Cơ chế hoạt động của van xả

Nguyên lý hoạt động của van xả dựa trên lực đẩy của chất lỏng tác động lên quả cầu nổi. Quả cầu nổi sẽ tự nhiên nổi lên trên nhờ lực đẩy của chất lỏng khi mực chất lỏng trong van xả dâng lên cho đến khi tiếp xúc với bề mặt làm kín của cửa xả. Áp suất ổn định sẽ khiến quả cầu tự đóng lại. Quả cầu sẽ rơi xuống cùng với mực chất lỏng khi...vanMực chất lỏng giảm xuống. Tại thời điểm này, cửa xả sẽ được sử dụng để bơm một lượng lớn không khí vào đường ống. Cửa xả tự động mở và đóng nhờ quán tính.

Khi đường ống hoạt động để xả bớt không khí, quả bóng nổi sẽ dừng lại ở đáy bát bóng. Ngay khi không khí trong đường ống cạn kiệt, chất lỏng sẽ tràn vào van, chảy qua bát bóng nổi và đẩy quả bóng nổi trở lại, khiến nó nổi lên và đóng van. Nếu một lượng nhỏ khí tập trung trong...vanở một mức độ nhất định trong khi đường ống hoạt động bình thường, mực chất lỏng trongvanKhi mực chất lỏng giảm, phao cũng sẽ giảm, và khí sẽ được đẩy ra ngoài qua lỗ nhỏ. Nếu máy bơm dừng, áp suất âm sẽ được tạo ra bất cứ lúc nào, và quả cầu nổi sẽ rơi xuống bất cứ lúc nào, và một lực hút lớn sẽ được thực hiện để đảm bảo an toàn cho đường ống. Khi phao cạn, trọng lực sẽ kéo một đầu của cần gạt xuống. Tại thời điểm này, cần gạt bị nghiêng, và một khe hở hình thành tại điểm tiếp xúc giữa cần gạt và lỗ thông hơi. Qua khe hở này, không khí được đẩy ra từ lỗ thông hơi. Sự xả khí làm cho mực chất lỏng dâng lên, lực nổi của phao tăng lên, bề mặt đầu bịt kín trên cần gạt dần dần ép vào lỗ xả cho đến khi nó bị tắc hoàn toàn, và tại thời điểm này van xả được đóng hoàn toàn.

Tầm quan trọng của van xả

Khi phao cạn chất lỏng, trọng lực kéo một đầu cần gạt xuống. Lúc này, cần gạt bị nghiêng, và một khe hở hình thành tại điểm tiếp xúc giữa cần gạt và lỗ thông hơi. Qua khe hở này, không khí được đẩy ra từ lỗ thông hơi. Sự xả khí làm mực chất lỏng dâng lên, lực nổi của phao tăng lên, bề mặt bịt kín ở đầu cần gạt dần dần ép vào lỗ xả cho đến khi nó bị tắc hoàn toàn, và lúc này van xả được đóng hoàn toàn.

1. Việc sinh khí trong mạng lưới đường ống cấp nước chủ yếu do năm điều kiện sau gây ra. Đây là nguồn gốc của khí trong mạng lưới đường ống hoạt động bình thường.

(1) Mạng lưới đường ống bị cắt đứt ở một số nơi hoặc hoàn toàn vì một số nguyên nhân;

(2) sửa chữa và làm sạch các đoạn ống cụ thể một cách nhanh chóng;

(3) Van xả và đường ống không đủ kín để cho phép bơm khí vì lưu lượng của một hoặc nhiều người dùng chính bị thay đổi quá nhanh để tạo ra áp suất âm trong đường ống;

(4) Rò rỉ khí không chảy;

(5) Khí sinh ra do áp suất âm trong quá trình hoạt động được giải phóng vào ống hút và cánh quạt của bơm nước.

2. Đặc điểm chuyển động và phân tích nguy hiểm của túi khí trong mạng lưới đường ống cấp nước:

Phương pháp chính để tích trữ khí trong đường ống là dòng chảy dạng bọt khí, nghĩa là khí tồn tại ở phía trên đường ống dưới dạng nhiều túi khí độc lập không liên tục. Điều này là do đường kính ống trong mạng lưới đường ống cấp nước thay đổi từ lớn đến nhỏ dọc theo hướng dòng chảy chính của nước. Hàm lượng khí, đường kính ống, đặc điểm mặt cắt dọc của ống và các yếu tố khác quyết định chiều dài của túi khí và diện tích mặt cắt ngang của nước bị chiếm dụng. Các nghiên cứu lý thuyết và ứng dụng thực tiễn cho thấy các túi khí di chuyển theo dòng chảy của nước dọc theo phía trên đường ống, có xu hướng tích tụ xung quanh các khúc uốn cong, van và các đặc điểm khác có đường kính thay đổi, và tạo ra dao động áp suất.

Mức độ thay đổi vận tốc dòng chảy của nước sẽ ảnh hưởng đáng kể đến sự tăng áp suất do sự chuyển động của khí gây ra, bởi vì vận tốc và hướng dòng chảy của nước trong mạng lưới đường ống rất khó dự đoán. Các thí nghiệm liên quan đã chứng minh rằng áp suất có thể tăng lên đến 2 MPa, đủ để làm vỡ các đường ống cấp nước thông thường. Điều quan trọng cần lưu ý là sự biến đổi áp suất trên toàn hệ thống ảnh hưởng đến số lượng túi khí di chuyển trong mạng lưới đường ống tại bất kỳ thời điểm nào. Điều này làm trầm trọng thêm sự thay đổi áp suất trong dòng nước chứa khí, làm tăng khả năng vỡ đường ống.

