07 呼吸阀的设置和计算
橡胶或三元乙丙胶等。
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工作介质中含有颗粒物质的工况，由于颗粒物质容 易阻塞阀杆与导向套之间的缝隙，从而影响阀杆运 动，直至阀杆卡死，呼吸阀失效。 通过普通呼吸 阀的内部结构进行改进。减少颗粒物对阀体内部的影 响。
560 x Outpumping Rate/4200 = ……….NCUFT/HR
1.2 Venting for Thermal inbreathing
See API table
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Байду номын сангаас压呼出量
2.1 Venting Requirement for Max oil movement IN the tank 1200 x Inpumping rate/4200 = ……….. NCUFT/HR
-2mbarg ～ -43mbarg。 ¾ 2.弹簧式呼吸阀较重力式呼吸 阀设定压力较高，其设定压力范围 为+69mbarg～+1.034barg,
-43mbarg ～480barg。
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¾ 3.先导式呼吸阀由主阀和导阀组成，两阀先后动作。
联合完成呼气或吸气的动作。导阀一旦打开，主阀 就完全打开；导阀一旦关闭，主阀就迅速关闭。因此 阀门能够在低于设定压力10%时保持密封，在高于设定 压力10%时达到全排量 。先导式呼吸阀设定压力范围 为+5mbarg～+1.034barg, -2mbarg～-43mbarg。
用于PTA装置上的呼吸阀，就因为工作介质中含有 颗粒，因此需要选用这种改进的呼吸阀。
下为普通呼吸阀与PTA呼吸阀的结构对比
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普通呼吸阀与PTA呼吸阀的结构对比
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4.泄压人孔
泄压人孔（紧急泄放人孔），是一种快速泄压装 置；相当于一种有预加重量荷载的单呼阀，但开启更 快速，泄压效果更好，泄放量大，通常用于保护大型 储罐。
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吸入：在出料或气候条件影响冷却时 向内吸入
呼出：在进料或气候条件影响受热时 向外呼出
呼出：在储罐受到外部火灾时 向外呼出
呼吸阀（压力/真空 泄放阀）
超压保护
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与罐连接
真空补气
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呼吸阀工作示意
呼出气体
容器设备接口
吸入空气
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典型的储罐安全保护装置安装图
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普通重力式呼吸阀与先导式呼吸阀的比较
100%
先导式呼吸阀
重力式呼吸阀
泄放能力
SET 110%
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150%
200%
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储罐上配套使用的氮封阀和阻火器，氮封阀主要用
于调节储罐氮封气体压力；阻火器的功能是阻止火焰 在气体管道系统内的传播以保护储存有易燃性介质的 低压储罐，它通常与呼吸阀配合使用，以提高储罐的 防火性能和安全性能。
呼吸阀的设置 和计算
王勇
一 概述
主要内容
二 设计规范
三 呼吸阀的选型
四 泄压人孔
五 呼吸量计算
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1.概述
呼吸阀是一种用于石油、化工、天然气等行业的低 压保护设备。它可以用来保持储罐压力始终处于正常状 态，降低储罐内挥发性液体的蒸发损失，并保持储罐免 受超压或超真空的破坏。
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2. 设计规范
API 2000 SY/T0511-96
常压储罐和低压储罐的通气 石油储罐呼吸阀和损耗。
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3. 呼吸阀的选型
目前石油化工企业常用的呼吸阀可分为三种基本类 型，即：重力式呼吸阀、弹簧式呼吸阀和先导式呼吸 阀。
