常压、低压储罐是流程工业中常见的设备。常压、低压储罐在使用过程中经常会由于储罐内液面的改变、或者外界温度的变化等原因,导致储罐内气体膨胀或收缩,储罐内气相的压力也随之波动,气体压力的波动极易使储罐出现超压或真空的情况,严重时会造成储罐超压鼓罐或低压瘪罐。
为了防止储罐出现超压或负压等失稳状态,工艺设计中通常采用在罐顶安装呼吸阀的方式来维持储罐气压平衡,确保储罐在超压或真空时免遭破坏,保护储罐安全,并且减少储罐内物料的挥发和损耗,对安全和环保均起到一定的促进作用。
呼吸阀的内部结构实质上是由一个压力阀盘(即呼气阀)和一个真空阀盘(即吸气阀)组合而成的,压力阀盘和真空阀盘既可并排布置,也可重叠布置。其工作原理:当储罐压力和大气压力相等时,压力阀和真空阀的阀盘和阀座紧密配合,阀座边上密封结构有“吸附”效应,使阀座严密不漏。当压力或真空度增加时,阀盘开始开启,由于在阀座边上仍存在着“吸附”效应,仍能保持良好的密封。
当罐内压力升高到定压值时,将压力阀打开,罐内气体通过呼气阀(即压力阀)侧排入外界大气中,此时真空阀由于受到罐内正压作用处于关闭状态。当罐内压力下降到一定真空度时,真空阀由于大气压的正压作用而打开,外界的气体通过吸气阀(即真空阀)侧进人罐内,此时压力阀处于关闭状态。在任何时候,压力阀和真空阀不能处于打开的状态。当罐内压力或真空度降到正常操作压力状态时,压力阀和真空阀处于关闭状态,停止呼气或吸气过程。