CN220688078U - 一种储罐呼吸阀 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及储罐安全装置技术领域,公开了一种储罐呼吸阀,包括阀体,阀体内腔的上部通过压力端阀孔界定有压力腔体,阀体内腔的下部通过隔板和真空端阀孔界定有真空腔体,阀体的下端为进气口,压力端阀孔上设置有第一密封结构,真空端阀孔上设置有第二密封结构,其中,第一密封结构和第二密封结构各自包括阀座、阀盘、密封膜片和固膜圆板,阀盘的下表面上形成有两个以上的环形凹槽,密封膜片设置在阀盘的下表面上,并且覆盖环形凹槽,固膜圆板设置在阀盘下表面的中部,用于压紧密封膜片,阀座上具有两个以上的密封尖锥,密封尖锥与环形凹槽相互对应配置。按照本实用新型所述的储罐呼吸阀可以实现完全密封,达到呼吸阀零泄漏的密封效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及储罐安全装置技术领域,具体涉及一种储罐呼吸阀。
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。现有呼吸阀的密封结构均采用单个尖锥结构的阀座,密封性能不稳定,长时间使用存在泄漏的问题;并且,现有呼吸阀的密封结构中采用PTFE或者FEP膜作为密封膜片进行密封,此两者材料耐用性差,变形后无法自恢复导致呼吸阀泄漏问题突出,超过2000ppm;另外,呼吸阀随着使用时间的增加,由于储罐介质蒸汽对阀盘的反复冲击,造成阀盘增重,经常出现卡死、粘结、堵塞状况;此外,现有的一体式结构呼吸阀和分体式结构呼吸阀腔体属于非对称设计,阀盘开启后一直处于偏心状态,容易出现卡死和阀杆断裂工况。
综上所述,目前呼吸阀密封结构及材料长时间使用存在泄漏问题,阀盘开启处于偏心状态导致气流不稳定问题,一旦呼吸阀发生异常工况,储运罐区存在重大安全隐患和环保风险,因此亟需开发一种零泄漏自稳定密封结构及其呼吸阀装置,实现呼吸阀零泄漏和自稳定,解决安全隐患,又满足安全环保的要求,保障人身和财产安全。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的储罐呼吸阀长时间使用存在泄露的问题,提供一种新的储罐呼吸阀。按照本实用新型的储罐呼吸阀,能够实现零泄漏,解决安全隐患,并满足安全环保的要求,保障人身和财产安全。
为了实现上述目的,本实用新型提供了一种储罐呼吸阀,包括阀体,所述阀体内腔的上部通过压力端阀孔界定有压力腔体,所述阀体内腔的下部通过隔板和真空端阀孔界定有真空腔体,所述阀体的下端为进气口,所述压力端阀孔上设置有第一密封结构,所述真空端阀孔上设置有第二密封结构,其中,所述第一密封结构和所述第二密封结构各自包括阀座、阀盘、密封膜片和固膜圆板,所述阀盘的下表面上形成有两个以上的环形凹槽,所述密封膜片设置在所述阀盘的下表面上,并且覆盖所述环形凹槽,所述固膜圆板设置在所述阀盘下表面的中部,用于压紧所述密封膜片,所述阀座上具有两个以上的密封尖锥,所述密封尖锥的顶部朝上,并且所述阀座上的密封尖锥与所述阀盘上的环形凹槽相互对应配置。
优选地,所述阀座上的密封尖锥和所述阀盘上的环形凹槽的数量均为两个,位于内环的环形凹槽为I级环形凹槽,位于外环的环形凹槽为II级环形凹槽。
优选地,对应所述I级环形凹槽配置的密封尖锥为低峰密封尖锥,对应所述II级环形凹槽配置的密封尖锥为高峰密封尖锥,所述高峰密封尖锥的高度大于所述低峰密封尖锥的高度。
优选地,所述第一密封结构和所述第二密封结构中的低峰密封尖锥的环直径均与所述阀体下端的进气口的直径相等。
优选地,所述低峰密封尖锥的高度h1与所述高峰密封尖锥的高度h2之间的关系为:h2=h1+a,其中a为0.1-0.8mm。
优选地,所述低峰密封尖锥和所述高峰密封尖锥的尖锥内角为45-75°,且尖锥经过圆弧处理,圆弧直径为0.1-0.3mm。
优选地,所述II级环形凹槽内设置有非牛顿流体缓冲圈。
优选地,所述非牛顿流体缓冲圈的材质为聚氨酯弹性体。
优选地,所述I级环形凹槽和所述II级环形凹槽的腰线为S型。
优选地,所述I级环形凹槽和所述II级环形凹槽的腰线上下弧度为1.1-1.2rad。
优选地,所述I级环形凹槽的中心环直径D1和所述II级环形凹槽的中心环直径D2之间的关系为:D2=D1+b,其中b为14-30mm。
优选地,所述I级环形凹槽的宽度为5-8mm。
优选地,所述II级环形凹槽的宽度为8-12mm。
优选地,所述I级环形凹槽和所述II级环形凹槽的深度各自为2.5-3.2mm。
优选地,所述密封膜片包括聚合物层和氟橡胶层。
优选地,所述聚合物层的材质为聚四氟乙烯。
优选地,所述密封膜片的厚度为0.5-1.1mm。
优选地,所述密封膜片的硬度为HR50-HR75。
优选地,所述密封膜片为圆环状。
优选地,沿着所述阀盘下表面的外周形成有若干个旋翼。
优选地,相邻的旋翼之间相互错开排布。
优选地,每个旋翼的弧度为0.3rad至0.4rad。
优选地,相邻的两个旋翼的间隙为3-6mm。
优选地,所述旋翼的数量为15-20。
优选地,在所述第一密封结构中,所述阀盘的上面设置有第一可伸缩阀杆结构,所述第一可伸缩阀杆结构的上端固定在所述压力腔体的顶部,下端连接至所述阀盘的上表面。
优选地,所述第一可伸缩阀杆结构包括阀杆、杆套和阀杆定位套,所述杆套设置在所述阀杆的外部,所述阀杆定位套的内部布置有若干列第一陶瓷滚珠,配置有阀套的阀杆能够沿着所述阀杆定位套内的陶瓷滚珠上下移动。
优选地,所述阀杆定位套、所述第一密封结构的阀盘和所述压力端阀孔的中心轴线重叠。
优选地,所述阀杆定位套的顶部通过固定十字圈进行固定。
优选地,在所述第二密封结构中,所述阀盘的下面设置有第二可伸缩阀杆结构,所述第二可伸缩阀杆结构包括工型阀杆和十字定位圈,所述工型阀杆贯穿所述十字定位圈,且所述工型阀杆的上端固定在所述阀盘上,所述十字定位圈通过十字盘固定在所述真空端阀孔上,所述十字定位圈的内部布置有若干列第二陶瓷滚珠,所述工型阀杆能够沿着所述十字定位圈内的陶瓷滚珠上下移动。
优选地,所述十字定位圈、所述第二密封结构的阀盘和所述真空端阀孔的中心轴线重叠。
优选地,所述阀体下端环周设置为圆弧结构。
优选地,所述真空腔体底部隔板的左侧设置为圆弧结构。
