Как работает выпускной клапан

Теория, лежащая в основе работы выпускного клапана, основана на выталкивающей силе жидкости, действующей на плавающий шарик. Плавающий шарик естественным образом всплывает под действием выталкивающей силы жидкости по мере того, как уровень жидкости в выпускном клапане поднимается до тех пор, пока не коснётся уплотнительной поверхности выпускного отверстия. Постоянное давление заставит шарик закрыться самостоятельно. Шарик опустится вместе с уровнем жидкости, когдаклапанУровень жидкости падает. В этот момент через выпускное отверстие в трубопровод поступает значительное количество воздуха. Выпускное отверстие автоматически открывается и закрывается под действием инерции.

Поплавок останавливается на дне чаши клапана, когда трубопровод работает, выпуская большое количество воздуха. Как только воздух в трубе заканчивается, жидкость устремляется в клапан, протекает через чашу клапана и толкает его обратно, заставляя его всплывать и закрываться. Если небольшое количество газа концентрируется вклапанВ определенной степени при нормальной работе трубопровода уровень жидкости вклапануменьшится, поплавок также уменьшится, и газ будет вытеснен через маленькое отверстие. Если насос остановится, в любой момент будет создаваться отрицательное давление, и поплавок в любой момент упадет, и будет выполнено большое всасывание для обеспечения безопасности трубопровода. Когда поплавок опустошается, сила тяжести заставляет его тянуть один конец рычага вниз. В этот момент рычаг наклоняется, и в точке, где рычаг и вентиляционное отверстие соприкасаются, образуется зазор. Через этот зазор воздух выбрасывается из вентиляционного отверстия. Разряд вызывает повышение уровня жидкости, плавучесть поплавка увеличивается, уплотнительная торцевая поверхность на рычаге постепенно прижимает выпускное отверстие до тех пор, пока оно полностью не перекроется, и в этот момент выпускной клапан полностью закрывается.

Важность выпускных клапанов

Когда поплавок опустошается, под действием силы тяжести он тянет один конец рычага вниз. При этом рычаг наклоняется, и в точке соприкосновения рычага и выпускного отверстия образуется зазор. Через этот зазор из выпускного отверстия выбрасывается воздух. Разрядка приводит к повышению уровня жидкости, увеличению плавучести поплавка, уплотнительная поверхность на рычаге постепенно прижимает выпускное отверстие до его полного перекрытия, и в этот момент выпускной клапан полностью закрывается.

1. Газообразование в водопроводной сети чаще всего обусловлено следующими пятью причинами. Это является источником газа в водопроводной сети, работающей в обычном режиме.

(1) Трубопроводная сеть по какой-то причине перекрыта в некоторых местах или полностью;

(2) срочный ремонт и опорожнение отдельных участков трубопровода;

(3) Выпускной клапан и трубопровод недостаточно герметичны, чтобы обеспечить закачку газа, поскольку расход одного или нескольких основных потребителей изменяется слишком быстро, создавая отрицательное давление в трубопроводе;

(4) Утечка газа, не связанная с потоком;

(5) Газ, образующийся в результате отрицательного давления во время работы, высвобождается во всасывающей трубе и рабочем колесе водяного насоса.

2. Характеристики движения и анализ опасности подушки безопасности водопроводной сети:

Основным способом накопления газа в трубе является пробковый режим, при котором газ находится в верхней части трубы в виде множества независимых воздушных карманов. Это обусловлено тем, что диаметр труб водопроводной сети варьируется от большого до малого вдоль направления основного потока воды. Газосодержание, диаметр трубы, характеристики продольного сечения трубы и другие факторы определяют длину воздушного мешка и площадь поперечного сечения, занимаемого водой. Теоретические исследования и практическое применение показывают, что воздушные мешки перемещаются вместе с потоком воды вдоль верхней части трубы, имеют тенденцию скапливаться вокруг изгибов, клапанов и других элементов с различным диаметром, вызывая колебания давления.

Интенсивность изменения скорости потока воды будет существенно влиять на повышение давления, вызванное движением газа, ввиду высокой степени непредсказуемости скорости и направления потока воды в трубопроводной сети. Соответствующие эксперименты показали, что давление может достигать 2 МПа, чего достаточно для разрыва обычных водопроводных труб. Важно также учитывать, что колебания давления в трубопроводной сети влияют на количество воздушных подушек, перемещающихся в любой момент времени в трубопроводной сети. Это усиливает перепады давления в потоке воды, наполненной газом, увеличивая вероятность разрыва труб.