¾ 1.重力式呼吸阀具有结构简单、维修方便、密封可 靠等特点，其设定压力范围为+2mbarg～+69mbarg,
GB50160 《石油化工企业设计防火规范》2008版， 第6.2.19节规定：甲B、乙类液体的固定顶罐应设阻火器 和呼吸阀；对于采用氮气或其他气体气封的甲B、乙类液 体的储罐还应设置事故泄压设备。
呼吸阀不仅能维持储罐气压平衡，确保储罐在超压 和真空时，免遭损坏；且能减少储罐内介质的挥发和损 耗。
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in USGPH
Max Outpumping Rate
in USGPH
Tank Volume GALLONS
Product Flash Point
in BBL or in °F
真空吸入量
1.1 Venting Requirement for Max. oil movement OUT of tank
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重力载荷 PRV(单呼阀)
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普通重力式单呼阀与泄压人孔泄放对比
罐内压力低于设 定压力时无动作
罐内压力高于设 定压力时泄放
5.呼吸量计算 呼吸阀的呼出、吸入量一般按照API 2000来计算：
计算依据 :
Max. Inpumping Rate
2.2 Venting for Thermal outbreathing See API table
综合考虑上述吸入量和呼出量来选择呼吸阀尺寸。
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石油化工储罐呼吸阀的计算选型
石油化工储罐呼吸阀的计算选型摘要：呼吸阀是常压和低压储罐常用附件之一，用于维持储罐内外稳定的压力差，从而保护储罐。
本文简单介绍了呼吸阀的一般原理和分类，分析了国内外规范中的计算选型方法，并结合实际工程案例进行了选型计算。
关键词：呼吸阀，概述，计算，选型呼吸阀是低压和常压储罐常用的安全附件，其技术成熟，性能稳定，可实现自动自主呼/吸调节储罐的压力，防止储罐破裂或被抽瘪。
同时，呼吸阀还在一定程度上减少罐内介质因挥发造成的损耗[1]。
由于储罐的占地面积大，储存介质常具有易燃、易爆等危险特性，并且储罐存储的介质都具有一定的经济价值，所以用呼吸阀保证储罐的安全显得尤为重要。
一、呼吸阀的选型计算1.呼吸阀的选型呼吸阀计算选型关键是呼吸阀通气量的计算。
在计算通气量时，需要知道储在各种工况下分别的进出情况。
存储介质本身的闪点也会影响到通气量的计算。
对于热呼吸量的计算，还需要考虑当地最大温升和温降。
2.呼吸阀计算规范在《API 2000-2014 Venting Atmospheric and Low-pressure Storage Tanks》中，对正常的吸入、呼出工况的计算方法与国内规范差别不大，对于热呼出工况，API2000中给出了两种不同的计算方法。
下文将分工况详述。
2.1呼出工况（Out-breathing）对于不易挥发的液体，且储罐气相蒸汽压小于5.0KPa时，呼吸阀呼出量Vop等于液体进罐量Vpf。
在SI单位制下即：对易挥发性液体，且储罐气相蒸汽压大于等于5.0KPa时，呼吸阀呼出量Vop等于液体进罐量Vpf。
在SI单位制下即：呼出量计算中所用的体积值为实际温度、压力下的体积，所以呼出量的单位为m3/h。
2.2吸入工况（Inbreathing）呼吸阀吸入工况相对单一，主要是由于罐内液体的排出。
呼吸阀呼出量Vip等于液体进罐量Vpe。
在SI单位制下即：特别应该注意的是，吸入工况最终计算得到的呼出量是标况下每小时吸入空气的体积，单位为Nm3/h。
呼吸阀保温折减系数计算
呼吸阀保温折减系数计算1、面积体积计算；3、管道计算；4、蒸汽计算；5、空气计算；6、储罐计算；7、呼吸阀计算；、换热计算。
下载地址为：一、保温方面的计算进入后的界面如下：保温（包括保冷）的原因有很多，但绝大部分都是为了避免热量（冷量）的损失。
计算公式如下：计算程序里面默认的保温外表面与大气的换热系数取11.63W/（m·K），至于保温材料的导热系数，老沙弥整理了下，常用的，你点开就可以看到了。
但是还是要你自己按上面的参考方程套进去，计算出实际温度Tm状态下的导热系数。
另外一个计算结果是保温外表面的温度。
为了都适用保温、保冷，这里只计算温度变化幅度（假设结果为2℃），比如环境温度20℃，保温后的外表面温度就是22℃，如果是保冷，外表面温度就是1℃。
下面是随便输入后的计算结果界面：二、呼吸阀的选型计算呼吸阀的使用，有为了保证罐体安全，避免罐体失稳的；也有为了避免挥发性气体的损耗的。
卫生型的呼吸阀，就是保证外界杂菌不带入罐内的。
呼吸阀的选型计算中，罐体要求的呼吸量才是最关键的数据。
进入界面后，输入参数计算就好。
