Як працює випускний клапан

Теорія, що лежить в основі випускного клапана, полягає в впливі плавучості рідини на плаваючу кулю. Плаваюча куля природним чином спливатиме вгору під плавучістю рідини, коли рівень рідини у випускному клапані підвищуватиметься, доки вона не торкнеться ущільнювальної поверхні випускного отвору. Постійний тиск змусить кулю самостійно закритися. Куля опуститься разом з рівнем рідини, коликлапаніврівень рідини знижується. У цей момент випускний отвір буде використаний для впорскування значної кількості повітря в трубопровід. Випускний отвір автоматично відкривається та закривається завдяки інерції.

Плаваюча куля зупиняється на дні чаші кулі під час роботи трубопроводу, щоб випустити багато повітря. Щойно повітря в трубі закінчується, рідина кидається в клапан, протікає через чашу плаваючої кулі та відштовхує плаваючу кулю назад, змушуючи її плавати та закриватися. Якщо вклапанпевною мірою, поки трубопровід працює нормально, рівень рідини вклапанзменшиться, поплавок також зменшиться, і газ буде виштовхуватися через маленький отвір. Якщо насос зупиниться, у будь-який момент виникне негативний тиск, і плаваюча куля опуститься, що призведе до значного всмоктування, щоб забезпечити безпеку трубопроводу. Коли буй виснажений, сила тяжіння змушує його тягнути один кінець важеля вниз. У цей момент важіль нахиляється, і в точці контакту важеля та вентиляційного отвору утворюється зазор. Через цей зазор повітря викидається з вентиляційного отвору. Випускний клапан призводить до підвищення рівня рідини, підвищення плавучості поплавця, ущільнювальна торцева поверхня важеля поступово натискає на випускний отвір, доки він повністю не буде перекритий, і в цей момент випускний клапан повністю закривається.

Важливість випускних клапанів

Коли буй вичерпується, сила тяжіння змушує його тягнути один кінець важеля вниз. У цей момент важіль нахиляється, і в місці контакту важеля та вентиляційного отвору утворюється зазор. Через цей зазор повітря викидається з вентиляційного отвору. Випуск призводить до підвищення рівня рідини, збільшення плавучості поплавця, ущільнювальна торцева поверхня важеля поступово натискає на випускний отвір, доки він повністю не перекриється, і в цей момент випускний клапан повністю закривається.

1. Утворення газу в мережі водопостачання здебільшого спричинене наступними п'ятьма умовами. Це джерело газу в мережі водопостачання за нормальної роботи.

(1) Трубопровід перекривається в деяких місцях або повністю з певної причини;

(2) терміновий ремонт та спорожнення певних ділянок трубопроводів;

(3) Випускний клапан і трубопровід недостатньо герметичні для впорскування газу, оскільки швидкість потоку одного або кількох основних споживачів змінюється занадто швидко, створюючи негативний тиск у трубопроводі;

(4) Витік газу, який не перебуває в русі;

(5) Газ, що утворюється внаслідок негативного тиску під час роботи, вивільняється у всмоктувальній трубі та робочому колесі водяного насоса.

2. Характеристики руху та аналіз небезпеки повітряної подушки водопровідної мережі:

Основним методом зберігання газу в трубі є слизький потік, що означає, що газ знаходиться у верхній частині труби у вигляді переривчастих численних незалежних повітряних кишень. Це пояснюється тим, що діаметр труби водопровідної мережі варіюється від великого до крихітного вздовж напрямку основного потоку води. Вміст газу, діаметр труби, характеристики поздовжнього перерізу труби та інші фактори визначають довжину повітряної подушки та площу поперечного перерізу, яку займає вода. Теоретичні дослідження та практичне застосування показують, що повітряні подушки мігрують разом з потоком води вздовж верхньої частини труби, мають тенденцію накопичуватися навколо вигинів труб, клапанів та інших елементів різного діаметра, а також створюють коливання тиску.

Різкість зміни швидкості потоку води матиме значний вплив на підвищення тиску, спричинене рухом газу, через високий ступінь непередбачуваності швидкості та напрямку потоку води в трубопровідній мережі. Відповідні експерименти показали, що її тиск може зрости до 2 МПа, чого достатньо для розриву звичайних водопровідних трубопроводів. Також важливо пам'ятати, що коливання тиску по всій площині впливають на те, скільки подушок безпеки рухається в будь-який момент часу в трубопровідній мережі. Це погіршує зміни тиску в газонаповненому потоці води, збільшуючи ймовірність розривів труб.