优选地,所述真空腔体的侧部设置有真空阻火盘,并且所述真空阻火盘对应配置有真空防雨罩。
优选地,所述压力腔体的顶部设置有压力阻火盘,并且所述压力阻火盘对应配置有压力防雨罩。
优选地,所述压力腔体的侧部设置有压力管道阻火器和管道法兰。
按照本实用新型所述的储罐呼吸阀,在压力端阀孔和真空端阀孔上均设置有密封结构,并且密封结构的阀盘上形成有两个以上的环形凹槽,阀座上具有两个以上的密封尖锥,且密封尖锥与环形凹槽一一对应配置;并且所述阀盘上还设置有覆盖环形凹槽的密封膜片。通过这样的结构配置,阀盘与阀座之间可以实现完全密封,达到呼吸阀零泄漏的密封效果。
在较优选的实施方式中,在阀盘外环的环形凹槽内配置非牛顿流体缓冲圈,可在阀盘静置状态缓慢包容密封尖锥,实现较好的密封效果。
在另一较优选的实施方式中,采用由聚合物层和氟橡胶层构成的复合密封膜片,其具备高效密封和高弹性、耐腐蚀的优势,具备自恢复特性,解决了FEP等塑料材料塑性形变无法恢复的问题,可实现长寿命周期内高效密封。
在另一较优选的实施方式中,通过在阀盘外周形成若干个旋翼结构,阀盘开启后可以发生旋转,因而可通过离心力将阀盘上方积累的污尘旋落,实现自清洁;此外,阀盘开启后能够保持自稳定,解决阀盘偏心的问题。
附图说明
图1是本实用新型所述的储罐呼吸阀中密封结构的结构示意图;
图2是本实用新型所述的储罐呼吸阀中阀盘的结构示意图;
图3是本实用新型所述的储罐呼吸阀中阀盘的示意图;
图4是本实用新型所述的储罐呼吸阀中密封膜片的结构示意图;
图5是本实用新型所述的储罐呼吸阀中压力端阀孔上的密封结构的安装示意图;
图6是连接压力端阀孔上的密封结构的阀杆的结构示意图;
图7是本实用新型所述的储罐呼吸阀中真空端阀孔上的密封结构的安装示意图;
图8是连接真空端阀孔上的密封结构的阀杆的结构示意图;
图9本实用新型所述的储罐呼吸阀的一种实施方式的结构示意图;
图10本实用新型所述的储罐呼吸阀的另一种实施方式的结构示意图。
附图标记说明
1、压力端阀孔;2、紧固件;3、O型密封圈;4、阀座;5、密封膜片;6、固膜圆板;7、阀盘紧固螺钉;8、阀盘;9、非牛顿流体缓冲圈;10、阀杆;11、杆套;12、阀杆定位套;121、第一陶瓷滚珠;13、真空端阀孔;41、低峰密封尖锥;42、高峰密封尖锥;51、聚合物层;52、氟橡胶层;81、旋翼;82、I级环形凹槽;83、II级环形凹槽;15、十字定位圈;16、紧固螺母;17、工型阀杆O型密封圈;18、工型阀杆;151、十字盘;152、第二陶瓷滚珠;20、内共腔体;21、真空腔体;25、压力腔体;22、真空阻火盘;23、真空防雨罩;26、固定十字圈;27、压力阻火盘;28、压力防雨罩;30、压力管道阻火器;31、管道法兰。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型,并不用于限制本实用新型。
在本申请的描述中,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示相对重要性,或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,除非另有说明,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;“多个”的含义是两个或两个以上。术语“包括”及其任何变形,意为不排他的包含,可能存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。
另外,“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系的术语,是基于附图所示的方位或相对位置关系描述的,仅是为了便于描述本申请的简化描述,而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
此外,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”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,或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本申请中的具体含义。
如图1-10所示,本实用新型所述的储罐呼吸阀包括阀体,所述阀体内腔的上部通过压力端阀孔1界定有压力腔体25,所述阀体内腔的下部通过隔板和真空端阀孔13界定有真空腔体21,所述阀体的下端为进气口,所述压力端阀孔1上设置有第一密封结构,所述真空端阀孔13上设置有第二密封结构,其中,所述第一密封结构和所述第二密封结构各自包括阀座4、阀盘8、密封膜片5和固膜圆板6,所述阀盘8的下表面上形成有两个以上的环形凹槽,所述密封膜片5设置在所述阀盘8的下表面上,并且覆盖所述环形凹槽,所述固膜圆板6设置在所述阀盘8下表面的中部,用于压紧所述密封膜片5,所述阀座4上具有两个以上的密封尖锥,所述密封尖锥的顶部朝上,并且所述阀座4上的密封尖锥与所述阀盘8上的环形凹槽相互对应配置。
在本文中,所述阀体内腔的“上部”是指在阀体的高度方向上,从阀体的60%高度位置以上至顶部之间的部位。
在本文中,所述阀体内腔的“下部”是指在阀体的高度方向上,从阀体的50%高度位置以下至10%高度位置以上的部位。
按照本实用新型所述的储罐呼吸阀,在压力端阀孔1和真空端阀孔13上设置的密封结构中,阀座上的密封尖锥伸入阀盘上的环形凹槽内,并且在密封膜片的配合作用下,能够实现完全密封,达到零泄漏。
在本实用新型所述的储罐呼吸阀中,所述阀座4上的密封尖锥和所述阀盘8上的环形凹槽的数量可以为两个或两个以上,具体的,例如可以为两个、三个、四个或者更多个。所述密封尖锥和所述环形凹槽的数量越多,虽然密封效果越好,但是所述阀座4和所述阀盘8的生产成本也越高。因此,为了平衡密封效果和生产成本,在优选情况下,所述阀座4上的密封尖锥和所述阀盘8上的环形凹槽的数量均为两个。
当所述阀座4上的密封尖锥和所述阀盘8上的环形凹槽的数量均为两个时,位于内环的环形凹槽为I级环形凹槽82,位于外环的环形凹槽为II级环形凹槽83。进一步优选地,对应所述I级环形凹槽82配置的密封尖锥为低峰密封尖锥41,对应所述II级环形凹槽83配置的密封尖锥为高峰密封尖锥42,所述高峰密封尖锥42的高度大于所述低峰密封尖锥41的高度。
