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不锈钢储罐各类呼吸阀应用与介绍
【摘要】：1、功能 呼吸阀在正常状态下只是保证储罐安全密闭，尽量减少储罐内介质的蒸发损耗。只有在下列非正常状态下呼吸阀才开始工作： ①当储罐进行介质收发作业时，罐内气体体积变化
1、功能
呼吸阀在正常状态下只是保证储罐安全密闭，尽量减少储罐内介质的蒸发损耗。只有在下列非正常状态下呼吸阀才开始工作：
①当储罐进行介质收发作业时，罐内气体体积变化引起气体压力发生变化，呼吸阀即开始较大流量呼吸；
②由于外界环境影响，储罐内气体温度发生变化，引起罐内介质蒸汽压增高或降低(通称热效应)，呼吸阀开始小流量的呼吸；
③天气骤变或发生火灾等情况时，罐内温度短时间内迅速变化，引起储罐内气体压力急剧升高或降低，造成呼吸阀大流量呼吸。呼吸阀在各种工况下都应满足储罐呼吸所需的通气量，以确保储罐的安全。
2、工作原理
呼吸阀 工作原理 是利用 弹簧 限位 阀板 ，由正负 压力 决定 呼或吸。
呼吸阀 应具有 泄放 正压 和负压 两方面 的功能 。
当罐内 介质 压力 在呼吸阀 的控制 操作 压力 范围 内时，呼吸阀 不工作 ，保持 罐 内的密闭性 ，当往罐内 补充 介质 ，使罐内 上部 气体 空间 的压力 升高 ，达到 呼吸阀 的操作 正压 时，正压 阀盘被顶开，气体 从呼吸阀 呼出口 逸出，使罐内 压力 不再 继续 升高 。
当往罐外抽出 介质 ，使罐内 上部 气体 空间 的压力 下降 ，达到 呼吸阀 的操作 负压 时，罐外的大气压 顶开呼吸阀 的负压 阀盘，外界 气体 进入 罐内 ，使罐内 的压力 不再 继续 下降 ，让罐内 与罐外的气压 平衡 。
呼吸阀的具体原理如下图所示。
当储罐承受正压时，呼吸阀打开呼出气体泄放正压；当储罐承受负压时，呼吸阀打开吸入气体泄放负压。由此在一定的压力范围内确保储罐安全。
3、按工作原理可将呼吸阀分为重力式、弹簧式和先导式3种。
1.重力式呼吸阀
重力式呼吸阀是靠阀盘本身的重量与罐内外压差产生的上举力相平衡而工作的，具体结构形式如下图所示。重力式呼吸阀具体工作原理如下图所示。
阀盘所受的总外力为△F，F为阀盘本身的重力G，上举力为πD2(P2-P1)／4。
1)当阀盘本身的重力与上举力相等，呼吸阀呼出阀盘与呼出口阀座严密配合，吸入阀盘与吸入口阀座严密配合，此时阀盘所受总外力△F=G-πD2(P2-P1)／4。
2)当储罐内产生大于设定压力的超压时，罐内高压直接作用于呼出口阀盘下方，并克服阀盘重力以及作用于阀盘上的大气压力，从而打开呼出口阀盘排出罐内过高气压，使罐内压力与大气压力保持平衡。此时阀盘所受的总外力△F=G-πD2(P2-P1)／4>0。
3)当储罐内产生小于设定压力的负压时，大气压力直接作用于吸入口阀盘下方，并克服阀盘重力以及作用于阀盘上方的罐内压力，从而打开吸入口阀盘向储罐内补充压力，使罐内压力与大气压力保持平衡。此时阀盘所受总外力△F=G-πD2(P2-P1)／4<0。
2.弹簧式呼吸阀
弹簧式呼吸阀是依靠弹簧的形变力与罐内外的压力差产生的推力相平衡而工作的，具体结构形式如下图所示。
