Как работает воздушный клапан: Полное руководство

Дело вот в чем:

Воздушные клапаны могут показаться простыми устройствами, но на самом деле они являются невоспетыми героями систем водораспределения. Как воздушный клапан работать? Проще говоря, эти механические устройства автоматически контролируют движение воздуха в трубопроводах и из них с помощью поплавкового механизма, работающего по принципу плавучести. Они выпускают захваченный воздух при нормальной работе, впускают воздух для предотвращения образования вакуума и выпускают воздух при заполнении трубопровода.

Но это еще не все.

На самом деле, без правильно функционирующих воздушных клапанов ваша трубопроводная система может столкнуться с такими серьезными проблемами, как гидроудар, снижение эффективности потока и даже катастрофическое разрушение трубы.

Сегодня как профессионал производитель воздушных клапановЯ расскажу, как именно работают воздушные клапаны, почему они важны и как получить от них максимальную отдачу.

Что такое воздушный клапан?

Ан воздушный клапан это гидромеханическое устройство управления потоком, предназначенное для автоматического управления воздухом в жидкостных трубопроводных системах.

Считайте, что это дыхательная система вашего трубопровода.

Эти клапаны выполняют три важнейшие функции:

1. Выпуск воздуха во время работы - Постоянное удаление небольших воздушных карманов, которые накапливаются
2. Пропускает воздух во время слива - Предотвращение опасных условий вакуума
3. Выпустите воздух во время заполнения - Быстрое удаление больших объемов воздуха при заполнении пустых труб

В чем прелесть воздушных клапанов? Они работают автоматически, без внешнего питания или ручного вмешательства.

Наука, лежащая в основе работы поплавкового механизма

Теперь давайте погрузимся в механику.

В большинстве воздушных клапанов используется поплавковый механизм который работает по простому принципу: плавучесть.

Вот как это работает:

Когда трубопровод заполнен (нормальный режим работы)

Когда ваш трубопровод работает нормально, жидкость заполняет корпус клапана. Поплавок внутри поднимается вместе с уровнем жидкости, подобно рыболовной приманке. Это движение вверх прижимает поплавок к небольшому отверстию, создавая уплотнение, которое удерживает клапан закрытым.

Жидкость не вытекает. Никаких проблем.

Когда скапливается воздух

Но вот тут-то и становится интересно.

Когда в клапане скапливается воздух, он вытесняет жидкость. Уровень жидкости падает, а вместе с ним и поплавок. Когда поплавок опускается достаточно далеко, он отходит от отверстия, открывая клапан.

Задержанный воздух выходит в атмосферу до тех пор, пока жидкость снова не попадет в клапан, поднимая поплавок и снова герметизируя его.

Этот цикл повторяется автоматически при скоплении воздуха.

В условиях вакуума

Когда в трубопроводе происходит утечка или резкое падение давления, ситуация становится критической.

Жидкость вытекает из корпуса клапана, заставляя поплавок полностью опуститься. При этом открывается большое отверстие, в которое устремляется огромный объем воздуха. Это предотвращение вакуума имеет решающее значение - без него ваши трубы могут буквально разрушиться от отрицательного давления.

Типы воздушных клапанов (и когда следует использовать каждый из них)

Не все воздушные клапаны созданы одинаковыми.

На самом деле, выбор неправильного типа может быть так же плох, как и отсутствие клапана вообще.

Вот три основных типа:

1. Клапаны выпуска воздуха

Лучшее для: Освобождение небольших, непрерывных скоплений воздуха под давлением

Как они работают: Конструкция с малым отверстием и взвешенным поплавком

Ключевые особенности:

• Выпускает пузырьки воздуха при нормальной работе
• Работает при полном давлении в системе
• Ограниченные возможности для больших объемов воздуха

2. Воздушные/вакуумные клапаны

Лучшее для: Защита от вакуумных условий и операций заполнения/осушения

Как они работают: Большое отверстие, нормально открытое, закрывается, когда в него попадает вода

Ключевые особенности:

• Быстро впускает большие объемы воздуха
• Предотвращает разрушение трубопровода
• Не может выпустить воздух под давлением

3. Комбинированные воздушные клапаны

Лучшее для: Полное управление воздухом (мой личный фаворит)

Как они работают: В одном устройстве объединены как маленькие, так и большие отверстия

Ключевые особенности:

• Справляется со всеми воздушный клапан функции
• Самый универсальный вариант
• Более высокая стоимость, но лучшая защита

Почему воздушные клапаны имеют решающее значение для эффективности трубопровода

Позвольте мне внести ясность:

Игнорировать воздух в трубопроводах - все равно что игнорировать холестерин в артериях. В конце концов, что-то да даст сбой.

Вот что происходит без надлежащих воздушных клапанов:

Снижение эффективности перекачки

Воздушные карманы создают засоры, которые заставляют насосы работать интенсивнее. Я видел системы, в которых запертый воздух увеличивал потребление энергии на 15-20%.

