Kaip veikia išmetimo vožtuvas

Išmetimo vožtuvo teorija pagrįsta skysčio plūdrumo poveikiu plūduriuojančiam rutuliui. Plūduriuojantis rutulys natūraliai plūduriuos aukštyn po skysčio plūdrumu, kai išmetimo vožtuvo skysčio lygis kils, kol palies išmetimo angos sandarinimo paviršių. Pastovus slėgis privers rutulį savaime užsidaryti. Rutulys kris kartu su skysčio lygiu, kaivožtuvųskysčio lygis mažėja. Šiuo metu išmetimo anga bus naudojama dideliam oro kiekiui įpurkšti į vamzdyną. Išmetimo anga automatiškai atsidaro ir užsidaro dėl inercijos.

Plaukiojantis rutulys, kai vamzdynas veikia, sustoja rutulio dubens apačioje, kad išleistų daug oro. Kai tik oras iš vamzdžio išeina, skystis plūsta į vožtuvą, teka per plaukiojančio rutulio dubenį ir stumia plaukiojantį rutulį atgal, todėl jis plūduriuoja ir užsidaro. Jei vamzdyje susikaupia labai mažas kiekis dujųvožtuvastam tikru mastu, kai vamzdynas veikia normaliai, skysčio lygis jamevožtuvasSumažės ir plūdė, o dujos bus išstumtos pro mažą skylutę. Jei siurblys sustos, bet kuriuo metu susidarys neigiamas slėgis, o plūduriuojantis rutulys bet kuriuo metu kris, ir bus atliekamas didelis siurbimas, siekiant užtikrinti vamzdyno saugumą. Kai plūduras išseks, gravitacija privers jį traukti vieną svirties galą žemyn. Šiuo metu svirtis pakrypsta, ir toje vietoje, kur liečiasi svirtis ir išleidimo anga, susidaro tarpas. Per šį tarpą iš išleidimo angos išstumiamas oras. Išleidimas sukelia skysčio lygio kilimą, plūdės plūdrumo didėjimą, svirties sandarinimo galinis paviršius palaipsniui spaudžia išleidimo angą, kol ji visiškai užsikemša, ir šiuo metu išleidimo vožtuvas visiškai užsidaro.

Išmetimo vožtuvų svarba

Kai plūduras išsenka, gravitacija priverčia jį traukti vieną svirties galą žemyn. Šiuo metu svirtis pakrypsta, ir toje vietoje, kur liečiasi svirtis ir ventiliacijos anga, susidaro tarpas. Per šį tarpą iš ventiliacijos angos išstumiamas oras. Išleidimas sukelia skysčio lygio kilimą, plūdės plūdrumo didėjimą, svirties sandarinimo galinis paviršius palaipsniui spaudžia išmetimo angą, kol ji visiškai užsikemša, ir šiuo metu išmetimo vožtuvas visiškai užsidaro.

1. Dujų susidarymą vandentiekio vamzdynų tinkle dažniausiai sukelia šios penkios sąlygos. Tai yra dujų šaltinis įprasto veikimo vamzdynų tinkle.

(1) Vamzdynų tinklas dėl kokių nors priežasčių kai kuriose vietose arba visiškai nutrūkęs;

(2) skubus konkrečių vamzdžių ruožų remontas ir ištuštinimas;

(3) Išmetimo vožtuvas ir vamzdynas nėra pakankamai sandarūs, kad būtų galima įpurkšti dujas, nes vieno ar kelių pagrindinių vartotojų srauto greitis yra per greitai modifikuojamas, kad vamzdyne susidarytų neigiamas slėgis;

(4) Dujų nuotėkis, kuris nėra sraute;

(5) Dėl neigiamo slėgio susidariusios dujos išleidžiamos į vandens siurblio įsiurbimo vamzdį ir sparnuotę.

