CN114427617A - 一体式耐烧呼吸阀装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种一体式耐烧呼吸阀装置，包括：主阀体；设置在主阀体的上端开口处的耐烧阻火组件；形成于主阀体内部的压力阀，在压力阀的上下两侧分别形成压力阀气室和共同气室；布置在共同气室内的真空阀，真空阀包括真空阀气室，真空气室与压力阀气室连通；其中，一体式耐烧呼吸阀装置构造成能够在储罐内气体压力超过压力阀的预定压力时，打开压力阀，使得储罐内气体依次进入共同气室、压力阀气室，进而经过耐烧阻火组件排出，并能够在储罐内气体为负压且低于真空阀的预定压力时，打开真空阀，使得外部空气从耐烧阻火组件吸入压力阀气室，并进入真空阀气室，进而通过真空阀进入共同气室以进入储罐，从而补充储罐气体压力。

Description

一体式耐烧呼吸阀装置

相关技术的交叉引用

本申请要求享有2020年9月23日提交的名称为“一种储罐用一体式耐烧呼吸阀”的中国专利申请CN 202011007767.9的优先权，其全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本发明属于储罐安全装置技术领域，具体涉及一种一体式耐烧呼吸阀装置，尤其是用于储罐的一体式耐烧呼吸阀装置。

背景技术

呼吸阀作为储罐安全附件之一，其功能是用以降低常压及低压储罐内挥发性液体的蒸发损耗。呼吸阀不仅能够维持罐内气压平衡，确保储罐在超压和负压时免遭损坏，而且能够利用储罐本身的承压能力减少储罐内介质的挥发和损耗，对安全和环保均有重要作用。

正常工况下，储罐向外输出物料时呼吸阀即开始向罐内吸入空气，向储罐内灌装物料时呼吸阀即开始将罐内气体向罐外呼出。由于气候变化等原因引起罐内物料蒸汽压增高或降低，呼吸阀则呼出蒸汽或吸入空气或氮气。异常工况下，发生火灾时，储罐因受热引起罐内液体蒸发量剧增，呼吸阀便开始向罐外呼出，以避免储罐因超压而损坏。在其他工况下，例如挥发性液体的加压输送，内外部传热装置化学反应，操作失误等，呼吸阀则进行呼出或吸入，以避免储罐因超压或超真空而遭受损坏。呼吸阀往罐外排气，遇见直雷击导致呼吸阀出口着火，呼吸阀呼出的物料蒸汽将会持续燃烧。在传统观念里，阻火器或者阻火盘就具备耐烧功能，德国PTB按照USCG标准分别对管道爆轰阻火器依照垂直和水平安装位置进行了耐烧实验(阻火器末端直接面向大气)，发现普通的阻火器最多耐烧不超过30分钟，然而根据国际标准NPFA67-2019，全天候呼吸阀耐烧时间不低于2小时。因此，普通呼吸阀加装普通阻火器是无法满足耐烧2小时的国际标准，此类产品在国内属于空白，尚未应用。

目前，国内应用在储罐顶部的呼吸阀存在重大安全隐患，因此，亟需一种能够解决安全隐患，又能够满足安全环保要求的储罐用一体式耐烧呼吸阀，以保障人身和财产安全。

发明内容

针对如上所述的技术问题，本发明旨在提出一种一体式耐烧呼吸阀装置，该一体式耐烧呼吸阀装置能够显著提高耐烧阻火性能，有效避免火焰及高温传递至储罐内部，阻止爆炸火灾的发生，非常有利于保障罐区的安全。

为此，根据本发明提供了一种一体式耐烧呼吸阀装置，包括：构造为圆筒状的主阀体；设置在所述主阀体的上端开口处的耐烧阻火组件；形成于所述主阀体的内部的压力阀，在所述压力阀的上下两侧分别形成压力阀气室和共同气室；布置在所述共同气室内的真空阀，所述真空阀包括真空阀气室，所述真空气室与所述压力阀气室连通；其中，所述一体式耐烧呼吸阀装置构造成能够在储罐内气体压力超过所述压力阀的预定压力时，打开所述压力阀，使得储罐内气体依次进入所述共同气室、所述压力阀气室，进而经过所述耐烧阻火组件排出，并能够在储罐内气体为负压且低于所述真空阀的预定压力时，打开所述真空阀，使得外部空气从所述耐烧阻火组件吸入所述压力阀气室，并进入所述真空阀气室，进而通过所述真空阀进入所述共同气室以进入储罐，从而补充储罐气体压力。

