專利名稱：用于封閉空間和周圍大氣之間的壓力平衡的減壓閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于封閉空間和周圍大氣之間的壓力平衡的減壓閥。這種減壓閥的一種特別重要的應(yīng)用領(lǐng)域是用于裝盛油產(chǎn)品和化學(xué)產(chǎn)品的罐，下面的描述以該應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)槌霭l(fā)點(diǎn)，但應(yīng)理解該原理同樣可應(yīng)用于其它應(yīng)用領(lǐng)域，例如，用于靜止儲(chǔ)存容器或用于儲(chǔ)存液體石油產(chǎn)品或化學(xué)物質(zhì)的滾動(dòng)運(yùn)輸容器。
當(dāng)在單位時(shí)間中將例如以m3/h測(cè)量的一定量的產(chǎn)品裝入一器中，減壓閥打開(kāi)，當(dāng)容器中的壓力上升到預(yù)定關(guān)閉壓力之上時(shí)，之后每單位時(shí)間將排出相應(yīng)于單位時(shí)間裝入的產(chǎn)品的量的氣體，并有時(shí)具有用于從容器中的液體表面蒸發(fā)的附加量。單位時(shí)間內(nèi)的排氣量取決于閥的流阻，因而取決于閥的提升高度和容器中的壓力。在容器中的壓力不超過(guò)某一安全限度時(shí)可獲得的單位時(shí)間最大排氣量(扣除用于蒸發(fā)的任何附加量)被稱為減壓閥的容量，它是對(duì)單位時(shí)間最大允許裝載量(例如，m3/h)的限度。
單位時(shí)間裝載的產(chǎn)品的體積量稱為裝載速率(例如，m3/h)，而單位時(shí)間的排出的氣體的體積量稱為排氣速率(例如，m3/h)。排氣速率不能與排氣速度混淆，后者是指氣體通過(guò)閥的開(kāi)口排出的線性速度，例如以m/sec測(cè)量。
更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種減壓閥，包括一閥殼體，其頂部設(shè)有一排氣口，該排氣口形成有一朝上的基本上錐形的閥座，一水滴形體適于將沖擊其下側(cè)的氣體流集中到一向上的射流，在所述水滴形體的圓形表面的朝下部分上形成用于封閉所述閥座的基本上錐形的閥面，從而構(gòu)成一閥體和一與所述水滴形體相連并位于殼體中較低高度處的提升盤(pán)，所述提升盤(pán)的外徑大于所述閥座的內(nèi)徑，止擋裝置用于限定閥的完全打開(kāi)的位置，提升盤(pán)由處于閥的完全關(guān)閉位置的自由通道槽圍繞。
這種減壓閥公開(kāi)于國(guó)際專利申請(qǐng)PCT/DK90/00050(于07.09.90以公開(kāi)號(hào)No.WO90/10168出版)中。
由于上述結(jié)構(gòu)，提升壓力在打開(kāi)的初始階段從閥座中水滴形件的下側(cè)的較小面積改變到提升盤(pán)的較大面積，從而獲得較高的提升速度.
在WO90/10168公開(kāi)的實(shí)施例中，閥殼體具有一內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使得當(dāng)水滴形體和提升盤(pán)提升時(shí)，圍繞提升盤(pán)的自由通道面積增加，從而亦增加排氣量，獲得比可能低的壓力，直到閥到達(dá)其完全打開(kāi)位置。
然而，業(yè)已發(fā)現(xiàn)在某些情況下，例如根據(jù)所裝載產(chǎn)品的類型和裝載站的能力和實(shí)際情況，特別是在裝載速率相對(duì)較低并且相應(yīng)的從容器中的排氣速率也較低時(shí)，可能發(fā)生這種情況，即由水滴形閥體和提升盤(pán)構(gòu)成的流量控制件將受到例如由紊流和流體的不均勻分布所引起的氣流速率的波動(dòng)。這樣引起的流量控制件的振動(dòng)將反作用于流動(dòng)速率，從而產(chǎn)生相互放大作用而引起閥在完全打開(kāi)和關(guān)閉位置前后振動(dòng)。因而閥可經(jīng)受一金屬對(duì)金屬的快速連續(xù)的重的碰撞，這除了不能滿足其本身機(jī)械上的要求外，也產(chǎn)生大的噪音，它甚至可被容器壁放大成混響。