Это настоящие деньги, пущенные на ветер.

Повреждения от гидроударов и скачков напряжения

Когда воздушные карманы вырываются на свободу и устремляются вниз по течению, они могут вызвать разрушительные скачки давления. Речь идет о силе, которая может буквально разорвать трубы.

Ошибки измерения

Пузырьки воздуха мешают работе расходомеров и приборов. Невозможно управлять тем, что нельзя точно измерить.

Ускорение коррозии

Кислород, содержащийся в запертом воздухе, ускоряет прокладку труб коррозияособенно при высоких температурах. Это значительно сокращает срок службы трубопровода.

Стратегическое размещение: Где устанавливать воздушные клапаны

Расположение - это главное для воздушных клапанов.

Установите их в неправильном месте, и они превратятся в дорогое украшение.

Здесь вам понадобятся воздушные клапаны:

Основные моменты в трубопроводе

Воздух естественным образом поднимается и скапливается в пиковых точках. Это приоритет #1 для воздушный клапан размещение.

Длинные горизонтальные прогоны

Даже в "плоских" трубах есть небольшие перепады высот, где скапливается воздух. На длинных участках устанавливайте клапаны через каждые 1 500-2 500 футов.

Изменение уклона трубы

Все места, где трубопровод переходит с восходящего на нисходящий, нуждаются в защите.

После насосов и бустеров

Насосы могут вводить воздух из-за кавитации или негерметичности уплотнений. Всегда устанавливайте комбинированные клапаны ниже по потоку.

Клапаны до и после

Изолирующие клапаны, регулирующие клапаны и клапаны PRV создают турбулентность, которая высвобождает растворенный воздух.

Лучшие практики установки, которые действительно имеют значение

Дело вот в чем:

Даже самые лучшие воздушный клапан не будет работать, если он установлен неправильно.

Следуйте этим рекомендациям:

Всегда устанавливайте вертикально

Воздушные клапаны должны быть установлены вертикально, впускным отверстием вниз. При любой другой ориентации они просто не будут работать.

Добавить изоляционные клапаны

Установите запорный клапан под каждым воздушный клапан. Вы поблагодарите меня, когда придет время технического обслуживания.

Обеспечьте правильную вентиляцию

Воздушные клапаны должны дышать. Установите их в местах, где отработанный воздух может выходить, а свежий - свободно поступать.

Правильный размер

Неразмерные клапаны не справляются с накоплением воздуха. Переразмеренные клапаны приводят к пустой трате денег. Используйте таблицы размеров производителя, основанные на диаметре трубы и расходе.

Распространенные проблемы (и способы их устранения)

Даже при правильной установке могут возникнуть проблемы.

Вот наиболее распространенные проблемы, с которыми я сталкиваюсь:

Клапан не выпускает воздух

Причина: Обычно мусор забивает отверстие

Фикс: Разберите и тщательно очистите

Непрерывный сброс воды

Причина: Поврежденный поплавок или изношенные уплотнения

Фикс: Замените внутренние компоненты

Дребезжание клапанов

Причина: Клапан увеличенного размера или турбулентный поток

Фикс: Установите дросселирующее устройство или измените размер клапана

Преждевременный отказ

Причина: Неправильный материал клапана для применения

Фикс: Переход на соответствующие материалы (нержавеющая сталь для агрессивных сред)

Передовые приложения, о которых вы должны знать

Воздушные клапаны предназначены не только для водопроводных сетей.

Вот некоторые специализированные приложения:

Системы водоотведения

При разложении сточных вод образуются газы. Специальные воздушные клапаны для сточных вод справляются с этими агрессивными газами, предотвращая их загрязнение.

Химическая обработка

Клапаны из нержавеющей стали со специальными уплотнениями надежно справляются с агрессивными химическими веществами.

Системы высокого давления

Усиленные клапаны выдерживают давление до 300 PSI для промышленного применения.

Окупаемость инвестиций и затраты

Давайте поговорим о деньгах.

Качественные воздушные клапаны стоят недешево. Но и не дешевы:

• Замена лопнувших труб
• Увеличение расходов на электроэнергию
• Время простоя системы
• Преждевременный отказ насоса

Я видел, как воздушный клапан Установка окупается за 12-18 месяцев только за счет экономии энергии.

Итоги эксплуатации воздушных клапанов

Как воздушный клапан работать? Благодаря изобретательному использованию принципов плавучести и автоматическое управлениеЭти устройства защищают трубопроводы от проблем, связанных с воздухом, не требуя электроэнергии или ручного вмешательства. Сайт поплавковый механизм поднимается и опускается вместе с уровнем жидкости, открывая и закрывая отверстия для выпуска запертого воздуха, впуска воздуха в условиях вакуума и поддержания оптимального уровня. эффективность трубопроводов. Будь то управление воздушные карманы на высокие точки в трубопроводе воздушные клапаны являются важнейшими компонентами, предотвращающими катастрофическое разрушение вакуума. водные системы плавно и безопасно.