Como funciona uma válvula de ar: O Guia Completo

A situação é a seguinte:

As válvulas de ar podem parecer dispositivos simples, mas na verdade são os heróis desconhecidos dos sistemas de distribuição de água. Como é que um válvula de ar trabalho? Em termos simples, estes dispositivos mecânicos controlam automaticamente o movimento do ar para dentro e para fora das condutas, utilizando um mecanismo de flutuação que funciona segundo os princípios da flutuabilidade. Libertam o ar retido durante o funcionamento normal, admitem ar para evitar a formação de vácuo e ventilam o ar durante o enchimento da tubagem.

Mas há muito mais do que isso.

De facto, sem válvulas de ar a funcionar corretamente, o seu sistema de condutas pode enfrentar problemas graves como golpes de aríete, redução da eficiência do fluxo e até mesmo um colapso catastrófico da tubagem.

Atualmente, como profissional fabricante de válvulas de arNo artigo "Válvulas de ar", vou explicar exatamente como funcionam as válvulas de ar, porque são importantes e como tirar o máximo partido delas.

O que é exatamente uma válvula de ar?

Um válvula de ar é um dispositivo hidromecânico de controlo de fluxo concebido para gerir automaticamente o ar em sistemas de tubagens de líquidos.

Pense nisto como o sistema de respiração da sua conduta.

Estas válvulas têm três funções críticas:

1. Libertar ar durante o funcionamento - Ventilação contínua de pequenas bolsas de ar que se acumulam
2. Admitir ar durante a drenagem - Prevenção de condições de vácuo perigosas
3. Libertar o ar durante o enchimento - Purga rápida de grandes volumes de ar ao encher tubos vazios

A vantagem das válvulas de ar? Funcionam automaticamente sem qualquer energia externa ou intervenção manual.

A ciência por detrás do funcionamento do mecanismo de flutuação

Vamos agora mergulhar na mecânica.

A maioria das válvulas de ar utiliza um mecanismo de flutuação que funciona com base num princípio simples: a flutuabilidade.

Eis como funciona exatamente:

Quando a conduta está cheia (funcionamento normal)

Quando a tubagem funciona normalmente, o líquido enche o corpo da válvula. O flutuador no interior sobe com o nível do líquido, tal como uma cana de pesca. Este movimento ascendente empurra o flutuador contra um pequeno orifício (abertura), criando uma vedação que mantém a válvula fechada.

Não há fugas de líquido. Não há problemas.

Quando o ar se acumula

Mas é aqui que as coisas ficam interessantes.

À medida que pequenas bolsas de ar se acumulam na válvula, deslocam o líquido. O nível do líquido desce, assim como o flutuador. Quando o flutuador desce o suficiente, afasta-se do orifício, abrindo a válvula.

O ar retido escapa para a atmosfera até que o líquido volte a entrar na válvula, levantando o flutuador e selando-o novamente.

Este ciclo repete-se automaticamente sempre que o ar se acumula.

Em condições de vácuo

Quando uma conduta se esvazia ou sofre quedas súbitas de pressão, as coisas tornam-se críticas.

O líquido escorre para fora do corpo da válvula, fazendo com que o flutuador desça completamente. Isto abre um grande orifício, permitindo a entrada de grandes volumes de ar. Este prevenção de vácuo é crucial - sem ela, os seus canos podem literalmente colapsar devido à pressão negativa.

Tipos de válvulas de ar (e quando utilizar cada uma)

Nem todas as válvulas de ar são iguais.

De facto, escolher o tipo errado pode ser tão mau como não ter nenhuma válvula.

Eis os três tipos principais:

1. Válvulas de libertação de ar

Melhor para: Libertação de pequenas acumulações contínuas de ar sob pressão

Como funcionam: Design de pequeno orifício com sistema de flutuador ponderado

Caraterísticas principais:

• Liberta bolhas de ar durante o funcionamento normal
• Funciona com a pressão total do sistema
• Capacidade limitada para grandes volumes de ar

2. Válvulas de ar/vácuo

Melhor para: Proteção contra condições de vácuo e operações de enchimento/drenagem

Como funcionam: Grande orifício normalmente aberto, que se fecha quando a água entra

Caraterísticas principais:

• Admite rapidamente grandes volumes de ar
• Evita o colapso da tubagem
• Não consegue libertar ar sob pressão

3. Válvulas de ar combinadas

Melhor para: Gestão completa do ar (o meu favorito)

Como funcionam: Incorpora orifícios pequenos e grandes numa única unidade

Caraterísticas principais:

• Trata de todos os válvula de ar funções
• Opção mais versátil
• Custo mais elevado, mas melhor proteção

Porque é que as válvulas de ar são essenciais para a eficiência dos oleodutos

Vou ser claro:

Ignorar o ar nas condutas é como ignorar o colesterol nas artérias. Eventualmente, alguma coisa vai acabar por ceder.

Eis o que acontece sem válvulas de ar adequadas:

Eficiência de bombagem reduzida

As bolsas de ar criam bloqueios que obrigam as bombas a trabalhar mais. Já vi sistemas em que o ar retido aumentava o consumo de energia em 15-20%.