该设计选型的计算公式如下：热效应引起的储罐呼吸气量，点开，列表如果没有你的储罐体积的话，然后用内插法算出所对应体积的呼吸气量就好了。
三、其他对于其他的一些型式的在线计算辅助，当然也是可以作为参考，下面的情况，就是考虑了风速的情况，需要修正保温外表面与大气的换热系数a，这样，对计算外表面温度，更准确。
参考文献：1、《常压、低压储罐呼吸量的确定及呼吸阀的选用》；2、《石油化工管道安装设计便查手册》；3、《化工》；4、《SY/T0511.1-2010石油储罐附件第一部分呼吸阀》等。
呼吸器用减压阀的计算
呼吸器用减压阀的计算第一篇：呼吸器用减压阀的计算氧气呼吸器减压阀设计计算目录一、减压器的设计计算： (1)二、高压通道最小断面直径计算 (2)三、膛压管路最小断面直径计算 (3)四、定量孔直径计算 (4)五、安全阀计算 (4)1、计算密封力 (4)2、计算弹簧的预压缩量 (5)3、计算弹簧预压缩力P弹 (6)4、计算安全阀开启时的输出流量 (6)一、减压器的设计计算：主要参考《飞机氧气设备附件设计》北京航空工业学院编。
（一）活门参数的计算1、设定条件：(1)最大输入压力：P(2)最小输入压力：P(3)最大输出压力：P(4)最小输出压力：P(5)最大输出流量：Q入max＝20MPa ＝3MPa =0.48Mpa =0.40Mpa =100L/min(P入min入min出max出min出max≥3Mpa时)2、活门入口与出口压力比ε：ε＝P出max/P入min=0.48/3=0.16 因ε＜0.528，故：流经活门的氧气流束为超临界流。
其最大流通面积为：f流max=G设*Tλ0 / U4*B** P入min式中：G设—最大设计供氧流量；设=GQh*rO2H/60(公斤/秒)rO2H=1.331x10-3(温度为200C)则G设＝1.331⨯10-3⨯100⨯1=2.22x10-3 kg/s 60Tλ0—输入气流温度（按标准状态计）T入＝273+20=293 K U4—流量系数U4＝0.8B*—超临界流动计算常数B*＝0.416P入mink/s(在临界B*=0.416)=3Mpa=2.22x10-3x293/0.8x0.416x30=3.81x10-3cm-3f 流max3.计算活门尺寸d活根据平板式活门，其流通面积f由上式可得d活流max=πd活*l活max=πd2活/s活=f流max.δ活π根据活门具体工作情况，选用δ活=4（活门灵敏度系数）则d=活3..81x10-3x4活π=0.5=0.05cm=0.5mm 故取d此时能流过的极限流量为G极流=u4.f 极流.B*.PλTλ0=2.24x10-3(kg/s)将它换成体积流量为：Q极流=2.24x10-3x60/1.331x10-3=101(升/分)> Q出max=100(L/min)满足设计要求4.计算活门最大开启量对于平板式活门，fl活max流ma=pi*d活*l活max=f流ma/(pi* d活)=3.74x10-3/(3.14x0.07)=0.017cm=0.17mm二、高压通道最小断面直径计算根据P出0.40﹤0.528，可判断其超临界流。
呼吸阀计算公式
呼吸阀计算公式呼吸阀是一种用于保护储罐安全的重要设备，它能够在储罐内压力过高或过低时自动开启或关闭，以维持储罐内的压力平衡。
要确定呼吸阀的规格和性能，就需要用到一些计算公式。
接下来咱就好好唠唠这呼吸阀的计算公式。
先来说说呼吸阀的呼气量计算公式。
这呼气量啊，就像是一个人的肺活量，得算准了才能保证呼吸阀正常工作。
一般来说，呼气量的计算公式是：$Q_{h} = 2.16\times10^{-5}\times K_{b}\times K_{c}\timesM\times P\times V^{0.82}$ 。
这里面的每个字母都有它的含义，$K_{b}$是物料系数，$K_{c}$是修正系数，$M$是储罐内物料的分子量，$P$是储罐的设计压力，$V$是储罐的容积。
这公式看起来挺复杂，但其实就像是解一道数学题，只要把每个数都搞清楚，代入进去算就行了。
我记得有一次，我去一个化工厂参观。
那时候他们正在安装新的储罐，工程师们就在那儿拿着计算器，对着一堆数据算呼吸阀的呼气量。
我凑过去看，只见他们一会儿皱着眉头，一会儿又露出恍然大悟的表情。
一个年轻的工程师还跟我开玩笑说：“这呼吸阀的计算啊，比我当年高考数学题还难！”我笑着说：“那可得算准了，不然这储罐可就不安全啦！”他们认真地点点头，继续埋头计算。
再说说吸气量的计算公式，$Q_{x} = 0.76\times10^{-5}\timesK_{b}\times K_{c}\times M\times P\times V^{0.82}$ 。
和呼气量的公式有点像，就是系数不太一样。
在实际应用中，这些公式可不能生搬硬套。
比如说，不同的物料、不同的环境条件，都可能影响到系数的取值。
这就需要工程师们有丰富的经验和敏锐的判断力。
还有啊，呼吸阀的口径大小也和这些计算结果有关。