在一个实施例中，所述压力阀包括与所述主阀体的侧壁固定连接的分隔板和布置在所述分隔板之上的压力阀盘，所述压力阀气室和所述共同气室分别形成于所述分隔板的上下两侧，所述分隔板的中部设有第一通孔，所述压力阀盘对应设置在所述第一通孔处，所述压力阀盘能够封堵所述第一通孔而关闭所述压力阀，并能够升起而打开所述压力阀。

在一个实施例中，在所述压力阀盘与所述耐烧阻火组件之间连接有升降套筒组件，所述升降套筒组件包括套筒和适配安装在所述套筒内的压力阀杆，所述压力阀杆与所述压力阀盘固定连接，所述套筒固定连接在所述耐烧阻火组件的下端，所述压力阀杆能够沿所述套筒升降运动。

在一个实施例中，在所述第一通孔内设有环状的楔形压力阀座，所述楔形压力阀座与所述第一通孔过盈配合，所述压力阀盘底面的表面粗糙度小于8微米，使得所述压力阀盘的底面能够与所述楔形压力阀座的顶面紧密接触而形成密封。

在一个实施例中，所述真空阀包括真空阀阀体，所述真空阀气室形成于所述真空阀阀体的内部，所述真空阀阀体的上端设有第二通孔，在所述第二通孔处设有真空阀盘，所述真空阀盘能够封堵所述第二通孔而关闭所述真空阀，并能够升起而打开所述真空阀。

在一个实施例中，所述真空阀气室通过对称分布的第一连通管和第二连通管与所述压力阀气室形成连通，且在所述真空阀阀体与所述主阀体的侧壁之间形成环形通道。

在一个实施例中，所述真空阀盘的下端固定有真空阀杆，所述真空阀阀体的内壁上固定有限位真空阀杆套，所述真空阀杆适配安装在所述限位真空阀杆套内且能沿所述限位真空阀杆套升降运动。

在一个实施例中，在所述第二通孔内设有环状的楔形真空阀座，所述楔形真空阀座与所述第二通孔过盈配合，所述真空阀盘底面的表面粗糙度小于8微米，使得所述真空阀盘的底面能够与所述楔形真空阀座的顶面紧密接触而形成密封。

在一个实施例中，所述耐烧阻火组件包括隔热层和耐烧阻火盘，所述隔热层设置在所述耐烧阻火盘的下方，在所述主阀体的上端设有槽沟，所述耐烧阻火组件固定安装在所述槽沟中。

在一个实施例中，在所述耐烧阻火组件的上方设有防雨罩，着火时，所述防雨罩能够在5分钟内持续燃烧至完全烧毁，所述耐烧阻火组件能够持续耐火烧至少2小时。

与现有技术相比，本申请的优点之处在于：

根据本发明的一体式耐烧呼吸阀装置通过将压力阀气体出口垂直向上设置，从而将呼盘结构设置在顶部。并且，铝片制成的防雨罩能够在五分钟内烧毁殆尽，从而实现呼吸阀燃烧时热量的快速扩散，保证一体式耐烧呼吸阀装置出口处的火焰热量能够被周围空气迅速带走，有效避免热量积聚，减少热量传递至耐烧阻火盘和聚邻苯二甲腈隔热层，阻止了爆炸火灾的发生，非常有利于保障罐区的安全。该一体式耐烧呼吸阀装置通过耐烧阻火盘和聚邻苯二甲腈隔热层，能够在着火情况下，持续耐火烧2小时以上，从而能够有效避免火焰及高温传递至储罐内部，阻止爆炸火灾的发生，进一步保障了罐区的安全。并且，通过将真空阀与压力阀同轴心一体式设置，避免了呼吸阀内部气流扰动带来呼吸阀振动不稳的危害。同时，只设置一个耐烧呼吸阀出口，因此，只需配套一枚阻火盘和一个防雨罩，减少耐烧呼吸阀体积和重量，减轻储罐顶部的负重，避免储罐顶部坍塌的风险。

附图说明

下面将参照附图对本发明进行说明。

图1显示了根据本发明的一体式耐烧呼吸阀装置的结构。

图2是图1中沿线A-A的剖视图。

图3是图1中沿线B-B的剖视图。

图4显示了图1所示一体式耐烧呼吸阀装置中的连通管的结构。

图5显示了一体式耐烧呼吸阀装置的测试装置的结构。

在本申请中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本发明的原理，并且未按实际比例绘制。

具体实施方式

下面通过附图来对本发明进行介绍。

在本申请中，需要说明的是，本申请中使用的方向性用语或限定词“上端”、“下端”等均是针对所参照的附图1而言。它们并不用于限定所涉及零部件的绝对位置，而是可以根据具体情况而变化。

