对油罐机械呼吸阀结构的改进

顾佳鹏 缪军翔 竺振宇(浙江海洋大学石化与能源工程学院， 浙江 舟山 316022)

对油罐机械呼吸阀结构的改进

顾佳鹏 缪军翔 竺振宇(浙江海洋大学石化与能源工程学院， 浙江 舟山 316022)

目前，油罐通过呼吸阀进行呼吸来保护油罐的同时会带来油品的损耗，这种损耗给油库带来了很大的损失，也造成了石油资源的浪费。如果能阻止油蒸汽从呼吸阀中排出，并且能把其收集起来加以利用，将会带来一定的收益。本文论述通过对机械呼吸阀的改进来减少油罐呼吸作用带来的油品损耗。

机械呼吸阀;油品损耗;筒状双层膜结构

1 油罐的大小呼吸

(1)大呼吸 油通过泵和管道进入油罐中，油品液面不断上升，油罐液面上方的空间不断减小，当液面到达一定程度时，罐内空气压力过大，此时呼吸阀开始起到作用，混合油气从呼吸阀排到空气中去，保证内部压力在正常范围之内。油通过泵和管道进行发油作业时，罐内液面不断下降，罐内压力不断下降，出现负压，当压力下降到一定程度，呼吸阀打开，外界新鲜空气进入到罐内，保证内部压力在正常范围之内。

(2)小呼吸 油罐没有进油和出油时，由于温度的昼夜变化，天气情况等因素导致油罐内的压力发生变化，当这压力超出正常范围时，呼吸阀就会打开，通过排除混合油气或吸入新鲜空气使罐内的压力在正常范围之内。小呼吸没有大呼吸来的厉害，但是它对油品的损耗也不容小觑。

2 呼吸阀的通气性

通气性是指呼吸阀开启时，在规定的阀前后气体压力差作用下，单位时间内阀口单位面积能通过的气体量，相同压差作用下通过的气体流量越大，通气性越好，而单位面积流量则取决于阀盘开启的程度。油罐选用呼吸阀时应选用呼吸阀通气性好的，这样才能保证油罐的安全使用。因为油罐内部可能由于外界因素的影响如温度等会导致内部压力突然变大或变小，如果不能在较短的时间内排除混合油气或吸入新鲜空气，油罐很有可能会凸出或者变瘪，导致油罐的损坏，使其不能正常的储存油品，造成经济的损失。所以机械呼吸阀的通气性要好。

3 呼吸阀的用处

(1)保证油罐安全储存 油罐会因为温度变化、油品的量等因素会造成油罐内部压力的变化，如果内部压力过大，大于油罐所能承受的最大压力，那么油罐会胀大，甚至会出现破裂。如果内部压力变小，与环境的压力相比相差甚远，那么油罐会因为负压，而被压瘪，导致油罐不能安全使用。而机械呼吸阀可以保证油罐的安全储存，当油罐内部压力过大时，混合油气通过机械呼吸阀释放到空气中去。当油罐内部压力过小时，外界空气通过呼吸阀进入到油罐内，使油罐内部压力维持在安全储存的压力范围之内。

(2)减少油品的损耗 机械呼吸阀在一定程度上能起到减少油品损耗的作用，即当油罐压力在油罐安全储存的范围内，机械呼吸阀的压力阀不会被顶开，混合油气不会从油罐里逸到空气中去，一定程度上减少油品损耗，但由于油罐受热胀冷缩等影响，压力变化范围较大，混合油气通过机械呼吸阀到外界的损耗较多。所以机械呼吸阀减少油品的损耗也是在一定程度的压力范围之内，油罐通过机械呼吸阀进行呼吸会带来油品的损耗。

4 呼吸阀的作用原理

呼吸阀是利用阀盘(有时阀盘上加重块)的重量，来控制罐内的呼气压力和吸入的真空度。当罐内气体的压力超过油罐的允许压力值时，压力阀即被顶开，混合油气从罐内逸出(呼出)，使罐内的压力不再增高。当罐内气体的真空度超过油罐的允许真空度时，真空阀即被顶开，吸入空气维持油罐压力平衡。压力在一定范围内，油罐不呼吸，所以呼吸阀在一定程度上减少了油品的蒸发损耗。

5 呼吸阀的改进

(1)筒状双层膜结构 由于油罐受到热胀冷缩等因素的影响，使油罐内部压力发生变化，为了使油罐安全储存，它通过呼吸阀来维持内部压力在安全的储存范围之内，内部压力过大混合油气从罐内逸出，释放压力的同时也会造成油品的损耗，带来经济损失，为了减少油罐通过呼吸阀进行呼吸所带来的油品损耗。对原有的机械呼吸阀进行改进，即在呼吸阀内部加一个筒状结构的双层膜。这种筒状双层膜结构，它是由两层筒状膜组合而成，外层膜允许空气等小分子通过，而不允许油蒸汽、杂质等大分子通过；内层膜允许油罐中油蒸汽等通过，但不允许油蒸汽再进入油罐中，但空气等小分子还是可以进入，即对油蒸汽等大分子具有单向性，对空气等小分子具有双向性。两层筒状膜间有一个储油腔能收集油蒸汽，混合油气通过内膜进入到储油腔中，混合油气会液化成液体。当油的重量达到一定程度时，内层膜两弹性膜片向下弯曲，使油品进入油罐中，重量减轻后两弹性膜片又会恢复到原来的位置，从而达到减少油品损耗及外界杂质进入到油罐中。这种改进可以使混合油气不排除到外界，使其得到充分的利用，也可以防止外界大分子杂质进入到油罐中去。这种筒状结构的双层膜特征在于它与呼吸阀底部连接在一起，拆装简便，所以对它的清理和更换也很方便。它的储油腔中的两片弹性膜片要求具有很好的弹性而且也要求当释放完油品后能回复到原来的位置。它的外膜和内膜要求有很好的强度，即这两层膜能保持整个结构的筒状结构。储油腔中底部除了两个弹性膜片外剩下的环形部分是与外膜和内膜密封在一起的。

(2)环形垫片 机械呼吸阀安装到油罐上时，有可能机械呼吸阀与油罐接触面的密封效果做得不佳，导致混合油气会从该处逸出导致油品的损耗。为了解决这个问题可以在该接触面上加上一个环形垫片，这种垫片有很好的柔韧性，这样它可以与机械呼吸阀和油罐的接触面做到一个较好的密封性。

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