一、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(通稱熱效應(yīng))，呼吸閥開始小流量的呼吸；

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)滿足儲(chǔ)罐呼吸所需的通氣量，以確保儲(chǔ)罐的安全。

二、工作原理呼吸閥是一種廣泛應(yīng)用在儲(chǔ)罐頂部的通風(fēng)裝置，用來維持罐內(nèi)外的氣壓平衡，通過控制儲(chǔ)罐的呼出壓力和真空度，防止由于真空度、壓力超過允許值(負(fù)壓和超壓)而造成的儲(chǔ)罐凹癟與翹底，同時(shí)由于壓力的控制，在一定程度上也減少了罐內(nèi)介質(zhì)的蒸發(fā)損耗。因此呼吸閥應(yīng)該具有泄放正壓和負(fù)壓兩方面功能，由正負(fù)壓力決定或呼或吸。

當(dāng)儲(chǔ)罐承受正壓時(shí)，呼吸閥打開呼出氣體泄放正壓；當(dāng)儲(chǔ)罐承受負(fù)壓時(shí)，呼吸閥打開吸入氣體泄放負(fù)壓。由此在一定的壓力范圍內(nèi)確保儲(chǔ)罐安全。按工作原理可將呼吸閥分為重力加載式、彈簧式呼吸閥和先導(dǎo)式呼吸閥3種。

1.重力加載式呼吸閥

重力式呼吸閥是靠閥盤本身的重量與罐內(nèi)外壓差產(chǎn)生的上舉力相平衡而工作的

閥盤所受的總外力為△F，F(xiàn)為閥盤本身的重力G，上舉力為πD2(P2-P1)／4。

1)當(dāng)閥盤本身的重力與上舉力相等，呼吸閥呼出閥盤與呼出口閥座嚴(yán)密配合，吸入閥盤與吸入口閥座嚴(yán)密配合，此時(shí)閥盤所受總外力△F=G-πD2(P2-P1)／4。

2)當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)產(chǎn)生大于設(shè)定壓力的超壓時(shí)，罐內(nèi)高壓直接作用于呼出口閥盤下方，并克服閥盤重力以及作用于閥盤上的大氣壓力，從而打開呼出口閥盤排出罐內(nèi)過高氣壓，使罐內(nèi)壓力與大氣壓力保持平衡。此時(shí)閥盤所受的總外力△F=G-πD2(P2-P1)／4>0。

3)當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)產(chǎn)生小于設(shè)定壓力的負(fù)壓時(shí)，大氣壓力直接作用于吸入口閥盤下方，并克服閥盤重力以及作用于閥盤上方的罐內(nèi)壓力，從而打開吸入口閥盤向儲(chǔ)罐內(nèi)補(bǔ)充壓力，使罐內(nèi)壓力與大氣壓力保持平衡。此時(shí)閥盤所受總外力△F=G-πD2(P2-P1)／4<0。

2.彈簧式呼吸閥

彈簧式呼吸閥是依靠彈簧的形變力與罐內(nèi)外的壓力差產(chǎn)生的推力相平衡而工作的

彈簧式呼吸閥具體工作原理與重力式呼吸閥類似，閥盤所受的總外力和上舉力仍為△F和πD2(P2-P1)／4，但此時(shí)控制力F變?yōu)閺椈傻男巫兞Γ⑶铱梢酝ㄟ^改變彈簧的預(yù)壓長(zhǎng)度來調(diào)節(jié)控制力F。

3.先導(dǎo)式呼吸閥

先導(dǎo)式呼吸閥是用導(dǎo)閥來控制主閥的，該導(dǎo)閥采用薄膜式結(jié)構(gòu)，薄膜面積大，故在很低的工作壓力下仍可達(dá)到一定的作用力來控制主閥的動(dòng)作。此外在導(dǎo)閥開啟前，主閥不受控制流的作用，關(guān)閉嚴(yán)密，故先導(dǎo)式呼吸閥可以達(dá)到氣泡級(jí)密封。

1)在正常工作情況下，作用在主閥膜片上的壓力P2與作用在導(dǎo)閥膜片上的壓力P1是相同的，主閥處于關(guān)閉狀態(tài)，而導(dǎo)閥彈簧載荷大于導(dǎo)閥膜片上向上的作用力，使導(dǎo)閥也處于關(guān)閉狀態(tài)。由于導(dǎo)閥的膜片面積S1大于主閥的膜片面積S2，因此閥門的關(guān)閉力F=P1S1-P2S2。而且隨著閥前壓力的增大，閥門關(guān)閉力增加，閥的密封性更佳。

2)當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)壓力大于設(shè)定壓力時(shí)，作用在導(dǎo)閥膜片上向上的作用力剛好超過導(dǎo)閥彈簧載荷。此時(shí)，導(dǎo)閥閥座稍微開啟，封閉在主閥內(nèi)的氣體通過導(dǎo)閥迅速排出，使主閥氣室內(nèi)的壓力P1降低。此時(shí)作用在主閥膜片上的壓力P2>P1，使主閥打開，儲(chǔ)罐內(nèi)的超壓得到泄放。

3)通過主閥的流體繼續(xù)流動(dòng)，直到罐內(nèi)壓力小于設(shè)定壓力時(shí)，作用在導(dǎo)閥膜片上的作用力小于導(dǎo)閥的彈簧載荷，導(dǎo)閥被關(guān)閉。儲(chǔ)罐內(nèi)的氣體通過導(dǎo)管進(jìn)入主閥氣室，使壓力P2=P1，主閥關(guān)閉，重新回到正常狀態(tài)。

4)當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)壓力處于負(fù)壓狀態(tài)時(shí)，操作原理基本與正壓泄壓相同。在關(guān)閉情況下，P1為大氣壓力存在于主閥氣室內(nèi)，而作用在主閥膜片上的壓力P2為負(fù)壓，閥門的關(guān)閉力F=P1S1-P2S2，使主閥關(guān)閉。在設(shè)定點(diǎn)上，導(dǎo)閥開啟，把主閥氣室內(nèi)的壓力通過導(dǎo)管送到進(jìn)口負(fù)壓處。當(dāng)部分負(fù)壓在氣室內(nèi)形成時(shí)，外部的大氣壓力致使主閥開啟，并在閥內(nèi)形成氣流，從而消除儲(chǔ)罐的負(fù)壓狀態(tài)。最后大氣壓力通過導(dǎo)管進(jìn)入主閥氣室使主閥關(guān)閉。