图1显示了根据本发明的一体式耐烧呼吸阀装置100的结构。如图1所示，一体式耐烧呼吸阀装置100包括主阀体2、耐烧阻火组件30、形成于主阀体2的内部的压力阀40、布置在主阀体2内的真空阀50，以及设置在主阀体2的上方的防雨罩21。主阀体2构造为圆筒状，且上下两端设置成开口，耐烧阻火组件30安装在主阀体2的上端开口处。主阀体2的下端构造成介质侧法兰1，用于与储罐出口(未示出)连接。压力阀40固定在主阀体2的内壁上，从而将主阀体2的内部空间分为压力阀气室16和共同气室3，且压力阀气室16处于主阀体2的上端，而共同气室3处于主阀体2的下端。真空阀50布置在共同气室3内，真空阀50包括真空阀体4，在真空阀体4内形成真空阀气室5，真空气室5与压力阀气室16连通。

在实际应用时，在储罐内气体压力超过压力阀40的预定压力时，一体式耐烧呼吸阀装置100能够自动打开压力阀40，使得储罐内气体进入共同气室3，并经过压力阀40进入压力阀气室16，进而经过耐烧阻火组件30排出到大气中，从而能够有效防止储罐胀鼓。而在储罐内气体为负压且低于真空阀50的预定压力时，一体式耐烧呼吸阀装置100能够打开真空阀50，使得外部空气从耐烧阻火组件30吸入到压力阀气室16内，并进入真空阀气室3，进而通过真空阀50进入共同气室3，然后经过介质侧法兰1而进入储罐，从而补充储罐气体压力，由此能够有效防止储罐空瘪。由此，实现当储罐压力超过呼气压力时，一体式耐烧呼吸阀装置100自动呼出罐内气体，当储罐压力低于吸气压力时，一体式耐烧呼吸阀装置100自动吸入空气进入储罐。

介质侧法兰1的直径与储罐容积和单位时间内呼吸气量有关，可根据实际需要进行设置。

根据本发明，如图1和图2所示，压力阀40包括分隔板12和压力阀盘14。分隔板12为圆形且与主阀体2的内侧壁面固定连接，压力阀气室16和共同气室3分别形成于分隔板12的上下两侧。在分隔板12的中部设有第一通孔121，压力阀盘14布置在分隔板12上，且对应于第一通孔121的位置。在正常工作状态下，压力阀盘14能够在自身重力作用下封堵第一通孔121而关闭压力阀40，而在储罐内压力达到预定值时升起而打开第一通孔121，从而打开压力阀40。

如图1所示，在压力阀盘14与耐烧阻火组件30之间连接有升降套筒组件。升降套筒组件包括套筒17和适配安装在套筒17内的压力阀杆15，压力阀杆15与压力阀盘14固定连接，套筒17固定连接在耐烧阻火组件30中的隔热层18的下端面，压力阀杆15能够沿套筒17做升降运动。压力阀盘14中心上方位置安装压力阀杆15，压力阀杆15与压力阀盘14通过螺纹连接。压力阀杆15杆体直径小于套筒17内径1mm。套筒17位于隔热层18中心正下方，套筒17过螺纹连接安装在聚邻苯二甲腈隔热层16底面。

在一个实施例中，在第一通孔121内设有环状的楔形压力阀座13，楔形压力阀座13与第一通孔121过盈配合。

当储罐内压力正常时，压力阀盘14依靠自身重力压在楔形压力阀座13上，压力阀盘14底面经过打磨处理后十分光滑，压力阀盘14底面表面粗糙度小于8微米，压力阀盘14底面与楔形压力阀座13顶面紧密接触形成高效密封，确保压力阀盘14与楔形压力阀座13密封面在储罐压力低于压力阀盘14起跳压力时无气体泄漏。

当储罐内气体为正压且高于压力阀盘14起跳压力(压力阀40的预定压力)时，压力阀盘14向上升起，压力阀杆15同样向上升起，由于压力阀杆15顶端无法穿过套筒17，压力阀盘14向上升起到一定高度则无法继续升起，压力阀盘14升起的最大高度称为压力阀盘14的最大起跳高度。此时，打开了第一通孔121，储罐内气体进入共同气室3，并经过第一通孔121进入压力阀气室16，进而经过耐烧阻火组件30排出到大气中，从而能够有效防止储罐胀鼓。

