Частина 1 з 2: Усе про повітряні клапани
- Що викликає утворення повітря у водопровідних трубах?
- Як у трубі утворюється вакуум?
- Які наслідки повітря та розрядження у трубопроводах?
- Що таке повітряний клапан?
- Де встановити повітряні клапани?
Повітряні клапани є важливим елементом водопровідних мереж. Незалежно від того, чи це водопровідна лінія чи каналізаційна магістраль, ви можете бути впевнені, що там знадобиться повітряний клапан. Отже, що таке повітряні клапани? Яку функцію виконують повітряні клапани на критичній інфраструктурі трубопроводів? Ця стаття відповість на ці запитання та дасть вам більше технічного уявлення про повітряні клапани.
1. Що викликає утворення повітря у водопровідних трубах?
Повітря та вакуум, що утворюється у водопроводах, можуть призвести до серйозних проблем з роботою та навіть до драматичних наслідків. Повітря може надходити в систему трубопроводів декількома шляхами:
Порожні трубопроводи
Трубопроводи, що не працюють, зайняті повітрям. Більша частина його видаляється під час запуску, але деякі повітряні кишені можуть залишитися в системі.
Повітря в рідині
Залежно від температури та тиску рідина, така як вода, може містити захоплене або розчинене повітря. Під час току рідини воно відділяється від рідини та накопичується у високих точках системи. Крім того, у трубопроводах, що транспортують стічні води, рідкі відходи можуть вступати в хімічні реакції та перетворюватися на гази, які також можуть накопичуватись в системі стічних вод.
Механічне обладнання
Повітря також може потрапити в трубопровід через механічні системи, такі як насоси, з’єднання труб, клапани, тощо. Витоки або несправні ущільнення в цих компонентах можуть призвести до проникнення повітря в систему трубопроводів.
2. Як у трубі утворюється вакуум?
Розрядження в трубопроводах виникає, коли тиск у трубопроводі падає нижче атмосферного. Вакуум може з’явитися через різкі зміни швидкості потоку рідини. Наприклад:
- коли насоси вимикаються занадто швидко,
- коли клапани раптово закриваються,
- при спорожненні лінійних ділянок трубопроводу неправильним способом
3. Які наслідки повітря та розрядження в трубопроводах?Повітря та розрядження, що утворюються в трубопроводі, можуть серйозно вплинути на роботу трубопроводу. Деякі з цих наслідків включають:
- Знижена ефективність насоса: Повітря в трубопроводах може знизити ефективність насосної системи. Повітря, що затримується у верхніх точках системи, блокує потік, збільшуючи напір і, таким чином, енергію, необхідну для виникнення потоку.
- Корозія трубопроводу: залежно від температури трубопроводу кисень у повітрі може бути потужним корозійним агентом. Кисень поступово окислює метал, що призводить до іржавіння, засмічення та руйнування стінок труби.
- Несправні вимірювальні та контрольно-вимірювальні пристрої: повітряні кишені та вакуум можуть спричинити проблеми з вимірювальними та контрольними пристроями потоку. Вони впливають на здатність пристроїв точно вимірювати та контролювати потік.
- Повітряний молот: коли в трубі є повітряна кишеня, навколо неї створюється тиск. Тиск води, що змінюється навколо цієї закупорки, посилає вібрацію по всій трубі. Ця вібрація, відома як повітряний молот, може потенційно пошкодити важливі елементи трубопроводу.
- Поломка труб: Вакуум може спричинити катастрофічні наслідки в трубопроводах. Якщо є значний вакуум, труба може згорнутися всередину через різницю тиску з обох боків стінок труби.
4. Що таке повітряний клапан?
Як запобігти утворенню повітря та/або вакууму в системах водопостачання? Рішенням може бути повітряний клапан – спеціальний гідромеханічний пристрій регулювання потоку повітря, який дозволяє дозувати потік повітря в одному або обох напрямках. Його функція на трубопроводі полягає у випуску накопичених газів або впусканні повітря в трубопровід під час наповнення, зливу або роботи рідинних трубопровідних систем.
Верхні точки переломів трубопроводу
Бульбашки повітря накопичуються та утворюють повітряні кишені, які розташовуються у найвищих точках системи. Розміщення повітряних клапанів тут допомагає вентилювати повітряні кишені в атмосферу.Необхідний клапан: клапан випуску повітря/комбінований клапан.
Проміжні точки переломів трубопроводу
Місцеві висоти також можуть служити місцем скупчення повітряних бульбашок. Повітряний клапан випускає бульбашки в атмосферу.Необхідний клапан: клапан випуску повітря/комбінований клапан.
Довгі ділянки труб, що піднімаються або опускаються
Рухомі повітряні мішки можуть рухатися за течією та утворювати великі повітряні мішки у верхній частині труби. Крім того, швидкий потік у похилих вниз ділянках труби може утворювати вакуум. Як правило, повітряні випускні клапани та повітряні вакуумні клапани слід встановлювати кожні 800 м на довгих ділянках труб, щоб належним чином відводити або впускати повітря в систему.
Після швидкого закриття клапанів
Коли клапани раптово закриваються, вакуум може утворитися нижче за потоком від клапана через імпульс потоку. Для належного функціонування труби необхідно скинути негативний тиск, впустивши повітря в трубу.
Пристрої дроселювання або регулювання потоку
Після пристроїв дроселювання потоку, таких як турбіни або регулюючи клапани, різниця тиску та швидкості може призвести до утворення вакууму. Поруч із цими пристроями потрібні повітряні вакуумні клапани, щоб втягувати повітря в систему. Пристрої для підвищення швидкості потоку, такі як насоси та зменшені секції труб, також втягують бульбашки повітря в потік. Повітряні клапани повинні бути встановлені після цих пристроїв, щоб вентилювати ці повітряні кишені.
Нарешті, завжди встановлюйте повітряні клапани в доступних, добре провітрюваних місцях. Це гарантує, що вони завжди мають достатньо повітря для всмоктування в системи, а повітря, що випускається, має вихід. Крім того, це полегшує доступ до клапанів під час обслуговування.
З цієї статті можливо дізнатися, що скупчення повітря у водопроводі може становити серйозну загрозу для всієї системи. У наступній статті ми розповімо Вам про види повітряних клапанів, а також пояснимо, як правильно вибрати повітряний клапан.