一般来说，计算出的呼气量和吸气量越大，需要的呼吸阀口径也就越大。
但也不是越大越好，还得考虑成本、安装空间等因素。
呼吸阀原理及设置计算
橡胶或三元乙丙胶等。
工作介质中含有颗粒物质的工况，由于颗粒物质容 易阻塞阀杆与导向套之间的缝隙，从而影响阀杆运 动，直至阀杆卡死，呼吸阀失效。 通过普通呼吸 阀的内部结构进行改进。减少颗粒物对阀体内部的影 响。
重力载荷 PRV(单呼阀)
普通重力式单呼阀与泄压人孔泄放对比
罐内压力低于设 定压力时无动作
罐内压力高于设 定压力时泄放
• 5.呼吸量计算 呼吸阀的呼出、吸入量一般按照API 2000来计算：
• 计算依据 :
• Max. Inpumping Rate
in USGPH
• Max Outpumping Rate
呼吸阀 原理及设置计算
一、呼吸阀工作原理
立式金属拱顶罐
二、呼吸阀的设置和计算
一 概述
主要内容
二 设计规范
三 呼吸阀的选型
四 泄压人孔
五 呼吸量计算
• 1.概述 呼吸阀是一种用于石油、化工、天然气等
行业的低 压保护设备。它可以用来保持储罐压力始终处于正常状 态，降低储罐内挥发性液体的蒸发损失，并保持储罐免 受超压或超真空的破坏。
• 1.2 Venting for Thermal inbreathing
• See API table
• 超压呼出量
• 2.1 Venting Requirement for Max oil movement IN the tank • 1200 x Inpumping rate/4200 = ……….. NCUFT/HR
• 2.2 Venting for Thermal outbreathing • See API table
呼吸阀计算表
V 储罐容积，m 3100V 热效应（吸入）热效应吸入量，m 3
/h 16.9
V 泵出量储罐出料量，m 3/h
20V 吸入量总吸入量，m 3/h
35.7物料闪点≥37.8℃V 热效应（呼出）热效应呼出量，m 3/h
10.1V 泵进量储罐进料量，m 3/h
20V 呼出量总呼出量，m 3/h 30.3
A 润湿面积，m 2
78.54F 储罐环境系数
0.075V 排气量，m 3
559Q 最大体积流量，m 3/h
40M
混合气体平均摩尔质量，g/mol 28.01T
泄放温度，℃60Z
气体压缩因子1Kd
绝热系数，Cp/Cv 1.4pi
呼吸阀进口绝压，bar 0.018F
压力修正系数0.6Amin
最小的泄放面积，cm 28.666D 呼吸阀管口直径，mm 33
1、储罐在进出料时呼吸量的计算（工业阀门选用指南）
2、储罐在火灾工况下呼吸量的计算
3、呼吸阀的尺寸计算
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5.0 5.0
18.8
20.2
55。
罐顶上呼吸阀的安装设置,选型和计算方法
罐顶上呼吸阀的安装设置,选型和计算方法不锈钢呼吸阀常压、低压储罐是石油化工厂中必不可少的设备。
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。
一、储罐呼吸阀结构及工作原理：呼吸阀产品应符合SY/T0511-1996标准要求，分为普通型和全天候型两大系列，其操作温度和代号分别为：全天候型代号Q操作温度-30～+60℃，普通型代号P操作温度0～+60℃。
呼吸阀类型呼吸阀的结构形式多种多样，其外形多半呈球型。
国外产品有些外形根据实际需要有桶形、盘形等。
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，所以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）侧排人外界大气中，此时真空阀由于受到罐内正压作用处于关闭状态。
反之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证：呼吸阀的起跳压力应低于该呼吸阀所在储罐的正压设计压力，从而保护储罐不出现鼓罐事故，但应高于该储罐的操作压力，以确保储罐的正常操作；储罐呼吸阀的负压吸入压力要高于储罐设计的负压设计压力，从而保证储罐不出现憋罐事故。
三、呼吸阀呼吸量的确定其在正常状态下起密封作用以防止储罐内气体泄出只有在下列条件下呼吸阀才开始工作：1、储罐向外输出物料时，呼吸阀即开始向罐内吸入空气或氮气。
呼吸阀通气量的计算
流通直径为 280mm）
1.2 负压计算
压降：△P=P- PS=-350-（-295）=-55（Pa） ν= △ ∗ /( )= ∗ ∗ . /( . ∗ . ∗ . =3.755(m/s) 流通面积 S=π*0.322/4=0.08（m2）
四台 DN300 呼吸阀实际总吸气量为：
4*3600νS=4*3600*3.755*P=P- PS=1920-1765=155（Pa）
ν= △ ∗ /( )=
∗ ∗ . /( . ∗ . ∗ .