本發(fā)明的目的是克服或減小上述缺點(diǎn)，根據(jù)本發(fā)明，該目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，即使閥殼體具有一種內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使得當(dāng)水滴形體和提升盤(pán)從完全關(guān)閉提升到完全打開(kāi)位置時(shí)，圍繞提升盤(pán)的自由通道面積減小。通過(guò)這種設(shè)置，可保持閥在達(dá)到打開(kāi)壓力時(shí)的高速打開(kāi)，但閥一旦打開(kāi)，作用在排出控制件的排出壓力將在一個(gè)寬的范圍內(nèi)基本上不依賴于排出速率，因而對(duì)氣流速率的波動(dòng)基本上不敏感，從而可避免或至少減緩閥在完全打開(kāi)和關(guān)閉位置之間的前后振動(dòng)。
下面參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。附圖中

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的減壓閥的側(cè)視和部分剖視圖，其中閥處于關(guān)閉位置，圖2為閥處于完全打開(kāi)位置的相應(yīng)視圖，圖3和4分別為表示容器壓力和排氣速度與單位時(shí)間排氣的體積量之間的關(guān)系的曲線圖，這種數(shù)據(jù)是通過(guò)對(duì)根據(jù)本發(fā)明的減壓閥的原型測(cè)量獲得的。
在附圖中，標(biāo)號(hào)1為垂直方向的閥殼體，其下端具有一法蘭2，它與管狀座4的法蘭3螺栓連接，座4的下端具有一可與油箱的卸壓口或連接到一個(gè)或多個(gè)油箱隔室的卸壓管的上端螺栓連接的法蘭5。在所示實(shí)施例中，座4具有連接到一真空泄漏閥7的側(cè)開(kāi)口6。對(duì)該閥不作詳細(xì)描述，因?yàn)樗皇潜景l(fā)明的一部分。
在閥殼體的下端具有一圓柱形壁部分8，其上方為一收斂的壁部分9，其后為一圓柱形壁部分10。閥殼體的頂部為一排氣口11。
排氣口中安裝一接口環(huán)12，其內(nèi)側(cè)形成一錐形閥座13。在排氣口11中設(shè)置一水滴形體14，其下側(cè)形成一錐形閥表面15，該表面在閥關(guān)閉的條件下與閥座13密封地接合。為了提高密封性，可在接口環(huán)的內(nèi)側(cè)上設(shè)置一用于與水滴形體14的下側(cè)接合的環(huán)形彈性墊圈，如所述WO90/10168中所公開(kāi)的。
一桿18連接到水滴形體并向下延伸穿過(guò)殼體，它由閥殼體中的上桿導(dǎo)向件19和座4中的下桿導(dǎo)向件20導(dǎo)向。桿18支承一提升盤(pán)21，該盤(pán)在閥的關(guān)閉位置時(shí)位于圓柱形壁部分8內(nèi)并且直徑略小于圓柱形壁部分，從而在提升盤(pán)周圍形成一自由通道槽22。在桿18的下端之下安裝一用于閥的止升的搖桿24。
桿18在上桿導(dǎo)向件19和提升盤(pán)21之間支承一重載23。因而，在這里叫做排氣控制件的結(jié)構(gòu)包括水滴形體14，桿18，重載23和提升盤(pán)21，該結(jié)構(gòu)受到一等于其所有部件總重量的向下的關(guān)閉力的作用。該重載23可由如所述WO90/10168所述的壓縮彈簧補(bǔ)充或代替。
如果超過(guò)大氣壓的壓力進(jìn)入油箱，則該壓力將通過(guò)槽22的泄漏而傳播到提升盤(pán)21上的空間，因此該提升盤(pán)將受到來(lái)自上面和下面的相同的壓力。因此，由作用在水滴形體的下側(cè)上的過(guò)壓力的作用單獨(dú)產(chǎn)生提升力。該提升力等于過(guò)壓力乘以閥座內(nèi)的排氣口的橫截面面積。
當(dāng)提升力上升到高于前面提到的關(guān)閉力時(shí)，閥被打開(kāi)。當(dāng)在閥的排氣口進(jìn)行排氣時(shí)，提升盤(pán)上側(cè)的壓力下降，凈提升力變得等于油箱壓力乘以提升盤(pán)的面積。由于該面積大于排氣口的面積，使得提升力增加，從而增加提升速度。