当储罐内压力低于压力阀盘14回座压力时，压力阀盘14从最大起跳高度回落至楔形压力阀座13上，压力阀盘14底面与楔形压力阀座13顶面重新形成高效密封。

如图1和图3所示，真空阀50包括真空阀阀体4，真空阀气室5形成于真空阀阀体4的内部，真空阀阀体4的上端设有第二通孔41，在第二通孔41处设有真空阀盘9。在正常工作状态下，真空阀盘9能够在自身重力作用下封堵第二通孔41而关闭真空阀50，并能够升起而打开真空阀50，而在储罐内气体为负压且低于真空阀50的预定压力时升起而打开第二通孔41，从而打开真空阀50。

根据本发明的一个实施例，真空阀气室5通过对称分布的第一连通管10和第二连通管11与压力阀气室16形成连通，从而使真空阀50悬置在共同气室3的中心位置。由此，在真空阀阀体4与主阀体2的侧壁之间形成了环形通道70(见图3)，环形通道70使共同气室3的处于真空阀阀体4的上下侧区域连通。如图4所示，第一连通管10构造成包括垂直连通的第一管道和第二管道，第一管道沿竖向布置且上端穿过分隔板12而与压力阀气室16连通，第二管道水平布置且末端穿过真空阀阀体4的侧壁而与真空阀气室5连通。第二连通管道11与第一连通管道10结构相同，且对称分布在真空阀阀体4的与第一连通管10相对的一侧。

如图1所示，在真空阀盘9的下端固定有真空阀杆6，在真空阀阀体4的内壁上固定有限位真空阀杆套7，真空阀杆6适配安装在限位真空阀杆套7内且能沿限位真空阀杆套7做升降运动。在一个实施例中，限位真空阀杆套7焊接安装真空阀阀体4的侧壁上。例如，在真空阀阀体4的内壁上固定有支撑杆，支撑杆沿水平伸向真空阀气室5的中心位置，限位真空阀杆套7固定安装在支撑板上。

在本实施例中，真空阀杆6杆体的直径小于限位真空阀杆套7内径1mm，真空阀杆6穿过限位真空阀杆套7与真空阀盘6螺纹连接，真空阀杆6底端设置平头螺帽，真空阀杆6平头螺帽的直径大于限位真空阀杆套7的内径10mm。

在一个实施例中，在第二通孔41内设有环状的楔形真空阀座8，楔形真空阀座8与第二通孔41过盈配合。

当储罐内压力正常时，真空阀盘9依靠自身重力压在楔形真空阀座8，真空阀盘9底面经过打磨处理后十分光滑，真空阀盘9底面表面粗糙度小于8微米，真空阀盘9底面与楔形真空阀座8顶面紧密接触形成高效密封，确保真空阀盘9与楔形真空阀座8密封面在储罐压力高于真空阀盘9起跳压力时无气体泄漏。

当储罐内气体为负压且低于真空阀盘9起跳压力(真空阀的预定压力)时，真空阀盘9向上升起，真空阀杆6同样向上升起，由于真空阀杆6底端的平头螺帽无法穿过限位真空阀杆套7，真空阀盘9向上升起到一定高度则无法继续升起，真空阀盘9升起的最大高度称为真空阀盘9的最大起跳高度。此时，打开第二通孔41，一体式耐烧呼吸阀装置100外的空气从耐烧阻火盘19和隔热层18吸入压力阀气室16，并经过第一连通管10和第二连通管11吸入真空阀气室5，进而通过第二通孔41进入共同气室3，然后通过介质侧法兰1进入储罐，从而补充储罐内气体压力，防止储罐空瘪。

当储罐内压力高于真空阀盘9回座压力时，真空阀盘9从最大起跳高度回落至楔形真空阀座8上，真空阀盘9底面与楔形真空阀座8顶面重新形成高效密封。

根据本发明，主阀体2采用不锈钢材质整体铸造而成。共同气室3的轴心线、真空阀气室5的轴心线和压力阀气室16的轴心线重合，这样能够避免一体式耐烧呼吸阀装置100的内部气流扰动而导致耐烧呼吸阀装置振动不稳的危害。

根据本发明，耐烧阻火组件30包括隔热层18和耐烧阻火盘19。隔热层18优选采用聚邻苯二甲腈隔热层。耐烧阻火组件30能够在一体式耐烧呼吸阀装置100着火情况下，持续耐火烧2小时以上，从而避免火焰及高温传递至储罐内部，阻止了爆炸火灾的发生，有效保障罐区的安全。