流通面积 S=π*0.282/4=0.0616（m2）
=6.3(m/s)
四台 DN300 呼吸阀实际总排气量为：
4*3600νS=4*3600*6.3*0.0616=5588(m3/h)
关于呼吸阀通气量的计算
已知条件：罐内设定正压值 1920Pa，正压阀盘开启压力 1765Pa，罐内设定 负压值-360Pa，负压阀盘开启压力-295Pa，最大收料量 2640t/h，最大付料 量 700t/h，取空气密度ρ=1.2kg/m3，取石脑油密度ρ=750kg/m3，DN300 呼吸阀正压阀盘直径 280mm，正压阀盘开启高度 24mm，负压阀盘直径 302mm，负压阀盘开启高度 30mm，呼吸阀总阻力系数取ξ=6.5。 根据 SYT 0511.1-2010 《石油储罐附件 第 1 部分：呼吸阀》附录中的 相关公式:P=△P+ PS
呼吸阀报告1
④、当呼吸阀用在氮封罐上，则氮气供气管的接管位置一定要远离呼吸
阀接口，并由罐顶部插入储罐内约200mm，这样氮气进罐后不会直接排
除，达到氮封的目的。
9、呼吸阀的微修及保养：
①、呼吸阀属精密产品，是储罐的安全喉道，特别是阀盘随时都在起
跳，故阀杆与阀套间应保持绝对干净，不得有杂质。每周必需定人定时
上罐检查，当储罐工作时，会听到呼吸阀内“砰”-“砰”-“砰”轻微的
Vtk为储罐容积：m³
Ri 为保温系数，无保温为1，部分保温和全保温时可通过API 2000的 公式计算。
4.2.2出料
出料时吸入量为Vv=最大液体出料量 *(1.025/0.996)X(273.15/（273.15+物料温度))
计算亦可等于泵出料量*0.94
故正常吸入量=Vrr+Vv
API2000为 通风大气和低压储罐
压力超过设置值），导致N2自动控制阀不开启、而不能及时补充N2，导致大量
空气从呼吸阀进入储罐，引起产品颜色不好、达到混合气体的爆炸极限范围内而
产生安全隐患。
11、公司内部使用 情况分析
说明：我们公司现
状：
a、罐顶呼吸阀及
阻火器安装位置太
高，管道过长，
检查清理、微修不
方便。
b、 原料储罐N2及
呼吸阀使用正常
呼吸阀报告
1、呼吸阀（Breather Valve）简介
呼吸阀是一种
用于常压储罐顶部
的安全设施，他可
以保持常压储罐中
的压力始终处于正
常状态，用来降低
常压储罐挥发性液
体的蒸发损失，并
保护储罐罐体免受
超压或真空度破坏。
2.1、呼吸阀种类区分：
呼吸阀的设置和计算
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2. 设计规范
API 2000 SY/T0511-96
常压储罐和低压储罐的通气 石油储罐呼吸阀和损耗。
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3. 呼吸阀的选型
目前石油化工企业常用的呼吸阀可分为三种基本类 型，即：重力式呼吸阀、弹簧式呼吸阀和先导式呼吸 阀。
¾ 1.重力式呼吸阀具有结构简单、维修方便、密封可 靠等特点，其设定压力范围为+2mbarg～+69mbarg,
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重力荷 PRV(单呼阀)
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普通重力式单呼阀与泄压人孔泄放对比
罐内压力低于设 定压力时无动作
罐内压力高于设 定压力时泄放
5.呼吸量计算 呼吸阀的呼出、吸入量一般按照API 2000来计算：
计算依据 :
Max. Inpumping Rate
2.2 Venting for Thermal outbreathing See API table
综合考虑上述吸入量和呼出量来选择呼吸阀尺寸。
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第21页
呼吸阀的阀体材质可根据不同的工况条件选择铝合 金、碳钢或不锈钢，内件材质均为不锈钢；先导式呼 吸阀的膜片可依据不同的工况条件选择丁腈橡胶、氟
橡胶或三元乙丙胶等。
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工作介质中含有颗粒物质的工况，由于颗粒物质容 易阻塞阀杆与导向套之间的缝隙，从而影响阀杆运 动，直至阀杆卡死，呼吸阀失效。 通过普通呼吸 阀的内部结构进行改进。减少颗粒物对阀体内部的影 响。
2011年12月18日
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普通重力式呼吸阀与先导式呼吸阀的比较