2. Vandentiekio vamzdynų tinklo oro pagalvės judėjimo charakteristikos ir pavojaus analizė:

Pagrindinis dujų kaupimo vamzdyje būdas yra „slug flow“ (liet. šliužo srautas), kai dujos vamzdžio viršuje kaupiasi kaip daugybė nepriklausomų oro kišenių. Taip yra todėl, kad vandens tiekimo vamzdynų tinklo vamzdžio skersmuo pagrindinio vandens srauto kryptimi svyruoja nuo didelio iki mažo. Dujų kiekis, vamzdžio skersmuo, vamzdžio išilginio pjūvio charakteristikos ir kiti veiksniai lemia oro pagalvės ilgį ir užimamo vandens skerspjūvio plotą. Teoriniai tyrimai ir praktinis pritaikymas rodo, kad oro pagalvės migruoja kartu su vandens srautu vamzdžio viršumi, linkusios kauptis aplink vamzdžio lenkimus, vožtuvus ir kitas įvairaus skersmens dalis ir sukelia slėgio svyravimus.

Vandens tekėjimo greičio pokyčio stiprumas turės didelės įtakos slėgio padidėjimui, kurį sukelia dujų judėjimas, nes vandens tekėjimo greitis ir kryptis vamzdynų tinkle yra labai nenuspėjami. Atitinkami eksperimentai parodė, kad slėgis gali padidėti iki 2 MPa, o to pakanka, kad pralaužtų įprastus vandens tiekimo vamzdynus. Taip pat svarbu nepamiršti, kad slėgio svyravimai visame tinkle turi įtakos tam, kiek oro pagalvių juda bet kuriuo metu vamzdynų tinkle. Tai pablogina slėgio pokyčius dujomis užpildytame vandens sraute, padidindama vamzdžių trūkimo tikimybę.

Dujų kiekis, vamzdyno konstrukcija ir eksploatavimas yra elementai, darantys įtaką dujų keliamam pavojui vamzdynuose. Yra dvi pavojų kategorijos: tiesioginis ir paslėptas, ir abu jie turi šias savybes:

Toliau pateikiami pirmiausia akivaizdūs pavojai

(1) Dėl kietų išmetamųjų dujų sunku praleisti vandenį
Kai vanduo ir dujos yra tarpfazėje, didžiulė plūdės tipo išmetimo vožtuvo išmetimo anga praktiškai neatlieka jokios funkcijos ir veikia tik mikroporų išmetimo būdu, sukeldama didelį „oro užsikimšimą“, kai oras negali išeiti, vandens srautas nėra tolygus, o vandens srauto kanalas užblokuojamas. Skerspjūvio plotas sumažėja arba net išnyksta, vandens srautas nutrūksta, sumažėja sistemos gebėjimas cirkuliuoti skystį, padidėja vietinis srauto greitis ir vandens slėgio nuostoliai. Norint išlaikyti pradinį cirkuliacijos tūrį arba vandens slėgio slėgį, reikia išplėsti vandens siurblį, o tai kainuos daugiau energijos ir transportavimo požiūriu.

(2) Dėl netolygaus oro išleidimo sukelto vandens srauto ir vamzdžių trūkimų vandens tiekimo sistema negali tinkamai veikti.
Dėl išmetimo vožtuvo gebėjimo išskirti nedidelį kiekį dujų, vamzdynai dažnai plyšta. Remiantis atitinkamais teoriniais skaičiavimais, dėl prastos kokybės išmetamųjų dujų susidaręs dujų sprogimo slėgis gali siekti 20–40 atmosferų, o jų destruktyvioji jėga prilygsta 40–40 atmosferų statiniam slėgiui. Bet kuris vandens tiekimui naudojamas vamzdynas gali būti sunaikintas 80 atmosferų slėgio. Net ir tvirčiausias inžinerijoje naudojamas kalusis ketus gali būti pažeistas. Vamzdžių sprogimai vyksta nuolat. Pavyzdžiui, 91 km ilgio vandens vamzdynas šiaurės rytų Kinijos mieste sprogo po kelerių metų eksploatavimo. Sprogo iki 108 vamzdžių, o Šenjango statybos ir inžinerijos instituto mokslininkai, atlikę tyrimą, nustatė, kad tai buvo dujų sprogimas. Pietinio miesto vandens vamzdynas, kurio ilgis siekia vos 860 metrų, o skersmuo – 1200 milimetrų, per vienerius eksploatavimo metus sprogdavo iki šešių kartų. Išvada buvo ta, kad kaltos išmetamosios dujos. Tik oro sprogimas, kurį sukelia silpnas vandens vamzdžio išmetimas iš didelio kiekio išmetamųjų dujų, gali pažeisti vožtuvą. Pagrindinė vamzdžių sprogimo problema galiausiai išspręsta pakeitus išmetimo sistemą dinaminiu didelio greičio išmetimo vožtuvu, kuris gali užtikrinti didelį išmetamųjų dujų kiekį.