如图1所示，在主阀体2的上端中心开口处设有槽沟，耐烧阻火组件30固定安装在槽沟中。隔热层18安装在压力阀气室16出口中心上方槽沟的下端，耐烧阻火盘19安装在压力阀气室16出口中心上方槽沟的上端，从而将隔热层18设置在耐烧阻火盘19的下方。隔热层18在受到高温时，隔热层18表面形成热绝缘炭层，热绝缘炭层1000℃才会分解，因此隔热层18具有优良的隔热性能。隔热层18能够隔绝耐烧阻火盘19的热量往压力阀气室16传递，避免火焰及高温传递至储罐内部。在一个实施例中，耐烧阻火盘19采用不锈钢波纹板卷盘制作，波纹板之间的细小间隙采用隔热涂料喷涂，以达到波纹阻火盘能够耐火烧2小时以上。

在耐烧阻火组件30的上方还设有防雨罩21。防雨罩21优选采用铝片制成。在一个实施例中，防雨罩21可以通过固定螺栓20固定安装在主阀体2的上端外壁上。在防雨罩21与耐烧阻火盘19之间形成燃烧空间，在防雨罩21与主阀体2的上端之间形成环向出口，燃烧空间通过环向出口与大气连通。防雨罩21能够有效防止雨水、昆虫和灰尘进入耐烧阻火盘19的缝隙中，防雨罩21能够避免耐烧阻火盘19阻火面积的减少和防止耐烧阻火盘17压降的增加。当一体式耐烧呼吸阀装置100意外着火时，防雨罩21能够在燃烧五分钟内烧毁殆尽，从而实现耐烧呼吸阀燃烧时热量的快速扩散，同时压力阀气室16的气体出口垂直向上，火焰的热量能够被周围空气迅速带走，从而有效避免热量积聚。

根据本发明的一体式耐烧呼吸阀装置100设置于储罐顶部，其能够在呼吸阀着火情况下，持续耐火烧2小时以上，从而能够有效避免火焰及高温传递至储罐内部，阻止爆炸火灾的发生，保障罐区的安全。一体式耐烧呼吸阀装置100尤其能够应用于爆炸零区，其中，爆炸零区指连续出现或长期出现爆炸性气体或粉尘的环境，例如，储罐液面以上空间、罐区内气体管道和码头船岸对接管道等场合皆属于爆炸零区。

下面以具体的储罐为例对一体式耐烧呼吸阀装置100进行介绍。

以应用于5000立方苯储罐的一体式耐烧呼吸阀装置100为例，一体式耐烧呼吸阀装置100的介质侧法兰1直径为DN200，主阀体2直径为350mm，一体式耐烧呼吸阀装置100整体高度为600mm，一体式耐烧呼吸阀装置100整体重量为110kg。楔形压力阀座13的直径为200mm，压力阀盘14的直径为240mm。楔形真空阀座8的直径为160mm，真空阀盘9的直径为196mm。调节压力阀盘14的重量，使压力阀盘14的起跳压力为1350Pa。调节压力阀杆15的长度和套筒17的内深，使压力阀盘14的最大起跳高度设置为50mm。压力阀盘14能够达到最大起跳高度的压力为1458Pa，即超压8％。压力阀盘14的回座压力为1215Pa。调节真空阀盘9的重量，使真空阀盘9的起跳压力为-300Pa。调节真空阀杆6的长度和限位真空阀杆套7的安装位置，使真空阀盘9的最大起跳高度设置为55mm。真空阀盘9能够达到最大起跳高度的压力为-324Pa，即超压8％。真空阀盘9的回座压力为-270Pa。

当苯储罐内气体压力超过一体式耐烧呼吸阀装置100的压力阀盘14起跳压力1350Pa时，压力阀盘14向上升起，第一通孔121打开而使压力阀气室16打开，苯储罐内气体压力超过1458Pa，压力阀盘14完全起跳，苯储罐内气体从介质侧法兰1进入共同气室3，之后气体往上运移通过第一通孔121进入压力阀气室16，进而经过隔热层18和耐烧阻火盘19排出至大气中。当苯储罐内气体压力低于压力阀盘14回座压力1215Pa，压力阀盘14迅速落座，压力阀盘14底面与楔形压力阀座13顶面形成高效密封。

当苯储罐内气体为负压且低于真空阀盘9起跳压力-300Pa时，真空阀盘9向上升起，第二通孔41打开而使真空阀气室5打开，苯储罐内气体压力低于-324Pa，真空阀盘9完全起跳，一体式耐烧呼吸阀装置100外的空气从耐烧阻火盘19和隔热层18吸入压力阀气室16，进入压力阀气室16的空气经过第一连通管10和第二连通管11吸入真空阀气室5，进入真空阀气室5的空气通过第二通孔41进入共同气室3，进而经过介质侧法兰1进入苯储罐，补充苯储罐内气体压力。直至苯储罐内气体压力高于真空阀盘9回座压力-270Pa，真空阀盘9迅速落座，真空阀盘9底面与楔形真空阀座8顶面形成高效密封。