É dinheiro a sério que vai pelo cano abaixo.

Danos causados por golpes de aríete e sobretensão

Quando as bolsas de ar se soltam e se deslocam a jusante, podem causar picos de pressão devastadores. Estamos a falar de forças que podem literalmente rasgar as condutas.

Erros de medição

As bolhas de ar perturbam os medidores de caudal e a instrumentação. Não se pode gerir o que não se pode medir com exatidão.

Aceleração da corrosão

O oxigénio no ar retido acelera o tubo corrosãoespecialmente em pontos de alta temperatura. Este facto reduz drasticamente o tempo de vida útil das condutas.

Colocação estratégica: Onde instalar as válvulas de ar

A localização é tudo no caso das válvulas de ar.

Se forem instaladas no sítio errado, são basicamente decorações caras.

É aqui que são necessárias válvulas de ar:

Pontos altos no pipeline

O ar sobe naturalmente e acumula-se nos picos. Esta é a prioridade #1 para válvula de libertação de ar colocação.

Percursos horizontais longos

Mesmo os tubos "planos" têm pequenas alterações de elevação onde o ar se acumula. Instale válvulas a cada 1.500-2.500 pés em percursos longos.

Alterações na inclinação do tubo

Qualquer ponto onde a conduta mude de ascendente para descendente necessita de proteção.

Depois de Bombas e Boosters

As bombas podem introduzir ar através de cavitação ou fugas nos vedantes. Instale sempre válvulas combinadas a jusante.

Válvulas antes e depois

As válvulas de isolamento, válvulas de controlo e PRVs criam turbulência que liberta o ar dissolvido.

Melhores práticas de instalação que realmente importam

A questão é a seguinte:

Mesmo os melhores válvula de ar não funcionará se for instalado incorretamente.

Siga estas diretrizes:

Instalar sempre na vertical

As válvulas de ar devem ser montadas verticalmente com a entrada virada para baixo. Qualquer outra orientação e simplesmente não funcionam.

Adicionar válvulas de isolamento

Instalar uma válvula de fecho por baixo de cada válvula de ar. Agradecer-me-ão quando chegar a altura da manutenção.

Assegurar uma ventilação adequada

As válvulas de ar precisam de respirar. Instale-as num local onde o ar expelido possa sair e o ar fresco possa entrar livremente.

Tamanho correto

As válvulas subdimensionadas não conseguem acompanhar a acumulação de ar. As válvulas sobredimensionadas desperdiçam dinheiro. Use as tabelas de dimensionamento do fabricante com base no diâmetro do tubo e nas taxas de fluxo.

Problemas comuns (e como os resolver)

Mesmo com uma instalação correta, podem surgir problemas.

Eis os problemas mais comuns que vejo:

A válvula não liberta ar

Causa: Normalmente, os detritos estão a bloquear o orifício

Fixar: Desmontar e limpar cuidadosamente

Descarga contínua de água

Causa: Flutuador danificado ou vedantes gastos

Fixar: Substituir os componentes internos

Tagarelice das válvulas

Causa: Válvula sobredimensionada ou fluxo turbulento

Fixar: Instalar um dispositivo de estrangulamento ou redimensionar a válvula

Falha prematura

Causa: Material da válvula incorreto para a aplicação

Fixar: Atualização para materiais adequados (aço inoxidável para ambientes corrosivos)

Aplicações avançadas que deve conhecer

As válvulas de ar não são apenas para condutas de água.

Eis algumas aplicações especializadas:

Sistemas de águas residuais

As águas residuais geram gases através da decomposição. As válvulas de ar especiais para águas residuais lidam com estes gases corrosivos e evitam a formação de incrustações.

Processamento químico

As válvulas de aço inoxidável com vedantes especiais lidam com segurança com produtos químicos agressivos.

Sistemas de alta pressão

As válvulas reforçadas suportam pressões até 300 PSI para aplicações industriais.

Considerações sobre ROI e custos

Falemos de dinheiro.

As válvulas de ar de qualidade não são baratas. Mas também não o são:

• Substituição de canos rebentados
• Aumento dos custos de energia
• Tempo de inatividade do sistema
• Falha prematura da bomba

Eu já vi o que é correto válvula de ar A instalação paga-se a si própria no prazo de 12 a 18 meses, apenas através da poupança de energia.

A linha inferior da operação da válvula de ar

Como é que um válvula de ar trabalho? Através de uma utilização engenhosa dos princípios de flutuabilidade e funcionamento automáticoEstes dispositivos protegem as condutas de problemas relacionados com o ar sem necessidade de energia ou de intervenção manual. Os mecanismo de flutuação sobe e desce com os níveis de líquido, abrindo e fechando orifícios para libertar o ar retido, admitir ar em condições de vácuo e manter um nível ótimo de eficiência das condutas. Quer se trate de gerir bolsas de ar em pontos altos no pipeline ou evitar um colapso catastrófico do vácuo, as válvulas de ar são componentes essenciais que mantêm os nossos sistemas de água fluindo sem problemas e em segurança.