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安全閥按作用原理分類，可以分為直接作用式安全閥和非直接作用式安全閥。直接作用式安全閥是在工作介質的直接作用下開啟的，即依靠工作介質壓力的作用克服加載機構加于閥瓣的機械載荷，使閥門開啟。
這種安全閥具有結構簡單，動作迅速，可靠性好等優點。但因為依靠結構加載，其載荷大小受到限制，不能用于高壓、大口徑的場合。
非直接作用式安全閥可以分為先導式安全閥、帶動力輔助裝置安全閥。
先導式安全閥是依靠從導閥排出的介質來驅動或控制安全閥的。而導閥本身是一個直接作用式安全閥，有時也采用其他形式的閥門。先導式安全閥適用于高壓、大口徑的場合。
先導式安全閥的主閥還可以設計成依靠工作介質來密封的形式，或者可以對閥瓣施加比直接作用式安全閥大得多的機械載荷，因而具有良好的密封性能。同時，它的動作很少受背壓的影響。
這種安全閥的缺點在于它的可靠性同主閥和導閥有關，動作不如直接作用式安全閥那樣迅速、可靠，而且結構較復雜。
帶動力輔助裝置的安全閥是借助于一個動力輔助裝置，在低于正常開啟壓力的情況下強制安全閥開啟。
這種安全閥適用于開啟壓力很接近于工作壓力的場合，或需定期開啟安全閥以進行檢查或吹除粘著、凍結的介質的場合。同時，也提供了一種在緊急情況下強制開啟安全閥的手段。
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