Вміст газу, структура трубопроводу та його експлуатація – все це елементи, що впливають на небезпеку, пов'язану з газом у трубопроводах. Існує дві категорії небезпек: явні та приховані, і обидві вони мають такі характеристики:

Нижче наведено, перш за все, очевидні небезпеки

(1) Жорсткий вихлоп ускладнює проходження води
Коли вода та газ знаходяться на межі фаз, величезний випускний отвір поплавкового випускного клапана практично не виконує жодної функції та залежить лише від мікропористого випуску, що призводить до значної «повітряної закупорки», коли повітря не може бути випущено, потік води не є плавним, а канал потоку води блокується. Площа поперечного перерізу зменшується або навіть зникає, потік води переривається, здатність системи циркулювати рідину знижується, локальна швидкість потоку зростає, а втрати водяного напору збільшуються. Водяний насос необхідно розширити, що призведе до збільшення витрат енергії та транспортування, щоб зберегти початковий об'єм циркуляції або водяний напір.

(2) Через потік води та прориви труб, спричинені нерівномірним відведенням повітря, система водопостачання не може функціонувати належним чином.
Через здатність випускного клапана випускати невелику кількість газу, трубопроводи часто розриваються. Тиск вибуху газу, спричинений неякісними вихлопними газами, може сягати від 20 до 40 атмосфер, а його руйнівна сила еквівалентна статичному тиску від 40 до 40 атмосфер, згідно з відповідними теоретичними оцінками. Будь-який трубопровід, що використовується для водопостачання, може бути зруйнований тиском 80 атмосфер. Навіть найміцніший ковкий чавун, що використовується в інженерії, може постраждати. Вибухи труб трапляються постійно. Прикладами цього є водопровід довжиною 91 км у місті на північному сході Китаю, який вибухнув після кількох років використання. Вибухнуло до 108 труб, і вчені з Шеньянського інституту будівництва та інженерії після дослідження визначили, що це був вибух газу. Водопровід у південному місті, довжиною лише 860 метрів і діаметром труби 1200 міліметрів, зазнавав розривів труб до шести разів за один рік експлуатації. Висновок полягав у тому, що винен вихлопний газ. Тільки вибух повітря, спричинений слабким водопровідним трубопроводом через велику кількість вихлопних газів, може пошкодити клапан. Основна проблема вибуху труби нарешті вирішується шляхом заміни вихлопної системи динамічним високошвидкісним випускним клапаном, який може забезпечити значну кількість вихлопних газів.

3) Швидкість потоку води та динамічний тиск у трубі постійно змінюються, параметри системи нестабільні, а в результаті постійного виділення розчиненого повітря у воді та поступового утворення та розширення повітряних кишень можуть виникати значні вібрації та шум.

(4) Корозія металевої поверхні прискориться внаслідок чергування контакту з повітрям та водою.

(5) Трубопровід генерує неприємні шуми.

Приховані небезпеки, спричинені поганим коченням

1 Нерівномірний вихлоп може призвести до неточного регулювання потоку, неточного автоматичного керування трубопроводами та відмови запобіжних пристроїв;

2 Є й інші витоки з трубопроводу;

3 Кількість аварій трубопроводів зростає, а тривалі безперервні удари тиску зношують з'єднання та стінки труб, що призводить до таких проблем, як скорочення терміну служби та зростання витрат на технічне обслуговування;

Численні теоретичні дослідження та кілька практичних застосувань продемонстрували, наскільки легко пошкодити трубопровід водопостачання під тиском, коли він містить багато газу.

Гідравлічний ударний міст є найнебезпечнішим. Тривале використання обмежить термін служби стіни, зробить її більш крихкою, збільшить втрати води та потенційно призведе до вибуху труби. Вихлопні гази з труб є основним фактором, що спричиняє витік з міського водопроводу, тому вирішення цієї проблеми є надзвичайно важливим. Потрібно вибрати випускний клапан, який можна випускати, та зберігати газ у нижньому випускному трубопроводі. Динамічний високошвидкісний випускний клапан тепер відповідає вимогам.

Котли, кондиціонери, нафтогазопроводи, трубопроводи водопостачання та водовідведення, а також транспортування шламу на великі відстані потребують випускного клапана, який є важливою допоміжною частиною трубопровідної системи. Його часто встановлюють на командних висотах або колінах, щоб очистити трубопровід від зайвого газу, підвищити ефективність трубопроводу та зменшити споживання енергії.
Різні типи випускних клапанів

Кількість розчиненого повітря у воді зазвичай становить близько 2 об.%. Повітря постійно видаляється з води під час процесу подачі та накопичується у найвищій точці трубопроводу, створюючи повітряну кишеню (ПОВІТРЯНА КИШЕНЯ), яка використовується для подачі. Здатність системи транспортувати воду може зменшитися приблизно на 5–15%, оскільки вода стає складнішою. Основне призначення цього мікровипускного клапана — усунути 2 об.% розчиненого повітря, і його можна встановлювати у висотних будівлях, виробничих трубопроводах та невеликих насосних станціях для захисту або підвищення ефективності подачі води системою та економії енергії.

Овальний корпус одноважільного (простого важільного) мініатюрного випускного клапана є аналогічним. Всередині використовується стандартний діаметр випускного отвору, а внутрішні компоненти, такі як поплавок, важіль, рама важеля, сідло клапана тощо, виготовлені з нержавіючої сталі 304S.S та підходять для робочого тиску до PN25.