当所述阀座4上的密封尖锥和所述阀盘8上的环形凹槽的数量大于两个(如三个、四个或更多个)时,优选地,位于最内侧的密封尖锥为低峰密封尖锥,除最内侧的密封尖锥之外的其他密封尖锥中的至少一个为高峰密封尖锥;更优选地,位于最外侧的密封尖锥为高峰密封尖锥,除最外侧的密封尖锥之外的其他密封尖锥均为低峰密封尖锥。
按照上述方式配置所述密封尖锥的高度,可以获得更好的密封效果。
更进一步优选地,所述低峰密封尖锥的高度h1与所述高峰密封尖锥的高度h2之间的关系为:h2=h1+a,其中a为0.1-0.8mm,优选为0.3-0.6mm,更优选为0.4-0.5mm。在一些具体实施方式中,所述低峰密封尖锥的高度h1为2.8-3.2mm,最优选为2.8mm;所述高峰密封尖锥的高度h2为3-3.6mm,最优选为3.2mm。
在本实用新型所述的储罐呼吸阀中,优选情况下,所述低峰密封尖锥和所述高峰密封尖锥的尖锥内角为45-75°,更优选为50-70°,最优选为60°。
在本实用新型所述的储罐呼吸阀中,优选情况下,所述低峰密封尖锥和所述高峰密封尖锥的尖锥经过圆弧处理,使得尖锥的圆弧直径为0.1-0.3mm。
在本实用新型所述的储罐呼吸阀中,优选情况下,所述阀盘(8)上的至少一个环形凹槽内设置有非牛顿流体缓冲圈9。通过这样的结构设置,所述非牛顿流体缓冲圈9具有微触碰缓慢凹陷、强力触碰迅速反弹的特性,可以很好地在阀盘8静置状态缓慢包容密封尖锥,阀盘8开启后落座冲击力大时保护所述密封膜片5,减少冲击损伤。
在较优选的实施方式中,当所述阀座4上配置有高峰密封尖锥和低峰密封尖锥时,在与所述高峰密封尖锥对应的阀盘上的环形凹槽内设置非牛顿流体缓冲圈9。
在具体的实施方式中,当所述阀座4上的密封尖锥和所述阀盘8上的环形凹槽的数量均为两个时,所述II级环形凹槽83内设置有非牛顿流体缓冲圈9。
在本实用新型所述的储罐呼吸阀中,所述非牛顿流体缓冲圈9的材质优选为聚氨酯弹性体。
在本实用新型所述的储罐呼吸阀中,优选情况下,所述I级环形凹槽82和所述II级环形凹槽83的腰线为S型。这样的结构设计,能够降低所述密封膜片5凹陷时环形凹槽外轮廓对密封膜片的压力,减少密封膜片磨损。在较优选的实施方式中,所述I级环形凹槽82和所述II级环形凹槽83的腰线上下弧度为1.1-1.2rad,最优选为1.15rad。
在本实用新型所述的储罐呼吸阀中,优选情况下,所述I级环形凹槽82的中心环直径D1和所述II级环形凹槽83的中心环直径D2之间的关系为:D2=D1+b,其中b为14-30mm,优选为16-26mm,更优选为18-24mm,最优选为20mm。
在较优选的实施方式中,当储罐呼吸阀的阀体下端的进气口直径为D时,所述I级环形凹槽82的中心环直径D1=D,同时所述第一密封结构和所述第二密封结构中的低峰密封尖锥41的环直径均与所述进气口的直径相等。
在本实用新型所述的储罐呼吸阀中,优选情况下,所述I级环形凹槽82的宽度为5-8mm,最优选为6mm。
在本实用新型所述的储罐呼吸阀中,优选情况下,所述I级环形凹槽82的深度为2.5-3.2mm,最优选为2.8mm。
在本实用新型所述的储罐呼吸阀中,优选情况下,所述II级环形凹槽83的宽度为8-12mm,最优选为10mm。
在本实用新型所述的储罐呼吸阀中,优选情况下,所述II级环形凹槽83的深度为2.5-3.2mm,最优选为2.8mm。
在本实用新型所述的储罐呼吸阀中,所述阀座4为一体成型结构,且所述阀座4的高度设计为30-40mm,优选为32-38mm,最优选为35mm。通过这样的阀座结构设计,能够保持强度,控制变形量小于0.1%,确保所述密封结构能够获得较好的密封效果。
在本实用新型所述的储罐呼吸阀中,优选情况下,所述密封膜片5包括聚合物层51和氟橡胶层52。其中,所述聚合物层51的材质优选为聚四氟乙烯。在更优选的实施方式中,所述密封膜片5由聚四氟乙烯膜片与氟橡胶膜片硫化胶合而成。在该实施方式中,所述密封膜片5具备聚四氟乙烯膜片的泄漏率低和氟橡胶膜片的高弹性的双重优势,从而更有利于获得零泄漏的密封效果。
在本实用新型所述的储罐呼吸阀中,优选情况下,所述密封膜片5的厚度为0.5-1.1mm,最优选为0.9mm。
在本实用新型所述的储罐呼吸阀中,优选情况下,在所述密封膜片5中,所述聚合物层51与所述氟橡胶层52的厚度之比为1:1~4,具体的,例如可以为1:1、1:1.2、1:1.4、1:1.5、1:1.6、1:1.8、1:2、1:2.2、1:2.4、1:2.5、1:2.6、1:2.8、1:3、1:3.2、1:3.4、1:3.6、1:3.8或1:4。
在本实用新型所述的储罐呼吸阀中,优选情况下,所述密封膜片5的硬度为HR50-HR75,最优选为HR60。
在本实用新型所述的储罐呼吸阀中,所述密封膜片5为圆环状。圆环状的密封膜片的尺寸设计确保其能够覆盖所述阀盘8上的所有环形凹槽。
在本实用新型所述的储罐呼吸阀中,所述密封膜片5的覆盖范围没有特别的限定,只要能够将所述阀盘8上的所有环形凹槽完全覆盖即可。在优选情况下,所述密封膜片5的覆盖范围使得阀座上的密封尖锥充分进入阀盘上的环形凹槽内时,所述密封膜片5的外周和内周仍然能够分别完全覆盖所述阀盘上的最外侧环形凹槽和最内侧环形凹槽。在一些实施方式中,当所述密封膜片5为圆环状时,密封膜片的外周直径比阀盘8上最外侧的环形凹槽的外径大1-30mm,优选大5-20mm;密封膜片的内周直径比阀盘8上最内侧的环形凹槽的内径小1-30mm,优选小5-20mm。
在本实用新型所述的储罐呼吸阀中,优选情况下,沿着所述阀盘8下表面的外周形成有若干个旋翼81。
在本文中,阀盘8的“下表面”是指阀盘在安装状态下的下表面,具体如图1所示。
按照本实用新型所述的储罐呼吸阀,通过在阀盘外周形成若干个旋翼结构,阀盘开启后可以发生旋转,因而可通过离心力将阀盘上方积累的污尘旋落,实现自清洁;此外,阀盘开启后能够保持自稳定,解决阀盘偏心的问题。
在本实用新型所述的储罐呼吸阀中,旋翼81的数量可以为15-20,最优选为17。所述旋翼81可以垂直设置在阀盘8的外周。