弹簧式呼吸阀具体工作原理与重力式呼吸阀类似，阀盘所受的总外力和上举力仍为△F和πD2(P2-P1)／4，但此时控制力F变为弹簧的形变力，并且可以通过改变弹簧的预压长度来调节控制力F。
3.先导式呼吸阀
先导式呼吸阀是用导阀来控制主阀的，该导阀采用薄膜式结构，薄膜面积大，故在很低的工作压力下仍可达到一定的作用力来控制主阀的动作。此外在导阀开启前，主阀不受控制流的作用，关闭严密，故先导式呼吸阀可以达到气泡级密封。先导式呼吸阀具体结构如下图所示。
在正常工作情况下，作用在主阀膜片上的压力P2与作用在导阀膜片上的压力P1是相同的，主阀处于关闭状态，而导阀弹簧载荷大于导阀膜片上向上的作用力，使导阀也处于关闭状态。由于导阀的膜片面积S1大于主阀的膜片面积S2，因此阀门的关闭力F=P1S1-P2S2。而且随着阀前压力的增大，阀门关闭力增加，阀的密封性更佳。
2)当储罐内压力大于设定压力时，作用在导阀膜片上向上的作用力刚好超过导阀弹簧载荷。此时，导阀阀座稍微开启，封闭在主阀内的气体通过导阀迅速排出，使主阀气室内的压力P1降低。此时作用在主阀膜片上的压力P2>P1，使主阀打开，储罐内的超压得到泄放。
3)通过主阀的流体继续流动，直到罐内压力小于设定压力时，作用在导阀膜片上的作用力小于导阀的弹簧载荷，导阀被关闭。储罐内的气体通过导管进入主阀气室，使压力P2=P1，主阀关闭，重新回到正常状态。
4)当储罐内压力处于负压状态时，操作原理基本与正压泄压相同。在关闭情况下，P1为大气压力存在于主阀气室内，而作用在主阀膜片上的压力P2为负压，阀门的关闭力F=P1S1-P2S2，使主阀关闭。在设定点上，导阀开启，把主阀气室内的压力通过导管送到进口负压处。当部分负压在气室内形成时，外部的大气压力致使主阀开启，并在阀内形成气流，从而消除储罐的负压状态。最后大气压力通过导管进入主阀气室使主阀关闭。
呼吸阀在正常状态下只是保证储罐安全密闭，尽量减少储罐内介质的蒸发损耗。只有在下列非正常状态下呼吸阀才开始工作：
①当储罐进行介质收发作业时，罐内气体体积变化引起气体压力发生变化，呼吸阀即开始较大流量呼吸；
②由于外界环境影响，储罐内气体温度发生变化，引起罐内介质蒸汽压增高或降低(通称热效应)，呼吸阀开始小流量的呼吸；
③天气骤变或发生火灾等情况时，罐内温度短时间内迅速变化，引起储罐内气体压力急剧升高或降低，造成呼吸阀大流量呼吸。呼吸阀在各种工况下都应满足储罐呼吸所需的通气量，以确保储罐的安全。
2、工作原理
呼吸阀 工作原理 是利用 弹簧 限位 阀板 ，由正负 压力 决定 呼或吸。
呼吸阀 应具有 泄放 正压 和负压 两方面 的功能 。
当罐内 介质 压力 在呼吸阀 的控制 操作 压力 范围 内时，呼吸阀 不工作 ，保持 罐 内的密闭性 ，当往罐内 补充 介质 ，使罐内 上部 气体 空间 的压力 升高 ，达到 呼吸阀 的操作 正压 时，正压 阀盘被顶开，气体 从呼吸阀 呼出口 逸出，使罐内 压力 不再 继续 升高 。
当往罐外抽出 介质 ，使罐内 上部 气体 空间 的压力 下降 ，达到 呼吸阀 的操作 负压 时，罐外的大气压 顶开呼吸阀 的负压 阀盘，外界 气体 进入 罐内 ，使罐内 的压力 不再 继续 下降 ，让罐内 与罐外的气压 平衡 。
呼吸阀的具体原理如下图所示。
当储罐承受正压时，呼吸阀打开呼出气体泄放正压；当储罐承受负压时，呼吸阀打开吸入气体泄放负压。由此在一定的压力范围内确保储罐安全。