本发明还提供一种耐烧呼吸阀测试装置200，用于测试一体式耐烧呼吸阀装置100的性能。如图5所示，将耐烧呼吸阀测试装置200接入一体式耐烧呼吸阀装置100的介质侧法兰1。耐烧呼吸阀测试装置200将苯气与空气混合气引入至燃烧气入口201，打开关断阀门203，并通过流量计202检测控制流量，在一体式耐烧呼吸阀装置100的顶端点火，点火燃烧249秒后铝片防雨罩21燃烧殆尽，一体式耐烧呼吸阀装置100顶端苯气持续燃烧，在苯气燃烧的2小时过程中，一体式耐烧呼吸阀装置100下端的火焰传感器206一直没有检测到火焰，从而证明苯储罐的耐烧呼吸阀能够满足耐火烧2小时的要求。其中，204为燃烧气缓冲罐，207为爆破片，205为压力表。

以应用在3000立方汽油储罐的一体式耐烧呼吸阀装置100，一体式耐烧呼吸阀装置100呼吸阀介质侧法兰1直径为DN150，主阀体2直径为300mm，一体式耐烧呼吸阀装置100整体高度为480mm，一体式耐烧呼吸阀装置100整体重量为70kg。楔形压力阀座13的直径为150mm，压力阀盘14的直径为190mm。楔形真空阀座8的直径为110mm，真空阀盘9的直径为145mm。调节压力阀盘14的重量，使压力阀盘14的起跳压力为1000Pa。调节压力阀杆15的长度和套筒17的内深，使压力阀盘14的最大起跳高度设置为51mm。压力阀盘14能够达到最大起跳高度的压力为1080Pa，即超压8％。压力阀盘14的回座压力为900Pa。调节真空阀盘9的重量，使真空阀盘9的起跳压力为-300Pa。调节真空阀杆6的长度和限位真空阀杆套7的安装位置，使真空阀盘9的最大起跳高度设置为54mm。真空阀盘9能够达到最大起跳高度的压力为-324Pa，即超压8％；真空阀盘9的回座压力为-270Pa。

当汽油储罐内气体压力超过压力阀盘14起跳压力1000Pa时，压力阀盘14向上升起，第一通孔121打开而使压力阀气室16打开，汽油储罐内气体压力超过1080Pa，压力阀盘14完全起跳，汽油储罐内气体从介质侧法兰1进入共同气室3，之后气体往上运移通过第一通孔121进入压力阀气室16，进而经过隔热层18和耐烧阻火盘19排出至大气中。当汽油储罐内气体压力低于压力阀盘14回座压力900Pa，压力阀盘14迅速落座，压力阀盘14底面与楔形压力阀座13顶面形成高效密封。

当汽油储罐内气体为负压且低于真空阀盘9起跳压力-300Pa时，真空阀盘9向上升起，第二通孔41打开而使真空阀气室5打开，汽油储罐内气体压力低于-324Pa，真空阀盘9完全起跳，一体式耐烧呼吸阀装置100外的空气从耐烧阻火盘19和隔热层18吸入压力阀气室16，进入压力阀气室16的空气经过第一连通管10和第二连通管11吸入真空阀气室5，进入真空阀气室5的空气通过第二通孔41进入共同气室3，进而经过介质侧法兰1进入汽油储罐，补充汽油储罐内气体压力。直至当汽油储罐内气体压力高于真空阀盘9回座压力-324Pa，真空阀盘9迅速落座，真空阀盘9底面与楔形真空阀座8顶面形成高效密封。

如图5所示，将耐烧呼吸阀测试装置200接入一体式耐烧呼吸阀装置100的介质侧法兰1。耐烧呼吸阀测试装置200将汽油油气与空气混合气引入至燃烧气入口201，打开关断阀门203，并通过流量计202检测控制流量，在一体式耐烧呼吸阀装置100的顶端点火，点火燃烧249秒后铝片防雨罩21燃烧殆尽，一体式耐烧呼吸阀装置100顶端汽油油气持续燃烧，在汽油油气燃烧的2小时过程中，一体式耐烧呼吸阀装置100下端的火焰传感器206一直没有检测到火焰，从而证明汽油油气储罐的耐烧呼吸阀能够满足耐火烧2小时的要求。

