主閥的導(dǎo)閥既可以是突開作用的閥，也可以是調(diào)制作用的閥。突開作用的導(dǎo)閥可使主閥在無超壓的整定壓力情況下，達到全開啟，如圖3所示。而調(diào)制作用的導(dǎo)閥是通過控制主閥氣室的壓力來控制主閥的開度來滿足所需的泄放量，如圖4所示。

圖3 突開型先導(dǎo)式安全閥特性

圖4 調(diào)制型先導(dǎo)式安全閥特性

　　調(diào)制型先導(dǎo)式安全閥既可應(yīng)用于氣體也可應(yīng)用于液體或兩相流。對比突開動作的先導(dǎo)閥，調(diào)制型先導(dǎo)安全閥泄放流體的量僅僅是引起系統(tǒng)超壓的流量。由于調(diào)制型先導(dǎo)式安全閥僅僅泄放所需的泄放量，排放背壓力的計算可以基于所需的泄放量來替代安全閥的額定泄放量。調(diào)制型先導(dǎo)式安全閥也能夠減少系統(tǒng)中相配的其他的壓力控制設(shè)備，減少有害的大氣泄放物以及減少伴隨泄放到大氣的噪聲量。

　　導(dǎo)閥既可以是流動型，也可以是非流動型。當(dāng)主閥開啟時，流動型允許介質(zhì)流體連續(xù)流過導(dǎo)閥；而非流動型的則不允許。為了減少流體損失和污染環(huán)境，通常建議大多數(shù)場合使用非流動型導(dǎo)閥。

　　類似于軟座彈簧載荷式閥門，大多數(shù)主閥及其導(dǎo)閥中用到了非金屬元件，因此操作溫度和流體相容性會限制它們的使用。此外，同所有泄壓裝置一樣，流體特性如聚合或結(jié)垢的敏感程度、黏度、同體的存在以及腐蝕等問題都要考慮。向制造商咨詢以保證所擬定的用途與選用的閥相適應(yīng)。

　　為先導(dǎo)式安全閥選擇各種附件以提供附加功能，常用的附件如下。

一、現(xiàn)場試驗接頭

　　先導(dǎo)式安全閥用現(xiàn)場試驗接頭容易在正常的系統(tǒng)下作期間校驗整定壓力。現(xiàn)場試驗通常其壓力來自一個單獨的能源，例如一個氮氣瓶，氣體通過一個儀表閥緩慢地供應(yīng)。導(dǎo)閥和主閥氣室被增壓，以模擬增加的系統(tǒng)壓力，現(xiàn)場試驗壓力驅(qū)動導(dǎo)閥并驅(qū)動主閥。

二、回流保護器

　　回流保護器防止了介質(zhì)的倒流，如圖5所示。當(dāng)附加背壓力大于系統(tǒng)壓力時，主閥閥瓣就有打開的趨勢，從而造成出口管道的介質(zhì)經(jīng)過主閥閥瓣進入系統(tǒng)的可能。加裝了回流保護器，主閥閥瓣上方氣室始終作用著附加背壓力和系統(tǒng)壓力的較大者，使主閥閥瓣在導(dǎo)閥動作之前始終作用著一個向下的凈作用力，防止主閥閥瓣開啟造成倒流。

圖5 帶有回流保護器的先導(dǎo)式安全閥

三、過濾器

　　安裝在導(dǎo)閥進口的過濾器能夠過濾系統(tǒng)中的固體顆粒等，消除固體顆粒對導(dǎo)閥動作的影響。

四、遠程壓力感受連接

　　遠程壓力感受連接使得導(dǎo)閥能夠準確地感受被保護系統(tǒng)的實際壓力，防止安全閥由于進口管道阻力降太大而造成的顫振或頻跳，如圖6所示。

圖6 典型先導(dǎo)式安全閥的安裝

五、提升扳手

　　導(dǎo)閥提升扳手能夠強制導(dǎo)閥在低于整定壓力下排放，從而控制主閥的排放。

　　突開型先導(dǎo)式安全閥的特點：

　　1、允許工作壓力接近安全閥的整定壓力；

　　2、閥座軟密封保證安全閥起跳前后的良好密封性；

　　3、安全閥動作性能和開啟高度不受背壓的影響；

　　4、較小超壓就能使主閥迅速達到全啟狀態(tài)；

　　5、導(dǎo)閥非流動型結(jié)構(gòu)設(shè)計減少了有害介質(zhì)的排放，避免環(huán)境污染；

　　6、啟閉壓差可調(diào)；

　　7、可在線檢測安全閥的整定壓力。

　　調(diào)制型先導(dǎo)式安全閥的特點：

　　1、隨系統(tǒng)超壓值的增加(減少)而開啟(關(guān)閉)，從而減少產(chǎn)品的損失和噪聲；

　　2、減少了安全閥動作時對被保護裝置的沖擊載荷；

　　3、允許工作壓力接近安全閥的整定壓力；

　　4、閥座軟密封保證安全閥起跳前后的良好密封性；

　　5、安全閥動作性能和開啟高度不受背壓的影響；

　　6、導(dǎo)閥非流動型結(jié)構(gòu)設(shè)計減少了有害介質(zhì)的排放，避免環(huán)境污染；

　　7、導(dǎo)閥出口可直接與排放管路相連而不受背壓影響；

　　8、可在線檢測安全閥的整定壓力。