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卸力型呼吸阀的结构类型及作用特点

2017/7/19 9:22:26 点击:

双接管阻火呼吸阀

呼吸阀处于关闭状态时,控制力F作用于阀盘上,当开启通气时,F将被卸除掉,这类呼吸阀为卸力型呼吸阀,分先导式(或压差力式)和磁控两级式两种。

一、先导式(或压差力式)呼吸阀控制力F为罐内外压力差作用于阀盘上形成的合力,由先导阀控制该力的最大值或卸除该力使阀盘开启。先导式呼吸阀由呼阀和吸阀及各自的先导阀、限流阀()和气管组成。先导式呼阀由阀体、阀盘、膜片和回位弹簧等组成。阀体中央是出气管,出气管下端有法兰,上端是阀座,阀体上部有出气孔和导筒。阀盘平贴在阀座上,背部导杆可在导筒内上下滑动。膜片外圈装在阀体顶部内周沿,内圈装在阀盘背部外周沿,膜片上部的腔室为控制腔。呼阀导阀由导阀体、膜片与活门、调节弹簧等组成。导阀体内有阀门座、膜片与活门,将内腔分为左、中、右三室,调节弹簧装于左室,中室有孔与大气相通,左、右室分别有气管与呼阀控制腔和出气管下部连通,两气管间装有限流阀。

当罐内气体压力小于规定值时,呼阀导阀的调节弹簧对膜片与活门的作用力大于膜片受到的罐内外压差合力,活门关闭,限流阀前后压力相等,呼阀控制腔与油罐内的气体压力也相等,即阀盘上、下的气体压力相等,这相对于阀后(阀盘上部)为大气而言,阀盘就受到一个罐内气体压力与大气压力的压差合力的作用,在回位弹簧作用下就处于关闭状态。当罐内压力达到规定值时,呼阀导阀膜片在压差合力作用下左移,活门打开,油罐内高压气体经限流阀、导阀左室、活门、中室流人大气。气体流动后,限流阀前后便产生了压差,使呼阀控制腔内气体压力减小,阀盘便在罐内气体压力作用下推离阀座,油罐内的高压气体就经阀口和阀体出气孔排人大气,见图4。排气后,罐内气体压力下降,呼阀导阀关闭,呼阀控制腔与罐内气体压力逐渐平衡,阀盘在回位弹簧作用下回到阀座上,阀关闭、呼气停止。

二、先导式吸阀

先导式吸阀由阀体、碗形阀盘、上、下膜片、气囊、通气软管和回位弹簧等组成(见图5)。阀体中央是进气管,进气管下端有法兰,上端封闭,侧面开孔。阀体侧部有两进气孔,内有两滑槽(进气孔和滑槽各在径向180。互相垂直的位置),底部有阀座。碗形阀盘平扣在阀座上,两侧有固定滑板置于阀体滑槽内,筒壁上部有若干气孔。上膜片外圈装在阀体顶部内周沿,内圈装在碗形阀盘背部外周沿,上膜片上部阀腔为上腔,也是控制腔。上腔内有气囊,气囊与进气管之间有通气软管连通,气囊顶部与回位弹簧底板接触。下膜片外沿装在碗形阀盘内壁气孔下方,内沿装在进气管顶部外圆周上,下膜片与碗形阀盘问的腔室为下腔,经气孔与大气相通,下膜片下部与油罐相通。吸阀导 阀由带有限流孔和活门座的导阀体、膜片与活门、调节弹簧等组成。活门座将导阀体分为左右两室,膜片装在导阀体左端,调节弹簧

将活门压向活门座。吸阀导阀左右室分别有通气管与吸阀进气管和上腔相连通 。当罐内气体压力大于规定值(负压)时,吸阀导阀的调节弹簧对活门的作用力大于膜片受到的向左的压差合力,活门关闭,吸阀导阀右室和吸阀上腔与大气的压力是相等的,限流孔前后没有气体流动。此时,若罐内压力为负压,阀盘背部受到的压力则为大气压力;若罐内压力为正压,阀盘背部气囊便充气伸长并压缩 回位弹簧,使阀盘背部受到的压力为罐内压力。在这两种情况下,阀盘都处于关闭状态。当罐内气体压力达到规定负压值时,吸阀导阀膜片在压差合力的作用下,推动活门右移,活门打开,大气经吸阀导阀限流孔、右室、活门、左室流入油