在本实用新型所述的储罐呼吸阀中,相邻的旋翼之间相互错开排布。具体的,相邻的旋翼之间形成一个间隙,且在径向上形成部分重叠。在具体的实施方式中,相邻的两个旋翼的间隙c可以为3-6mm,最优选为5mm。在阀盘的径向上,相邻的两个旋翼之间形成重叠的部分占旋翼的1-30%,优选为5-20%。
在本实用新型所述的储罐呼吸阀中,旋翼81的弧度k可以为0.3rad至0.4rad,优选为0.32rad至0.38rad,最优选为0.36rad。
在本实用新型所述的储罐呼吸阀中,在较优选的实施方式中,当储罐呼吸阀的进气口直径为D时,所述阀盘的外径D3=D+(40mm~60mm),旋翼半径R4=(0.15~0.25)*D,旋翼的高度为0.628*(0.1*D+12)mm,如此设计能够使阀盘在1.07倍开启压力时升高至最大高度,同时在开启后阀盘能够以20-30r/s的速度旋转,保持阀盘自稳定,且能够通过离心力将阀盘上方积累的污尘旋落实现自清洁。
在本实用新型所述的储罐呼吸阀中,在较优选的实施方式中,这些旋翼的底部或侧部设置有圆环结构,用于将这些旋翼连成一体,从而保持阀盘整体不变形。所述圆环结构的宽度可以为5-10mm,最优选为8mm。
在本实用新型所述的储罐呼吸阀中,阀盘本体、旋翼81以及用于将旋翼连成一体的圆环结构为一体成型结构,其材质可以为不锈钢或聚苯硫醚等耐腐蚀材料。
在本实用新型所述的储罐呼吸阀中,阀座4安装在阀孔(如压力端阀孔1或真空端阀孔13)上,具体的,阀孔上端与所述阀座4之间配置O型密封圈3,并且采用紧固件2(如紧固螺钉)进行固定。按照这样的阀座安装方式,能够克服现有的阀座安装基本方式(如液氮冷装或者金属胶密封)所存在的缺陷,具体的,液氮冷装安装完成后存在轻微变形,金属胶密封存在密封不严泄漏问题,并且液氮冷装和金属胶密封均存在无法拆卸修复的问题。
在安装于压力端阀孔1上的第一密封结构中,阀座4安装在压力端阀孔1上,压力端阀孔1上端与阀座4之间配置O型密封圈3,并且通过若干个(如4个)紧固件(如紧固螺钉)将阀座4固定在压力端阀孔上。阀盘8的上面设置有第一可伸缩阀杆结构,所述第一可伸缩阀杆结构的上端固定在呼吸阀阀体的顶部,下端连接(如螺旋连接)至阀盘8的上表面。密封膜片5设置在所述阀盘8的下表面上,通过固膜圆板6和阀盘紧固螺钉7压紧。在优选情况下,所述第一可伸缩阀杆结构包括阀杆10、杆套11和阀杆定位套12,所述杆套11设置在所述阀杆10的外部,所述阀杆定位套12的内部布置有若干列(如4列)第一陶瓷滚珠121,配置有阀套的阀杆10能够沿着所述阀杆定位套12内的陶瓷滚珠上下移动。进一步优选地,所述阀杆定位套12、阀盘8和所述压力端阀孔1的中心轴线重叠。更进一步优选地,所述阀杆定位套12的顶部通过固定十字圈26进行固定。
在本实用新型中,所述阀杆10的材质优选为不锈钢。
在本实用新型中,所述杆套11的材质优选为PEEK(聚醚醚酮)复合石墨材料。采用PEEK复合石墨材料制成的杆套能够避免呼吸阀呼出介质对阀杆10的腐蚀,同时这种材质的杆套具有优异的自润滑性、导静电性和耐低温性,可实现呼吸阀-40℃低温下正常使用。
在本实用新型中,所述阀杆定位套12用于控制阀杆10和杆套11的位移动作,阀杆定位套12位于居中位置,同时阀杆定位套12内部设置4列纵向分布5~20枚陶瓷滚珠,陶瓷滚珠的粒径为2mm~4mm,杆套11与周围陶瓷滚珠的距离为0.08-0.12mm(优选为0.1mm),阀杆定位套12内的陶瓷滚珠能够有效将阀杆10和杆套11的任意横向受力转为纵向受力,避免阀盘8的偏心旋转,能够使阀盘8回座时保持同轴度偏差小于0.05mm,使阀盘8与阀座4完全密封。
在本实用新型中,通过阀盘8、非牛顿流体缓冲圈9、密封膜片5、固膜圆板6、阀盘紧固螺钉7、阀杆10和杆套11的总体重量M调整压力端呼吸阀的开启压力P1,P1=1.27*Mg/D,其中,D为储罐呼吸阀的阀体下端的进气口直径。
在安装于真空端阀孔13上的第二密封结构中,阀座4安装在真空端阀孔13上,真空端阀孔13上端与阀座4之间配置O型密封圈3,并且通过若干个(如4个)紧固件(如紧固螺钉)将阀座4固定在真空端阀孔13上。所述阀盘8的下面设置有第二可伸缩阀杆结构,所述第二可伸缩阀杆结构包括工型阀杆18和十字定位圈15,所述工型阀杆18贯穿所述十字定位圈15,且所述工型阀杆18的上端固定在所述阀盘8上,所述十字定位圈15通过十字盘151固定在真空端阀孔13上(具体通过紧固件将十字盘151、阀座4和真空端阀孔13一起固定),所述十字定位圈15的内部布置有若干列(如4列)第二陶瓷滚珠152,所述工型阀杆18能够沿着所述十字定位圈15内的陶瓷滚珠上下移动。进一步优选地,所述工型阀杆18从上到下依次贯穿阀盘8、固膜圆板6和十字定位圈15,所述工型阀杆18上端与阀盘8之间设置有工型阀杆O型密封圈17;在阀盘8的下表面上,通过紧固螺母16对固膜圆板6进行拧紧。更进一步优选地,所述十字定位圈15、阀盘8和真空端阀孔的中心轴线重叠。
在本实用新型中,阀盘8的中心位置安装工型阀杆18,工型阀杆18采用不锈钢材料,从上往下依次穿过阀盘8、固膜圆板6、紧固螺母16和(真空阀杆)十字定位圈15,工型阀杆18上端帽与阀盘8间设置工型阀杆O型密封圈17,紧固螺母16通过旋转拧紧,工型阀杆O型密封圈17变形实现冲压旋翼阀盘14密封。
在本实用新型中,(真空阀杆)十字定位圈15的十字盘151四端通过阀座紧固螺钉安装在真空端阀孔上,(真空阀杆)十字定位圈15中心位置设置圈套,圈套内部设置4列纵向分布5~9枚陶瓷滚珠,陶瓷滚珠的粒径为2mm~4mm,工型阀杆18与周围陶瓷滚珠的距离为0.08-0.12mm(优选为0.1mm),(真空阀杆)十字定位圈15内的陶瓷滚珠151能够有效将工型阀杆18的任意横向受力转为纵向受力,避免阀盘8的偏心旋转,能够使阀盘8回座时保持同轴度偏差小于0.05mm,使阀盘8与阀座4完全密封。
在本实用新型中,在较优选的实施方式中,用于第二密封结构的阀盘8通过冲压形成,也称为冲压旋翼阀盘。
在本实用新型中,通过冲压旋翼阀盘、非牛顿流体缓冲圈9、密封膜片5、固膜圆板6、紧固螺母16、工型阀杆O型密封圈17和工型阀杆18的总体重量M调整真空端呼吸阀的开启压力P2(如-300Pa表压),P2=1.27*Mg/D,其中,D为储罐呼吸阀的阀体下端的进气口直径。
