功能
呼吸閥在正常狀態(tài)下只是保證儲(chǔ)罐安全密閉,盡量減少儲(chǔ)罐內(nèi)介質(zhì)的蒸發(fā)損耗。只有在下列非正常狀態(tài)下呼吸閥才開(kāi)始工作:
①當(dāng)儲(chǔ)罐進(jìn)行介質(zhì)收發(fā)作業(yè)時(shí),罐內(nèi)氣體體積變化引起氣體壓力發(fā)生變化,呼吸閥即開(kāi)始較大流量呼吸;
②由于外界環(huán)境影響,儲(chǔ)罐內(nèi)氣體溫度發(fā)生變化,引起罐內(nèi)介質(zhì)蒸汽壓增高或降低(通稱(chēng)熱效應(yīng)),呼吸閥開(kāi)始小流量的呼吸;
③天氣驟變或發(fā)生火災(zāi)等情況時(shí),罐內(nèi)溫度短時(shí)間內(nèi)迅速變化,引起儲(chǔ)罐內(nèi)氣體壓力急劇升高或降低,造成呼吸閥大流量呼吸。呼吸閥在各種工況下都應(yīng)滿(mǎn)足儲(chǔ)罐呼吸所需的通氣量,以確保儲(chǔ)罐的安全。
性能比較
1.重力式呼吸閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,價(jià)格低廉,在國(guó)內(nèi)應(yīng)用非常廣泛。但其也存在著不足之處,在小流量呼吸過(guò)程中,當(dāng)罐內(nèi)氣體壓力在臨界狀態(tài)點(diǎn)出現(xiàn)微增量時(shí),閥盤(pán)被推開(kāi)排氣,首先使閥盤(pán)內(nèi)側(cè)局部區(qū)域(約5~7倍管徑范圍)氣體壓力迅速下降,導(dǎo)致閥盤(pán)很快回落到閥座上,閥關(guān)閉。然后,閥盤(pán)內(nèi)側(cè)壓力迅速與罐內(nèi)壓力平衡,又略大于臨界壓力,將閥盤(pán)推開(kāi)排氣,而后閥盤(pán)再關(guān)閉。如此反復(fù),就出現(xiàn)一種跳動(dòng)現(xiàn)象,不能保證良好的密封。閥門(mén)反復(fù)開(kāi)關(guān)還容易產(chǎn)生磨損,造成泄漏。低溫下,閥盤(pán)還容易凍結(jié)在閥座上。
2.彈簧式呼吸閥結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕,價(jià)格也相對(duì)低廉,還可以調(diào)節(jié)其設(shè)定壓力。但彈簧式呼吸閥隨著閥門(mén)開(kāi)啟度增大,彈簧形變?cè)龃?,作用在閥盤(pán)上的彈簧力也增大,導(dǎo)致閥無(wú)法開(kāi)足,使呼吸閥難以達(dá)到設(shè)計(jì)能力。彈簧式呼吸閥在長(zhǎng)期使用后,彈簧易銹蝕和老化。冬季使用時(shí),彈簧易結(jié)霜而影響彈簧的壓縮性,使閥盤(pán)不能正常地在設(shè)定點(diǎn)開(kāi)啟。
3.先導(dǎo)式呼吸閥尺寸小、重量輕(高壓、大口徑),泄放前閥座密封極佳,且不易受背壓影響。但先導(dǎo)式呼吸閥機(jī)構(gòu)復(fù)雜,單閥制造成本高,僅適用于技術(shù)要求較高的儲(chǔ)罐。
目前,在國(guó)內(nèi)的大型儲(chǔ)罐中,傳統(tǒng)的重力式和彈簧式呼吸閥應(yīng)用比較多。由于低壓儲(chǔ)罐呼吸閥的閥前壓力很低,有時(shí)只有幾百帕,作用在閥盤(pán)下部向上的作用力有限,使閥不容易準(zhǔn)確地在定壓下開(kāi)啟。即使閥盤(pán)打開(kāi)了,也會(huì)由于作用力太小,導(dǎo)致閥被卡?。幌葘?dǎo)式呼吸閥的膜片式結(jié)構(gòu)保證了在很低的工作壓力下仍可準(zhǔn)確控制主閥的動(dòng)作。
重力式和彈簧式呼吸閥在定壓下工作時(shí),由于工作壓力非常接近定壓,閥門(mén)很容易泄露,一般在閥前壓力達(dá)到定壓的90~95%時(shí)就會(huì)有泄漏,且隨著閥前壓力的繼續(xù)升高,閥門(mén)的泄漏量增大。當(dāng)閥前壓力達(dá)到定壓時(shí),閥門(mén)開(kāi)啟;閥前壓力升高達(dá)到定壓的時(shí),閥門(mén)全開(kāi)。
隨著壓力的泄放,閥前壓力回降,直到降到定壓的時(shí),閥芯回座,閥門(mén)關(guān)閉。先導(dǎo)式呼吸閥,當(dāng)閥前壓力達(dá)到定壓的時(shí)才開(kāi)始泄漏,閥前壓力達(dá)到定壓時(shí)(無(wú)需超壓),閥門(mén)即可全開(kāi);當(dāng)閥前壓力降到定壓的98%~99%時(shí),閥門(mén)關(guān)閉??梢?jiàn),先導(dǎo)式呼吸閥在閥前壓力達(dá)到定壓前,開(kāi)始泄漏較晚,泄漏量少;而閥前壓力降到定壓以下時(shí),又能較早地關(guān)閉,從而減少了泄漏及過(guò)量排放。這樣既減少了儲(chǔ)罐內(nèi)物料的損失,又有利于環(huán)境保護(hù)。
傳統(tǒng)的重力式和彈簧式呼吸閥都屬于微啟動(dòng)式,在設(shè)計(jì)壓力下開(kāi)啟時(shí),開(kāi)啟高度在1/40~1/20流道直徑的范圍內(nèi),因此流通系數(shù)較小,在0.2~0.4之間。
閥門(mén)動(dòng)作特性為比例作用式,開(kāi)啟高度隨壓力升高而逐漸增大,這種特性的呼吸閥流通面積比較小,容易發(fā)生儲(chǔ)罐超壓;先導(dǎo)式呼吸閥是一種全啟式閥,動(dòng)作特性為兩段式。
全啟式是指閥門(mén)的開(kāi)啟高度大于等于1/4流道直徑。兩段式是指閥門(mén)的開(kāi)啟過(guò)程分為兩個(gè)階段,起初閥門(mén)隨壓力升高而比例開(kāi)啟,在壓力升高一個(gè)不大的數(shù)值后,閥門(mén)即在壓力幾乎不再升高的情況下急劇開(kāi)啟到規(guī)定高度。
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