3) Vandens tekėjimo greitis ir dinaminis slėgis vamzdyje nuolat kinta, sistemos parametrai yra nestabilūs, todėl dėl nuolatinio ištirpusio oro išsiskyrimo vandenyje ir laipsniško oro kišenių susidarymo bei plėtimosi gali atsirasti didelė vibracija ir triukšmas.

(4) Metalinio paviršiaus koroziją paspartins pakaitomis sąveikaujant su oru ir vandeniu.

(5) Vamzdynas skleidžia nemalonius garsus.

Paslėpti pavojai, kylantys dėl prasto riedėjimo

1 Dėl netolygaus išmetimo gali atsirasti netikslus srauto reguliavimas, netikslus automatinis vamzdynų valdymas ir saugos įtaisų gedimai;

2 Yra ir kitų vamzdynų nuotėkių;

3 Vamzdynų gedimų skaičius auga, o ilgalaikiai nuolatiniai slėgio smūgiai susidėvi vamzdžių jungtis ir sieneles, todėl kyla problemų, įskaitant trumpesnį tarnavimo laiką ir didėjančias priežiūros išlaidas;

Daugybė teorinių tyrimų ir keli praktiniai pritaikymai parodė, kaip lengva pažeisti slėginį vandens tiekimo vamzdyną, kai jame yra daug dujų.

Hidraulinio smūgio tiltas yra pats pavojingiausias dalykas. Ilgalaikis naudojimas apribos sienos naudingo tarnavimo laiką, padarys ją trapesnę, padidins vandens nuostolius ir gali sukelti vamzdžio sprogimą. Vamzdžių išmetamosios dujos yra pagrindinis veiksnys, sukeliantis miesto vandentiekio vamzdžių nuotėkius, todėl labai svarbu spręsti šią problemą. Reikia pasirinkti išmetimo vožtuvą, kuris galėtų ištraukti dujas ir laikyti dujas apatiniame išmetimo vamzdyne. Dinaminis didelio greičio išmetimo vožtuvas dabar atitinka reikalavimus.

Katilams, oro kondicionieriams, naftos ir dujų vamzdynams, vandens tiekimo ir drenažo vamzdynams bei dideliems atstumams skirtų srutų transportavimo sistemoms reikalingas išmetimo vožtuvas, kuris yra labai svarbi pagalbinė vamzdynų sistemos dalis. Jis dažnai įrengiamas dideliame aukštyje arba alkūnėse, kad iš vamzdyno būtų pašalintos papildomos dujos, padidėtų vamzdyno efektyvumas ir sumažėtų energijos suvartojimas.
Skirtingi išmetimo vožtuvų tipai

Ištirpusio oro kiekis vandenyje paprastai yra apie 2 tūrio %. Tiekimo proceso metu oras nuolat šalinamas iš vandens ir kaupiasi aukščiausiame vamzdyno taške, sukurdamas oro kišenę (AIR POCKET), kuri naudojama tiekimui. Sistemos gebėjimas transportuoti vandenį gali sumažėti maždaug 5–15 %, kai vanduo tampa sudėtingesnis. Šio mikro išmetimo vožtuvo pagrindinė paskirtis – pašalinti 2 tūrio % ištirpusio oro, ir jį galima montuoti aukštybiniuose pastatuose, gamybos vamzdynuose ir mažose siurblinėse, siekiant apsaugoti arba padidinti sistemos vandens tiekimo efektyvumą ir taupyti energiją.

Vienos svirties (PAPRASTOS SVIRTIES TIPO) mažo išmetimo vožtuvo ovalus vožtuvo korpusas yra panašus. Viduje naudojamas standartinis išmetimo angos skersmuo, o vidiniai komponentai, įskaitant plūdę, svirtį, svirties rėmą, vožtuvo lizdą ir kt., yra pagaminti iš 304S.S nerūdijančio plieno ir tinka darbiniam slėgiui iki PN25.