在本实用新型所述的储罐呼吸阀中,优选情况下,所述阀体下端环周设置为圆弧结构。该圆弧结构的弧度可以为0.4-0.6rad,最优选为0.53rad。通过这样的结构设计,可实现进气口处气体的低压降流动。
在本实用新型所述的储罐呼吸阀中,优选情况下,所述真空腔体21底部隔板的左侧设置为圆弧结构。该圆弧结构的弧度可以为1-1.1rad,最优选为1.05rad。当储罐呼吸阀的进气口直径为D时,该圆弧结构的圆弧半径优选为0.5-0.75D,最优选为2D/3。通过这样的结构设计,可实现呼吸阀的内共腔体20的气体均匀进入压力腔体25,或者真空腔体21内空气均匀进入内共腔体20,减少压力损失。
在本实用新型所述的储罐呼吸阀中,优选情况下,所述真空腔体21的侧部设置有真空阻火盘22,并且所述真空阻火盘22对应配置有真空防雨罩23。当储罐呼吸阀的进气口直径为D时,真空防雨罩23的圆弧半径可以为1.4-1.6D,优选为1.5D;弧度可以为1-1.2rad,优选为1.1rad。通过这样的结构设计,可减少呼吸阀呼吸时气体压力损失。
在本实用新型所述的储罐呼吸阀中,在一种实施方式中,如图9所示,所述压力腔体25的顶部设置有压力阻火盘27,并且所述压力阻火盘27对应配置有压力防雨罩28。当储罐呼吸阀的进气口直径为D时,压力防雨罩28的圆弧半径可以为3.4-3.6D,优选为3.5D;弧度可以为0.7-0.8rad,优选为0.75rad。通过这样的结构设计,可减少呼吸阀呼吸时气体压力损失。
在本实用新型所述的储罐呼吸阀中,在另一种实施方式中,如图10所示,所述压力腔体25的侧部设置有压力管道阻火器30和管道法兰31。
在一些实施方式中,所述储罐呼吸阀包括阀体,所述阀体内腔的上部通过压力端阀孔1界定有压力腔体25,所述阀体内腔的下部通过隔板和真空端阀孔13界定有真空腔体21,所述阀体的下端为进气口,所述压力端阀孔1上设置有第一密封结构,所述真空端阀孔13上设置有第二密封结构,其中,所述第一密封结构和所述第二密封结构各自包括阀座4、阀盘8、密封膜片5和固膜圆板6,所述阀盘8的下表面上形成有两个环形凹槽,所述密封膜片5设置在所述阀盘8的下表面上,并且覆盖所述环形凹槽,所述固膜圆板6设置在所述阀盘8下表面的中部,用于压紧所述密封膜片5,所述阀座4上具有两个密封尖锥,所述密封尖锥的顶部朝上,并且所述阀座4上的密封尖锥与所述阀盘8上的环形凹槽相互对应配置;其中,位于内环的环形凹槽为I级环形凹槽82,位于外环的环形凹槽为II级环形凹槽83,对应所述I级环形凹槽82配置的密封尖锥为低峰密封尖锥41,对应所述II级环形凹槽83配置的密封尖锥为高峰密封尖锥42,所述高峰密封尖锥42的高度大于所述低峰密封尖锥41的高度;所述II级环形凹槽83内设置有非牛顿流体缓冲圈9;所述密封膜片5为圆环状,且所述密封膜片5包括聚合物层51和氟橡胶层52,所述聚合物层51的材质优选为聚四氟乙烯;沿着所述阀盘8下表面的外周形成有若干个旋翼81;
在安装于压力端阀孔1上的第一密封结构中,阀座4安装在压力端阀孔1上,压力端阀孔1上端与阀座4之间配置O型密封圈3,并且通过若干个紧固件将阀座4固定在压力端阀孔上;阀盘8的上面设置有第一可伸缩阀杆结构,所述第一可伸缩阀杆结构的上端固定在呼吸阀阀体的顶部,下端连接至阀盘8的上表面;所述第一可伸缩阀杆结构包括阀杆10、杆套11和阀杆定位套12,所述杆套11设置在所述阀杆10的外部,所述阀杆定位套12的内部布置有若干列第一陶瓷滚珠121,配置有阀套的阀杆10能够沿着所述阀杆定位套12内的陶瓷滚珠上下移动;
在安装于真空端阀孔13上的第二密封结构中,阀座4安装在真空端阀孔13上,真空端阀孔13上端与阀座4之间配置O型密封圈3,并且通过若干个紧固件将阀座4固定在真空端阀孔13上;所述阀盘8的下面设置有第二可伸缩阀杆结构,所述第二可伸缩阀杆结构包括工型阀杆18和十字定位圈15,所述工型阀杆18贯穿所述十字定位圈15,且所述工型阀杆18的上端固定在所述阀盘8上,所述十字定位圈15通过十字盘151固定在真空端阀孔13上(具体通过紧固件将十字盘151、阀座4和真空端阀孔13一起固定),所述十字定位圈15的内部布置有若干列第二陶瓷滚珠152,所述工型阀杆18能够沿着所述十字定位圈15内的陶瓷滚珠上下移动;
所述阀体下端环周设置为圆弧结构,所述真空腔体21底部隔板的左侧设置为圆弧结构;
所述真空腔体21的侧部设置有真空阻火盘22,并且所述真空阻火盘22对应配置有真空防雨罩23;所述压力腔体25的顶部设置有压力阻火盘27,并且所述压力阻火盘27对应配置有压力防雨罩28。
在另一些实施方式中,所述储罐呼吸阀包括阀体,所述阀体内腔的上部通过压力端阀孔1界定有压力腔体25,所述阀体内腔的下部通过隔板和真空端阀孔13界定有真空腔体21,所述阀体的下端为进气口,所述压力端阀孔1上设置有第一密封结构,所述真空端阀孔13上设置有第二密封结构,其中,所述第一密封结构和所述第二密封结构各自包括阀座4、阀盘8、密封膜片5和固膜圆板6,所述阀盘8的下表面上形成有两个环形凹槽,所述密封膜片5设置在所述阀盘8的下表面上,并且覆盖所述环形凹槽,所述固膜圆板6设置在所述阀盘8下表面的中部,用于压紧所述密封膜片5,所述阀座4上具有两个密封尖锥,所述密封尖锥的顶部朝上,并且所述阀座4上的密封尖锥与所述阀盘8上的环形凹槽相互对应配置;其中,位于内环的环形凹槽为I级环形凹槽82,位于外环的环形凹槽为II级环形凹槽83,对应所述I级环形凹槽82配置的密封尖锥为低峰密封尖锥41,对应所述II级环形凹槽83配置的密封尖锥为高峰密封尖锥42,所述高峰密封尖锥42的高度大于所述低峰密封尖锥41的高度;所述II级环形凹槽83内设置有非牛顿流体缓冲圈9;所述密封膜片5为圆环状,且所述密封膜片5包括聚合物层51和氟橡胶层52,所述聚合物层51的材质优选为聚四氟乙烯;沿着所述阀盘8下表面的外周形成有若干个旋翼81;
在安装于压力端阀孔1上的第一密封结构中,阀座4安装在压力端阀孔1上,压力端阀孔1上端与阀座4之间配置O型密封圈3,并且通过若干个紧固件将阀座4固定在压力端阀孔上;阀盘8的上面设置有第一可伸缩阀杆结构,所述第一可伸缩阀杆结构的上端固定在呼吸阀阀体的顶部,下端连接至阀盘8的上表面;所述第一可伸缩阀杆结构包括阀杆10、杆套11和阀杆定位套12,所述杆套11设置在所述阀杆10的外部,所述阀杆定位套12的内部布置有若干列第一陶瓷滚珠121,配置有阀套的阀杆10能够沿着所述阀杆定位套12内的陶瓷滚珠上下移动;