當(dāng)這樣提升提升盤(pán)時(shí)，由于壁部分9的收斂，控制閥的流阻的圍繞盤(pán)的通道面積將減小。
由于圍繞提升盤(pán)的通道面積決定閥的流阻，因此，閥的壓降對(duì)應(yīng)于給定的排氣速率，在油箱壓力和排氣速率之間存在一確定的關(guān)系，如圖3所示。油箱壓力等于大氣壓加上閥的壓降，該壓降實(shí)際上等于提升盤(pán)周圍的通道面積中的壓降。
排氣速度由排氣速率和提升盤(pán)周圍的通道面積決定，因而也可如圖4所示決定。
圖3示出當(dāng)排氣速率由0上升到某一邊界值時(shí)，壓力沿一平緩的曲線首先向上然后回到關(guān)閉壓力值。當(dāng)超過(guò)邊界值時(shí)，壓力突然降到閥從開(kāi)始被完全打開(kāi)時(shí)相同的值，如圖中虛線所示。在排氣速率繼續(xù)增加時(shí)，閥保持完全打開(kāi)，并且油箱壓力進(jìn)一步增加，當(dāng)該壓力值到達(dá)Pmax，時(shí)，排氣速率已大到最大允許值，它被稱為減壓閥的容量。如果在油箱加載過(guò)程中，加載速率扣除蒸發(fā)(如果有的話)保持低于減壓閥的容量，油箱在一基本安全范圍內(nèi)受到保護(hù)不會(huì)爆炸。
所述排氣速率的邊界值將排氣速率的范圍分成一下范圍和一上范圍，在下范圍中，排氣速率對(duì)油箱壓力以及作用在閥上的提升力影響很小，而在上范圍中，減壓閥一直處于其完全打開(kāi)位置。
在任何一個(gè)范圍內(nèi)都可消除閥由于氣流速率的偶然波動(dòng)而引起的閥在完全打開(kāi)和關(guān)閉位置之間的前后擺動(dòng)。
如圖4所示，當(dāng)排氣速率非常低時(shí)，氣體通過(guò)閥的排氣速度將如此之高以至超出圖中所示范圍。隨著排氣速率增加，排氣速度在排氣速率的邊界值或附近下降至一最低值。尺寸設(shè)計(jì)成使該最低值位于為高速閥設(shè)定的最小值Vmin(例如，30m/sec)之上。
權(quán)利要求
1.用于在一封閉空間和周圍大氣之間壓力平衡的減壓閥，包括一閥殼體(1)，其頂部設(shè)有一排氣口(11)，該排氣口形成有一朝上的基本上錐形的閥座(13)，一水滴形體(14)，適于將沖擊其下側(cè)的氣體流集中到一向上的射流，在所述水滴形體(14)的圓形表面的朝下部分上形成用于封閉所述閥座(13)的基本上錐形的閥面(15)，從而構(gòu)成一閥體和一與所述水滴形體(14)相連并位于殼體(1)中較低高度處的提升盤(pán)(21)，所述提升盤(pán)(21)的外徑大于所述閥座(13)的內(nèi)徑，止擋裝置用于限定閥的完全打開(kāi)的位置，提升盤(pán)由處于閥的完全關(guān)閉位置的自由通道槽(22)圍繞，其特征在于，閥殼體(1)具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)(8，9，10)，使得當(dāng)水滴形體(14)和提升盤(pán)(21)從完全關(guān)閉提升到完全打開(kāi)位置時(shí)，圍繞提升盤(pán)(21)的自由通道面積減小。
全文摘要
用于在一封閉空間和周圍大氣之間壓力平衡的壓力釋放閥，包括一閥殼體(1)，設(shè)有一向上的排氣口(11)，其中形成有一錐形的閥座(13)。設(shè)在排氣口(11)中的一水滴形體(14)的下側(cè)上形成與閥座(13)配合的錐形閥表面(15)。水滴形體(14)與一提升盤(pán)(21)相連，所述提升盤(pán)(21)的面積大于所述閥座(13)并由一自由通道槽(22)圍繞。閥殼體(1)具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)(8，9，10)，使得當(dāng)水滴形體(14)和提升盤(pán)(21)從完全關(guān)閉提升到完全打開(kāi)位置時(shí)，圍繞提升盤(pán)(21)的自由通道面積減小。
文檔編號(hào)F16K17/34GK1152348SQ9519400
公開(kāi)日1997年6月18日 申請(qǐng)日期1995年5月31日 優(yōu)先權(quán)日1994年7月8日
發(fā)明者埃米爾·奧勒斯楚普·瑟倫森, 漢斯亨里克·羅戈德·彼澤森, 安諾斯·伊布·達(dá)姆堡·彼得森 申請(qǐng)人:埃米爾·奧勒斯楚普·瑟倫森