以应用在2000立方乙烯储罐的一体式耐烧呼吸阀装置100为例，一体式耐烧呼吸阀装置100的介质侧法兰1直径为DN100，主阀体2直径为250mm，一体式耐烧呼吸阀装置100整体高度为400mm，一体式耐烧呼吸阀装置100整体重量为50kg。楔形压力阀座13的直径为100mm，压力阀盘14的直径为130mm。楔形真空阀座8的直径为80mm，真空阀盘9的直径为96mm。调节压力阀盘14的重量，使压力阀盘14的起跳压力为670Pa。调节压力阀杆15的长度和套筒17的内深，使压力阀盘14的最大起跳高度设置为45mm。压力阀盘14能够达到最大起跳高度的压力为724Pa，即超压8％。压力阀盘14的回座压力为603Pa。调节真空阀盘9的重量，使真空阀盘9的起跳压力为-300Pa。调节真空阀杆6的长度和限位真空阀杆套7的安装位置，使真空阀盘9的最大起跳高度设置为45mm；真空阀盘9能够达到最大起跳高度的压力为-324Pa，即超压8％。真空阀盘9的回座压力为-270Pa。

当乙烯储罐内气体压力超过压力阀盘14起跳压力670Pa时，压力阀盘14向上升起，第一通孔121打开而使压力阀气室16打开，乙烯储罐内气体压力超过724Pa，压力阀盘14完全起跳，乙烯储罐内气体从介质侧法兰1进入共同气室3，之后气体往上运移通过第一通孔121进入压力阀气室16，进而经过隔热层18和耐烧阻火盘19排出至大气中。当乙烯储罐内气体压力低于压力阀盘14回座压力603Pa，压力阀盘14迅速落座，压力阀盘14底面与楔形压力阀座13顶面形成高效密封。

当乙烯储罐内气体为负压且低于真空阀盘9起跳压力-300Pa时，真空阀盘9向上升起，第二通孔41打开而使真空阀气室5打开，乙烯储罐内气体压力低于-324Pa，真空阀盘9完全起跳，，一体式耐烧呼吸阀装置100外的空气从耐烧阻火盘19和隔热层18吸入压力阀气室16，进入压力阀气室16的空气经过第一连通管10和第二连通管11吸入真空阀气室5，进入真空阀气室5的空气通过第二通孔41进入共同气室3，进而经过介质侧法兰1进入乙烯储罐，补充乙烯储罐内气体压力。直至当乙烯储罐内气体压力高于真空阀盘9回座压力-270Pa，真空阀盘9迅速落座，真空阀盘9底面与楔形真空阀座8顶面形成高效密封。

如图5所示，将耐烧呼吸阀测试装置200接入一体式耐烧呼吸阀装置100的介质侧法兰1。耐烧呼吸阀测试装置200将乙烯与空气混合气引入至燃烧气入口201，打开关断阀门203，并通过流量计202检测控制流量，在一体式耐烧呼吸阀装置100的顶端点火，点火燃烧249秒后铝片防雨罩21燃烧殆尽，一体式耐烧呼吸阀装置100顶端乙烯持续燃烧，在乙烯燃烧的2小时过程中，一体式耐烧呼吸阀装置100下端的火焰传感器206一直没有检测到火焰，从而证明乙烯储罐的耐烧呼吸阀能够满足耐火烧2小时的要求。

根据本发明的一体式耐烧呼吸阀装置100通过将压力阀气体出口垂直向上设置，从而将呼盘结构设置在顶部。并且，铝片制成的防雨罩21能够在五分钟内烧毁殆尽，从而实现呼吸阀燃烧时热量的快速扩散，保证一体式耐烧呼吸阀装置100出口处的火焰热量能够被周围空气迅速带走，有效避免热量积聚，减少热量传递至耐烧阻火盘19和隔热层18，阻止了爆炸火灾的发生，非常有利于保障罐区的安全。该一体式耐烧呼吸阀装置通过耐烧阻火盘19和隔热层18，能够在着火情况下，持续耐火烧2小时以上，从而能够有效避免火焰及高温传递至储罐内部，阻止爆炸火灾的发生，进一步保障了罐区的安全。并且，通过将真空阀50与压力阀40同轴心一体式设置，避免了呼吸阀内部气流扰动带来呼吸阀振动不稳的危害。同时，只设置一个耐烧呼吸阀出口，因此，只需配套一枚阻火盘和一个防雨罩，减少耐烧呼吸阀体积和重量，减轻储罐顶部的负重，避免储罐顶部坍塌的风险。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