在安装于真空端阀孔13上的第二密封结构中,阀座4安装在真空端阀孔13上,真空端阀孔13上端与阀座4之间配置O型密封圈3,并且通过若干个紧固件将阀座4固定在真空端阀孔13上;所述阀盘8的下面设置有第二可伸缩阀杆结构,所述第二可伸缩阀杆结构包括工型阀杆18和十字定位圈15,所述工型阀杆18贯穿所述十字定位圈15,且所述工型阀杆18的上端固定在所述阀盘8上,所述十字定位圈15通过十字盘151固定在真空端阀孔13上(具体通过紧固件将十字盘151、阀座4和真空端阀孔13一起固定),所述十字定位圈15的内部布置有若干列第二陶瓷滚珠152,所述工型阀杆18能够沿着所述十字定位圈15内的陶瓷滚珠上下移动;
所述阀体下端环周设置为圆弧结构,所述真空腔体21底部隔板的左侧设置为圆弧结构;
所述真空腔体21的侧部设置有真空阻火盘22,并且所述真空阻火盘22对应配置有真空防雨罩23;所述压力腔体25的侧部设置有压力管道阻火器30和管道法兰31。
在上述实施方式的储罐呼吸阀中,在低峰密封尖锥41作用下密封膜片5陷入I级环形凹槽82内0.2mm-0.5mm;在高峰密封尖锥42作用下密封膜片5陷入II级环形凹槽83内0.6mm-0.9mm,如此设计形成两重高效密封,在低峰密封尖锥41与陷入I级环形凹槽82的密封膜片5共同作用下有效减少95%呼吸阀泄漏,在高峰密封尖锥42与陷入II级环形凹槽83的密封膜片5共同作用下有效减少99.9999%呼吸阀泄漏,同时在II级环形凹槽83内设置非牛顿流体缓冲圈9,该材料采用聚氨酯弹性体,可以很好地在阀盘静置状态缓慢包容高峰密封尖锥42,实现旋翼阀盘与阀座4完全密封,达到零泄漏。
下面通过实施例来进一步说明本实用新型所述的储罐呼吸阀。实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体操作过程,但本实用新型的保护范围不限于下述实施例。
实施例1
如图1-9所示,所述储罐呼吸阀包括阀体,所述阀体内腔的上部通过压力端阀孔1界定有压力腔体25,所述阀体内腔的下部通过隔板和真空端阀孔13界定有真空腔体21,所述阀体的下端为进气口(进气口直径为D),所述压力端阀孔1上设置有第一密封结构,所述真空端阀孔13上设置有第二密封结构;所述阀体下端环周设置为圆弧结构,弧度为0.53rad;所述真空腔体21底部隔板的左侧设置为圆弧结构,弧度为1.05rad,圆弧半径为2D/3;所述真空腔体21的侧部设置有真空阻火盘22,并且所述真空阻火盘22对应配置有真空防雨罩23;所述压力腔体25的顶部设置有压力阻火盘27,并且所述压力阻火盘27对应配置有压力防雨罩28。
其中,所述第一密封结构和所述第二密封结构各自包括阀座4、阀盘8、密封膜片5和固膜圆板6,所述阀盘8的下表面上形成有两个环形凹槽,所述密封膜片5设置在所述阀盘8的下表面上,并且覆盖所述环形凹槽,所述固膜圆板6设置在所述阀盘8下表面的中部,用于压紧所述密封膜片5,所述阀座4上具有两个密封尖锥,所述密封尖锥的顶部朝上,并且所述阀座4上的密封尖锥与所述阀盘8上的环形凹槽相互对应配置;其中,位于内环的环形凹槽为I级环形凹槽82,位于外环的环形凹槽为II级环形凹槽83,所述II级环形凹槽83内设置有非牛顿流体缓冲圈9,材质为聚氨酯弹性体;所述I级环形凹槽82和所述II级环形凹槽83的腰线为S型,所述I级环形凹槽82和所述II级环形凹槽83的腰线上下弧度为1.15rad;所述I级环形凹槽82的中心环直径D1和所述II级环形凹槽83的中心环直径D2之间的关系为:D2=D1+b,其中b为20mm,D1=D,所述I级环形凹槽82的宽度为6mm,深度为2.8mm;所述II级环形凹槽83的宽度为10mm,深度为2.8mm;对应所述I级环形凹槽82配置的密封尖锥为低峰密封尖锥41,对应所述II级环形凹槽83配置的密封尖锥为高峰密封尖锥42,所述高峰密封尖锥42的高度大于所述低峰密封尖锥41的高度,所述低峰密封尖锥41的高度h1与所述高峰密封尖锥42的高度h2之间的关系为:h2=h1+a,其中a为0.4mm,所述阀座4的高度为35mm,所述低峰密封尖锥41和所述高峰密封尖锥42的尖锥内角为60°,所述低峰密封尖锥41和所述高峰密封尖锥42的尖锥经过圆弧处理,使得尖锥的圆弧直径为0.2mm;所述密封膜片5由聚四氟乙烯膜片与氟橡胶膜片硫化胶合而成,所述密封膜片5为圆环状,其厚度为0.9mm,硬度为HR60,且聚四氟乙烯膜片与氟橡胶膜片的厚度之比为1:2;
沿着所述阀盘8下表面的外周垂直形成有17个旋翼81,这些旋翼的底部设置有圆环结构,用于将这些旋翼连成一体,所述圆环结构的宽度为8mm;相邻的旋翼之间相互错开排布,相邻的两个旋翼的间隙c为5mm,旋翼81的弧度k为0.36rad;阀盘8、旋翼81以及所述圆环结构为不锈钢一体成型结构,阀盘8的外径D3=D+50mm,旋翼半径R4=0.2D,旋翼的高度为0.628*(0.1*D+12)mm;
在安装于压力端阀孔1上的第一密封结构中,阀座4安装在压力端阀孔1上,压力端阀孔1上端与阀座4之间配置O型密封圈3,并且通过4个紧固螺钉将阀座4固定在压力端阀孔上;阀盘8的上面设置有第一可伸缩阀杆结构,所述第一可伸缩阀杆结构的上端固定在呼吸阀阀体的顶部,下端连接至阀盘8的上表面;所述第一可伸缩阀杆结构包括阀杆10、杆套11和阀杆定位套12,所述杆套11设置在所述阀杆10的外部,所述阀杆定位套12的内部布置有4列第一陶瓷滚珠121(每列纵向分布15枚陶瓷滚珠,陶瓷滚珠的粒径为3mm,杆套11与周围陶瓷滚珠的距离为0.1mm),配置有阀套的阀杆10能够沿着所述阀杆定位套12内的陶瓷滚珠上下移动;
在安装于真空端阀孔13上的第二密封结构中,阀座4安装在真空端阀孔13上,真空端阀孔13上端与阀座4之间配置O型密封圈3,并且通过4个紧固螺钉将阀座4固定在真空端阀孔13上;所述阀盘8的下面设置有第二可伸缩阀杆结构,所述第二可伸缩阀杆结构包括工型阀杆18和十字定位圈15,所述工型阀杆18贯穿所述十字定位圈15,且所述工型阀杆18的上端固定在所述阀盘8上,所述十字定位圈15通过十字盘151固定在真空端阀孔13上(具体通过紧固螺钉将十字盘151、阀座4和真空端阀孔13一起固定),所述十字定位圈15的内部布置有4列第二陶瓷滚珠152(每列纵向分布15枚陶瓷滚珠,陶瓷滚珠的粒径为3mm,杆套11与周围陶瓷滚珠的距离为0.1mm),所述工型阀杆18能够沿着所述十字定位圈15内的陶瓷滚珠上下移动。