Содержание газа, конструкция трубопровода и его эксплуатация – всё это факторы, влияющие на уровень газовой опасности в трубопроводах. Существует две категории опасностей: явные и скрытые, и обе они обладают следующими характеристиками:

Ниже перечислены основные явные опасности:

(1) Жесткий выхлоп затрудняет прохождение воды
При взаимодействии воды и газа огромное выпускное отверстие поплавкового клапана практически не выполняет никакой функции и использует только микропористый отвод, что приводит к серьёзной «воздушной пробке»: воздух не может выйти, поток воды становится неравномерным, а канал для потока воды блокируется. Площадь поперечного сечения уменьшается или даже исчезает, поток воды прерывается, способность системы циркулировать жидкость снижается, локальная скорость потока увеличивается, а потери напора увеличиваются. Для сохранения первоначального объёма циркуляции или напора воды требуется расширение водяного насоса, что повлечёт за собой дополнительные затраты на электроэнергию и транспортировку.

(2) Из-за потока воды и разрывов труб, вызванных неравномерным выбросом воздуха, система водоснабжения не может нормально функционировать.
Из-за способности выпускного клапана выпускать небольшое количество газа, трубопроводы часто разрываются. Давление взрыва газа, вызванное некачественным выхлопом, может достигать 20-40 атмосфер, а его разрушительная сила эквивалентна статическому давлению 40-40 атмосфер, согласно соответствующим теоретическим оценкам. Любой трубопровод, используемый для подачи воды, может быть разрушен давлением в 80 атмосфер. Даже самый прочный ковкий чугун, используемый в машиностроении, может получить повреждения. Взрывы труб происходят постоянно. Примером этого является водопровод длиной 91 км в городе на северо-востоке Китая, который взорвался после нескольких лет эксплуатации. Взрывы произошли до 108 труб, и ученые из Шэньянского института строительства и инженерии после обследования определили, что это был взрыв газа. Водопровод южного города длиной всего 860 метров и диаметром трубы 1200 миллиметров разрывался до шести раз за один год эксплуатации. Был сделан вывод, что причиной являются выхлопные газы. Только взрыв воздуха, вызванный слабым выбросом воды из трубы при большом объёме выхлопных газов, может повредить клапан. Основная проблема взрыва трубы наконец-то решена заменой выхлопной системы на динамический высокоскоростной выпускной клапан, способный обеспечить значительный объём выхлопных газов.

3) Скорость потока воды и динамическое давление в трубе постоянно меняются, параметры системы нестабильны, а в результате постоянного выброса растворенного в воде воздуха и постепенного образования и расширения воздушных карманов могут возникать значительные вибрации и шум.

(4) Коррозия металлической поверхности будет ускоряться при попеременном воздействии воздуха и воды.

(5) Трубопровод создает неприятные шумы.

Скрытые опасности, вызванные плохим качением

1 Неточное регулирование расхода, неточное автоматическое управление трубопроводами и отказ устройств защиты могут быть результатом неравномерного выпуска;

2 Имеются и другие утечки трубопровода;

3 Число отказов трубопроводов растет, а длительные постоянные скачки давления изнашивают стыки и стенки труб, что приводит к таким проблемам, как сокращение срока службы и рост затрат на техническое обслуживание;

Многочисленные теоретические исследования и несколько практических применений продемонстрировали, насколько легко повредить напорный трубопровод водоснабжения, если в нем находится большое количество газа.

Гидроудар – самая опасная проблема. Длительное использование сократит срок службы стенки, сделает её более хрупкой, увеличит потери воды и может привести к взрыву трубы. Выхлопные газы из трубы – основная причина утечек в городских водопроводах, поэтому решение этой проблемы крайне важно. Необходимо выбрать выпускной клапан с возможностью отвода газа и обеспечить хранение газа в нижнем выпускном трубопроводе. Динамичный высокоскоростной выпускной клапан теперь отвечает всем требованиям.

Котлы, кондиционеры, нефте- и газопроводы, водопроводы и канализации, а также системы магистрального транспорта шлама — всё это требует использования выпускного клапана, который является важнейшей вспомогательной частью трубопроводной системы. Его часто устанавливают на больших высотах или в коленах, чтобы удалить из трубопровода излишки газа, повысить его эффективность и снизить энергопотребление.
Различные типы выпускных клапанов

Содержание растворённого воздуха в воде обычно составляет около 2% об. Воздух непрерывно удаляется из воды в процессе подачи и скапливается в самой высокой точке трубопровода, создавая воздушный карман (ВОЗДУШНЫЙ КАРМАН), который используется для подачи воды. Способность системы транспортировать воду может снижаться примерно на 5–15% по мере усложнения потока воды. Этот микровыпускной клапан предназначен для удаления 2% об. растворённого воздуха. Его можно устанавливать в высотных зданиях, производственных трубопроводах и небольших насосных станциях для обеспечения или повышения эффективности подачи воды и экономии энергии.

Овальный корпус однорычажного миниатюрного выпускного клапана (SIMPLE LEVER TYPE) аналогичен. Внутри используется стандартный диаметр выпускного отверстия, а внутренние компоненты, включая поплавок, рычаг, раму рычага, седло клапана и т.д., изготовлены из нержавеющей стали марки 304S.S и рассчитаны на рабочее давление до PN25.