此外，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

最后应说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施方案而已，并不构成对本发明的任何限制。尽管参照前述实施方案对本发明进行了详细的说明，但是对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一体式耐烧呼吸阀装置，包括：

构造为圆筒状的主阀体(2)；

设置在所述主阀体的上端开口处的耐烧阻火组件(30)；

形成于所述主阀体的内部的压力阀(40)，在所述压力阀的上下两侧分别形成压力阀气室(16)和共同气室(3)；

布置在所述共同气室内的真空阀(50)，所述真空阀包括真空阀气室(5)，所述真空气室与所述压力阀气室连通；

其中，所述一体式耐烧呼吸阀装置构造成能够在储罐内气体压力超过所述压力阀的预定压力时，打开所述压力阀，使得储罐内气体依次进入所述共同气室、所述压力阀气室，进而经过所述耐烧阻火组件排出，并能够在储罐内气体为负压且低于所述真空阀的预定压力时，打开所述真空阀，使得外部空气从所述耐烧阻火组件吸入所述压力阀气室，并进入所述真空阀气室，进而通过所述真空阀进入所述共同气室以进入储罐，从而补充储罐气体压力。

2.根据权利要求1所述的一体式耐烧呼吸阀装置，其特征在于，所述压力阀包括与所述主阀体的侧壁固定连接的分隔板(12)和布置在所述分隔板之上的压力阀盘(14)，所述压力阀气室和所述共同气室分别形成于所述分隔板的上下两侧，

所述分隔板的中部设有第一通孔(121)，所述压力阀盘对应设置在所述第一通孔处，所述压力阀盘能够封堵所述第一通孔而关闭所述压力阀，并能够升起而打开所述压力阀。

3.根据权利要求2所述的一体式耐烧呼吸阀装置，其特征在于，在所述压力阀盘与所述耐烧阻火组件之间连接有升降套筒组件，所述升降套筒组件包括套筒(17)和适配安装在所述套筒内的压力阀杆(15)，所述压力阀杆与所述压力阀盘固定连接，所述套筒固定连接在所述耐烧阻火组件的下端，所述压力阀杆能够沿所述套筒升降运动。

4.根据权利要求2或3所述的一体式耐烧呼吸阀装置，其特征在于，在所述第一通孔内设有环状的楔形压力阀座(13)，所述楔形压力阀座与所述第一通孔过盈配合，

所述压力阀盘底面的表面粗糙度小于8微米，使得所述压力阀盘的底面能够与所述楔形压力阀座的顶面紧密接触而形成密封。

5.根据权利要求1所述的一体式耐烧呼吸阀装置，其特征在于，所述真空阀包括真空阀阀体(4)，所述真空阀气室形成于所述真空阀阀体的内部，所述真空阀阀体的上端设有第二通孔(41)，在所述第二通孔处设有真空阀盘(9)，

所述真空阀盘能够封堵所述第二通孔而关闭所述真空阀，并能够升起而打开所述真空阀。

6.根据权利要求5所述的一体式耐烧呼吸阀装置，其特征在于，所述真空阀气室通过对称分布的第一连通管(10)和第二连通管(11)与所述压力阀气室形成连通，且在所述真空阀阀体与所述主阀体的侧壁之间形成环形通道(70)。

7.根据权利要求5或6所述的一体式耐烧呼吸阀装置，其特征在于，所述真空阀盘的下端固定有真空阀杆(6)，所述真空阀阀体的内壁上固定有限位真空阀杆套(7)，所述真空阀杆适配安装在所述限位真空阀杆套内且能沿所述限位真空阀杆套升降运动。

8.根据权利要求5或6所述的一体式耐烧呼吸阀装置，其特征在于，在所述第二通孔内设有环状的楔形真空阀座(8)，所述楔形真空阀座与所述第二通孔过盈配合，

所述真空阀盘底面的表面粗糙度小于8微米，使得所述真空阀盘的底面能够与所述楔形真空阀座的顶面紧密接触而形成密封。

9.根据权利要求1或3所述的一体式耐烧呼吸阀装置，其特征在于，所述耐烧阻火组件包括隔热层(18)和耐烧阻火盘(19)，所述隔热层设置在所述耐烧阻火盘的下方，

在所述主阀体的上端设有槽沟，所述耐烧阻火组件固定安装在所述槽沟中。

10.根据权利要求9所述的一体式耐烧呼吸阀装置，其特征在于，在所述耐烧阻火组件的上方设有防雨罩(21)，着火时，所述防雨罩能够在5分钟内持续燃烧至完全烧毁，所述耐烧阻火组件能够持续耐火烧至少2小时。

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