3、按工作原理可将呼吸阀分为重力式、弹簧式和先导式3种。
1.重力式呼吸阀
重力式呼吸阀是靠阀盘本身的重量与罐内外压差产生的上举力相平衡而工作的，具体结构形式如下图所示。重力式呼吸阀具体工作原理如下图所示。
阀盘所受的总外力为△F，F为阀盘本身的重力G，上举力为πD2(P2-P1)／4。
1)当阀盘本身的重力与上举力相等，呼吸阀呼出阀盘与呼出口阀座严密配合，吸入阀盘与吸入口阀座严密配合，此时阀盘所受总外力△F=G-πD2(P2-P1)／4。
2)当储罐内产生大于设定压力的超压时，罐内高压直接作用于呼出口阀盘下方，并克服阀盘重力以及作用于阀盘上的大气压力，从而打开呼出口阀盘排出罐内过高气压，使罐内压力与大气压力保持平衡。此时阀盘所受的总外力△F=G-πD2(P2-P1)／4>0。
3)当储罐内产生小于设定压力的负压时，大气压力直接作用于吸入口阀盘下方，并克服阀盘重力以及作用于阀盘上方的罐内压力，从而打开吸入口阀盘向储罐内补充压力，使罐内压力与大气压力保持平衡。此时阀盘所受总外力△F=G-πD2(P2-P1)／4<0。
2.弹簧式呼吸阀
弹簧式呼吸阀是依靠弹簧的形变力与罐内外的压力差产生的推力相平衡而工作的，具体结构形式如下图所示。
弹簧式呼吸阀具体工作原理与重力式呼吸阀类似，阀盘所受的总外力和上举力仍为△F和πD2(P2-P1)／4，但此时控制力F变为弹簧的形变力，并且可以通过改变弹簧的预压长度来调节控制力F。
3.先导式呼吸阀
先导式呼吸阀是用导阀来控制主阀的，该导阀采用薄膜式结构，薄膜面积大，故在很低的工作压力下仍可达到一定的作用力来控制主阀的动作。此外在导阀开启前，主阀不受控制流的作用，关闭严密，故先导式呼吸阀可以达到气泡级密封。先导式呼吸阀具体结构如下图所示。
在正常工作情况下，作用在主阀膜片上的压力P2与作用在导阀膜片上的压力P1是相同的，主阀处于关闭状态，而导阀弹簧载荷大于导阀膜片上向上的作用力，使导阀也处于关闭状态。由于导阀的膜片面积S1大于主阀的膜片面积S2，因此阀门的关闭力F=P1S1-P2S2。而且随着阀前压力的增大，阀门关闭力增加，阀的密封性更佳。
2)当储罐内压力大于设定压力时，作用在导阀膜片上向上的作用力刚好超过导阀弹簧载荷。此时，导阀阀座稍微开启，封闭在主阀内的气体通过导阀迅速排出，使主阀气室内的压力P1降低。此时作用在主阀膜片上的压力P2>P1，使主阀打开，储罐内的超压得到泄放。
3)通过主阀的流体继续流动，直到罐内压力小于设定压力时，作用在导阀膜片上的作用力小于导阀的弹簧载荷，导阀被关闭。储罐内的气体通过导管进入主阀气室，使压力P2=P1，主阀关闭，重新回到正常状态。
4)当储罐内压力处于负压状态时，操作原理基本与正压泄压相同。在关闭情况下，P1为大气压力存在于主阀气室内，而作用在主阀膜片上的压力P2为负压，阀门的关闭力F=P1S1-P2S2，使主阀关闭。在设定点上，导阀开启，把主阀气室内的压力通过导管送到进口负压处。当部分负压在气室内形成时，外部的大气压力致使主阀开启，并在阀内形成气流，从而消除储罐的负压状态。最后大气压力通过导管进入主阀气室使主阀关闭。
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