实施例2
采用实施例1所述的储罐呼吸阀,其中,呼吸阀的进气口直径D为300mm,称为呼吸阀A1。
利用VENTIL CT800-T4呼吸阀测试装置对呼吸阀A1开展测试,压力端开启压力为1350Pa,真空端开启压力为-300Pa。测试标准依据API2000-2014《Venting Atmosphericand Low-pressure Storage Takns》和ISO 28300-2008《Petroleum,petrochemical andnatural gas industries-Venting of atmospheric and low-pressure storage tanks》方法进行测试。
结果,呼吸阀A1在1012Pa(1350Pa*75%)测试压力下,泄漏率为0Nml/min,呼吸阀A1泄漏率为1Nml/min时测试压力为1300Pa,达到开启压力的96%;呼吸阀A1在-225Pa(-300Pa*75%)测试压力下,泄漏率为0Nml/min,呼吸阀A1泄漏率为1Nml/min时测试压力为-290Pa,达到开启压力的96%。
实施例3
采用实施例1所述的储罐呼吸阀,其中,呼吸阀的进气口直径D为150mm,称为呼吸阀A2。
利用VENTIL CT800-T4呼吸阀测试装置对呼吸阀A1开展测试,压力端开启压力为1750Pa,真空端开启压力为-300Pa。测试标准依据API2000-2014《Venting Atmosphericand Low-pressure Storage Takns》和ISO 28300-2008《Petroleum,petrochemical andnatural gas industries-Venting of atmospheric and low-pressure storage tanks》方法进行测试。
结果,呼吸阀A2在1310Pa(1750Pa*75%)测试压力下,泄漏率为0Nml/min,呼吸阀A2泄漏率为1Nml/min时测试压力为1700Pa,达到开启压力的97%;呼吸阀A2在-225Pa(-300Pa*75%)测试压力下,泄漏率为0Nml/min,呼吸阀A2泄漏率为1Nml/min时测试压力为-290Pa,达到开启压力的96%。
实施例4
采用实施例1所述的储罐呼吸阀,其中,呼吸阀的进气口直径D为200mm,称为呼吸阀A3。
利用VENTIL CT800-T4呼吸阀测试装置对呼吸阀A1开展测试,压力端开启压力为1350Pa,真空端开启压力为-300Pa。测试标准依据API2000-2014《Venting Atmosphericand Low-pressure Storage Takns》和ISO 28300-2008《Petroleum,petrochemical andnatural gas industries-Venting of atmospheric and low-pressure storage tanks》方法进行测试。
结果,呼吸阀A3在1012Pa(1350Pa*75%)测试压力下,初始泄漏率为0Nml/min,呼吸阀A3在1300Pa(1350Pa*96%)泄漏率为1Nml/min,连续静置365天,每隔10天测试泄漏率,泄漏率平均值为1.2Nml/min,拆开发现密封膜片形变0.8%,仍然保持良好的弹性状态。
呼吸阀A3在1350Pa开启压力下,进行反复起跳测试,呼吸阀A3在1012Pa(1350Pa*75%)测试压力下,初始泄漏率为0Nml/min,在1300Pa(1350Pa*96%)泄漏率为1Nml/min,测试进行到11万次,1012Pa测试压力下泄漏率为0Nml/min,1300Pa泄漏率为39Nml/min,静置20分钟后1300Pa泄漏率为1Nml/min,可见复合密封膜片具备很强的自恢复功能。
实施例5
本实施例采用呼吸阀A3进行实验。
利用德国LDARtools公司phx42-7314总烃分析仪对储罐安装的呼吸阀进行LDAR测试,测试方法依据《工业企业挥发性有机物泄漏检测与修复》HJ1230-2021进行。将呼吸阀A3安装在5000立方苯储罐罐顶,在苯储罐1020Pa压力时,测得呼吸阀A3装置出口VOCs浓度为0ppm,在苯储罐1300Pa压力时,测得呼吸阀A3装置出口VOCs浓度为0.3ppm,可见呼吸阀密封效果较好,泄漏率较小。
将呼吸阀A3应用1年后,年检时拆卸检查内部情况时,呼吸阀A3阀杆初始表面粗糙度8μm,1年后呼吸阀A3阀杆表面光滑均匀,最大粗糙度8.5μm。可见,旋翼阀盘开启时居中度良好,解决处于普通阀盘偏心状态导致气流不稳定的问题。
而且,呼吸阀A3所用的复合密封膜片表面无折痕,复合密封膜片形变0.5%,仍然保持良好的弹性状态。
由上述实施例可以看出,按照本实用新型所述的储罐呼吸阀可以实现完全密封,达到呼吸阀零泄漏的密封效果。
以上详细描述了本实用新型的优选实施方式,但是,本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内,可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型,包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合,这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容,均属于本实用新型的保护范围。
Claims (30)