罐,限流孔前后产生压差,使吸阀上腔压力减小,于是,碗形阀盘在下腔大气压力的作用下,克服上腔低压和回位弹簧变形力的作用,推动阀盘向上离开阀座,阀打开,大气就经阀体进气孔、阀口、进气管流入油罐,见图6。进气后,罐内气体压力回升,当罐内气体压力略大于规定值时,吸阀导阀活门在调节弹簧作用下关闭,限流孔前后便没有了气体流动,吸阀导阀右室和吸阀上腔的压力又与大气压力相等,碗形阀盘在回位弹簧的作用下,落回阀座上,阀关闭,吸气停止。先导式呼吸阀是一种通流系数,为1的全开型阀,且开度可随罐内气体的容积和压力变化率 自动达到全开启或部分开启进行通气,可保证油罐的压力安全并降低油品损耗。该阀结构复杂,单阀制造成本高,仅适用于技术要求高的油罐。

三、磁控两级式呼吸阀

磁控两级式呼吸阀控制力F为磁力与弹簧变形力的组合或单一的磁力。磁控两级式呼吸阀的呼阀和吸阀分别装在阀体两端的阀座处,阀体下端是法兰,见图7

1、磁控两级式呼阀

磁控两级式呼阀由阀盘、阀座(阀体右端)、内、外转臂、弹簧和正压磁铁等组成。内、外转臂上端铰接在阀口上方,磁铁装在阀口下方磁座内,外转臂下端磁力板受磁力作用压在磁座上,内转臂下部连接阀盘,阀盘盖在阀座上。外转臂下端支臂与内转臂上部支架间装弹簧,弹簧有初始变形力。当罐内压力低于工作压力时,外转臂受磁力作用保持固定,此时,若罐内压力低于阀的开启压力,阀关闭。第一级工作为,当罐内压力增至开启压力时,压差合力推阀盘随内转臂右摆,内转臂支架开始上移拉弹簧继续变形,阀也开始漏气。随着罐内压力增大,压差推力推动阀盘继续右摆,阀的开缝也逐渐增大,弹簧变形量也增大,直到达到工作压力。此时,如果阀前压力变化率等于零,阀便保持一定开缝,稳定进行小流量通气(见图8)。如果压力变化率小于零,阀慢慢关闭。阀的第一级小流量通气的工作原理与普通弹簧力式呼阀的工作原理完全相同。第二级工作为,当阀前压力达到工作压力时,如果压力变化率大于零,则阀盘受到的压差合力增大了弹簧变形力,使得外转臂受到的弹簧力对转轴的

逆时针力矩克服磁力对转臂的顺时针力矩,外转臂右摆离开磁座,磁力减小,压差推力便推动阀盘随内、外转臂一起,摆开至一大开启角并保持稳定进行大流量通气(见图9)。泄压后,阀盘在自重作用下随转臂回转,磁力和弹簧力再分别将外转臂和阀盘吸、压到原位,阀关闭。

2、磁控两级吸阀

磁控两级式吸阀由阀盘、阀座(阀体左端内)、转臂和负压磁铁组成。转臂上端铰接在阀口内上方,磁铁装在阀口中心支架上,阀盘中部装有磁力板。当阀后压力(罐内压力)大于工作压力时,阀关闭。第一级工作为,当阀后压力降低至工作压力时,如果压力缓慢减小,罐内气体压力变化率dp/dt便会影响阀的工作。如果dp/dt0,阀仍关闭;如果dp/dtO,且值较小时,阀盘被压差推力推开通气。进气后,阀后压力随之增大,阀盘受到的压差推力立

刻减小。这个过程进行的速度很快,即阀盘还未脱离磁力作用,阀盘就立即关闭。关闭后又重复上述过程,阀盘便出现连续跳动进行小流量通气。这时,阀的第一级小流量通气的工作原理与普通重力式呼吸阀的工作原理完全相同。第二级工作为,当罐内压力降至工作压力时,如果罐内压力变化率dp/dt0,且值较大时,阀盘来不及跳动便被压差推力推开,随转臂转至一大开启角并保持稳定进行大流量通气。随着罐内压力增大,阀盘随臂回转,磁力又将阀关闭。

磁控两级式呼吸阀是一种通流系数f1的,能在同一工作压力下实现微开和全开的呼吸阀,微开级同普通弹簧力式和重力式呼吸阀的工作原理相同,能保证油罐在常规天气下所需要的呼吸气量要求。而全开级开启动作快、开启角大,通气量大,能充分保证油罐正常收发油作业及露天罐遭遇天气骤变等紧急情况所需的极大呼吸气量,提高了油罐的压力安全性。该阀结构简单,成本较低,在实际油罐试用中效果很好。卸力型呼吸阀在油罐内气体压力达到规定值时便会卸掉外加控制力,推动阀盘开启的力是罐内外压差在阀盘上的合力,该力作用快且较大,所以该类呼吸阀开启快,并能全开,即bD/4,通流系数大,均达到1

卸力型呼吸阀与恒力型呼吸阀的阀盘开启工作情况不同,因此,通流系数不同,通气流量也不同。