1.一种储罐呼吸阀,包括阀体,所述阀体内腔的上部通过压力端阀孔(1)界定有压力腔体(25),所述阀体内腔的下部通过隔板和真空端阀孔(13)界定有真空腔体(21),所述阀体的下端为进气口,所述压力端阀孔(1)上设置有第一密封结构,所述真空端阀孔(13)上设置有第二密封结构,其特征在于,所述第一密封结构和所述第二密封结构各自包括阀座(4)、阀盘(8)、密封膜片(5)和固膜圆板(6),所述阀盘(8)的下表面上形成有两个以上的环形凹槽,所述密封膜片(5)设置在所述阀盘(8)的下表面上,并且覆盖所述环形凹槽,所述固膜圆板(6)设置在所述阀盘(8)下表面的中部,用于压紧所述密封膜片(5),所述阀座(4)上具有两个以上的密封尖锥,所述密封尖锥的顶部朝上,并且所述阀座(4)上的密封尖锥与所述阀盘(8)上的环形凹槽相互对应配置。
2.根据权利要求1所述的储罐呼吸阀,其特征在于,所述阀座(4)上的密封尖锥和所述阀盘(8)上的环形凹槽的数量均为两个,位于内环的环形凹槽为I级环形凹槽(82),位于外环的环形凹槽为II级环形凹槽(83)。
3.根据权利要求2所述的储罐呼吸阀,其特征在于,对应所述I级环形凹槽(82)配置的密封尖锥为低峰密封尖锥(41),对应所述II级环形凹槽(83)配置的密封尖锥为高峰密封尖锥(42),所述高峰密封尖锥(42)的高度大于所述低峰密封尖锥(41)的高度。
4.根据权利要求3所述的储罐呼吸阀,其特征在于,所述第一密封结构和所述第二密封结构中的低峰密封尖锥(41)的环直径均与所述阀体下端的进气口的直径相等。
5.根据权利要求3所述的储罐呼吸阀,其特征在于,所述低峰密封尖锥(41)的高度h1与所述高峰密封尖锥(42)的高度h2之间的关系为:h2=h1+a,其中a为0.1-0.8mm。
6.根据权利要求3-5中任意一项所述的储罐呼吸阀,其特征在于,所述低峰密封尖锥(41)和所述高峰密封尖锥(42)的尖锥内角为45-75°,且尖锥经过圆弧处理,圆弧直径为0.1-0.3mm。
7.根据权利要求2-5中任意一项所述的储罐呼吸阀,其特征在于,所述II级环形凹槽(83)内设置有非牛顿流体缓冲圈(9)。
8.根据权利要求7所述的储罐呼吸阀,其特征在于,所述非牛顿流体缓冲圈(9)的材质为聚氨酯弹性体。
9.根据权利要求2-5中任意一项所述的储罐呼吸阀,其特征在于,所述I级环形凹槽(82)和所述II级环形凹槽(83)的腰线为S型。
10.根据权利要求2-5中任意一项所述的储罐呼吸阀,其特征在于,所述I级环形凹槽(82)的中心环直径D1和所述II级环形凹槽(83)的中心环直径D2之间的关系为:D2=D1+b,其中b为14-30mm。
11.根据权利要求2-5中任意一项所述的储罐呼吸阀,其特征在于,所述I级环形凹槽(82)的宽度为5-8mm,所述II级环形凹槽(83)的宽度为8-12mm,所述I级环形凹槽(82)和所述II级环形凹槽(83)的深度为2.5-3.2mm。
12.根据权利要求1-5中任意一项所述的储罐呼吸阀,其特征在于,所述密封膜片(5)包括聚合物层(51)和氟橡胶层(52)。
13.根据权利要求12所述的储罐呼吸阀,其特征在于,所述聚合物层(51)的材质为聚四氟乙烯。
14.根据权利要求1-5中任意一项所述的储罐呼吸阀,其特征在于,所述密封膜片(5)为圆环状。
15.根据权利要求1所述的储罐呼吸阀,其特征在于,沿着所述阀盘(8)下表面的外周形成有若干个旋翼(81)。
16.根据权利要求15所述的储罐呼吸阀,其特征在于,相邻的旋翼之间相互错开排布。
17.根据权利要求15或16所述的储罐呼吸阀,其特征在于,每个旋翼的弧度为0.3rad至0.4rad。
18.根据权利要求15或16所述的储罐呼吸阀,其特征在于,相邻的两个旋翼的间隙为3-6mm。
19.根据权利要求15或16所述的储罐呼吸阀,其特征在于,所述旋翼(81)的数量为15-20。
20.根据权利要求1-5和15-16中任意一项所述的储罐呼吸阀,其特征在于,在所述第一密封结构中,所述阀盘(8)的上面设置有第一可伸缩阀杆结构,所述第一可伸缩阀杆结构的上端固定在所述压力腔体(25)的顶部,下端连接至所述阀盘(8)的上表面。
21.根据权利要求20所述的储罐呼吸阀,其特征在于,所述第一可伸缩阀杆结构包括阀杆(10)、杆套(11)和阀杆定位套(12),所述杆套(11)设置在所述阀杆(10)的外部,所述阀杆定位套(12)的内部布置有若干列第一陶瓷滚珠(121),配置有阀套的阀杆(10)能够沿着所述阀杆定位套(12)内的陶瓷滚珠上下移动。
22.根据权利要求21所述的储罐呼吸阀,其特征在于,所述阀杆定位套(12)、所述第一密封结构的阀盘(8)和所述压力端阀孔(1)的中心轴线重叠。
23.根据权利要求22所述的储罐呼吸阀,其特征在于,所述阀杆定位套(12)的顶部通过固定十字圈(26)进行固定。
24.根据权利要求1-5和15-16中任意一项所述的储罐呼吸阀,其特征在于,在所述第二密封结构中,所述阀盘(8)的下面设置有第二可伸缩阀杆结构,所述第二可伸缩阀杆结构包括工型阀杆(18)和十字定位圈(15),所述工型阀杆(18)贯穿所述十字定位圈(15),且所述工型阀杆(18)的上端固定在所述阀盘(8)上,所述十字定位圈(15)通过十字盘(151)固定在所述真空端阀孔(13)上,所述十字定位圈(15)的内部布置有若干列第二陶瓷滚珠(152),所述工型阀杆(18)能够沿着所述十字定位圈(15)内的陶瓷滚珠上下移动。
25.根据权利要求24所述的储罐呼吸阀,其特征在于,所述十字定位圈(15)、所述第二密封结构的阀盘(8)和所述真空端阀孔(13)的中心轴线重叠。
26.根据权利要求1-5和15-16中任意一项所述的储罐呼吸阀,其特征在于,所述阀体下端环周设置为圆弧结构。
27.根据权利要求1-5和15-16中任意一项所述的储罐呼吸阀,其特征在于,所述真空腔体(21)底部隔板的左侧设置为圆弧结构。
28.根据权利要求1-5和15-16中任意一项所述的储罐呼吸阀,其特征在于,所述真空腔体(21)的侧部设置有真空阻火盘(22),并且所述真空阻火盘(22)对应配置有真空防雨罩(23)。
29.根据权利要求1-5和15-16中任意一项所述的储罐呼吸阀,其特征在于,所述压力腔体(25)的顶部设置有压力阻火盘(27),并且所述压力阻火盘(27)对应配置有压力防雨罩(28)。
30.根据权利要求1-5和15-16中任意一项所述的储罐呼吸阀,其特征在于,所述压力腔体(25)的侧部设置有压力管道阻火器(30)和管道法兰(31)。
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