Hàm lượng khí, cấu trúc đường ống và hoạt động đều là những yếu tố ảnh hưởng đến nguy cơ khí trong đường ống. Có hai loại nguy hiểm: nguy hiểm rõ ràng và nguy hiểm tiềm ẩn, và cả hai đều có những đặc điểm sau:

Sau đây là những mối nguy hiểm rõ ràng.

(1) Ống xả cứng khiến việc xả nước trở nên khó khăn
Khi nước và khí tiếp xúc với nhau, cửa xả lớn của van xả kiểu phao hầu như không hoạt động và chỉ dựa vào sự thoát khí qua các lỗ nhỏ, gây ra hiện tượng “tắc nghẽn khí” nghiêm trọng. Khí không thể thoát ra ngoài, dòng nước chảy không đều, và kênh dẫn nước bị tắc nghẽn. Diện tích mặt cắt ngang bị thu hẹp hoặc thậm chí biến mất, dòng nước bị gián đoạn, khả năng tuần hoàn chất lỏng của hệ thống giảm, vận tốc dòng chảy cục bộ tăng lên, và tổn thất cột áp tăng. Cần phải mở rộng máy bơm nước, điều này sẽ tốn kém hơn về điện năng và chi phí vận chuyển, để duy trì thể tích tuần hoàn hoặc cột áp ban đầu.

(2) Do dòng nước và hiện tượng vỡ đường ống do việc xả khí không đều, hệ thống cấp nước không thể hoạt động bình thường.
Do khả năng giải phóng một lượng khí khiêm tốn của van xả, đường ống thường xuyên bị vỡ. Áp suất nổ khí do hệ thống xả kém chất lượng có thể lên tới 20 đến 40 atmosphere, và sức phá hủy của nó tương đương với áp suất tĩnh từ 40 đến 40 atmosphere, theo các ước tính lý thuyết liên quan. Bất kỳ đường ống nào dùng để cung cấp nước đều có thể bị phá hủy bởi áp suất 80 atmosphere. Ngay cả loại gang dẻo cứng nhất được sử dụng trong kỹ thuật cũng có thể bị hư hại. Các vụ nổ đường ống xảy ra thường xuyên. Ví dụ như một đường ống dẫn nước dài 91 km ở một thành phố phía Đông Bắc Trung Quốc đã phát nổ sau vài năm sử dụng. Có tới 108 đường ống phát nổ, và các nhà khoa học từ Viện Xây dựng và Kỹ thuật Thẩm Dương sau khi kiểm tra đã xác định đó là một vụ nổ khí. Chỉ dài 860 mét và có đường kính ống 1200 mm, đường ống dẫn nước của một thành phố phía nam đã bị vỡ tới sáu lần chỉ trong một năm hoạt động. Kết luận là khí thải là nguyên nhân. Chỉ có hiện tượng nổ khí do đường ống xả nước yếu gây ra bởi lượng khí thải lớn mới có thể làm hỏng van. Vấn đề cốt lõi về hiện tượng nổ đường ống cuối cùng được giải quyết bằng cách thay thế đường ống xả bằng van xả tốc độ cao chủ động, đảm bảo lượng khí thải đáng kể.

3) Vận tốc dòng chảy và áp suất động trong đường ống liên tục thay đổi, các thông số hệ thống không ổn định, và có thể phát sinh rung động và tiếng ồn đáng kể do sự giải phóng liên tục của không khí hòa tan trong nước và sự hình thành, mở rộng dần các túi khí.

(4) Sự ăn mòn bề mặt kim loại sẽ tăng tốc do tiếp xúc luân phiên với không khí và nước.

(5) Đường ống tạo ra tiếng ồn khó chịu.

Các mối nguy hiểm tiềm ẩn do việc lăn bánh không đúng cách gây ra

1. Việc điều tiết lưu lượng không chính xác, điều khiển tự động đường ống không chính xác và sự cố của các thiết bị bảo vệ an toàn đều có thể là hậu quả của việc xả khí không đều;

2. Còn có những chỗ rò rỉ đường ống khác;

3. Số lượng sự cố đường ống đang gia tăng, và các cú sốc áp suất liên tục trong thời gian dài làm mòn các mối nối và thành ống, dẫn đến các vấn đề bao gồm tuổi thọ sử dụng ngắn hơn và chi phí bảo trì tăng cao;

Nhiều nghiên cứu lý thuyết và một vài ứng dụng thực tiễn đã chứng minh việc làm hư hại đường ống dẫn nước áp lực khi nó chứa nhiều khí là điều dễ xảy ra như thế nào.

Hiện tượng búa nước tác động lên thành ống là mối nguy hiểm nhất. Sử dụng lâu dài sẽ làm giảm tuổi thọ của thành ống, làm cho nó giòn hơn, tăng lượng nước thất thoát và có khả năng gây nổ ống. Khí thải từ ống là nguyên nhân chính gây rò rỉ đường ống cấp nước đô thị, do đó việc giải quyết vấn đề này là rất quan trọng. Cần phải chọn van xả có khả năng xả khí và tích trữ khí trong đường ống xả phía dưới. Van xả tốc độ cao kiểu động hiện nay đáp ứng được các yêu cầu này.

Van xả khí là một bộ phận phụ trợ quan trọng của hệ thống đường ống, bao gồm nồi hơi, máy điều hòa không khí, đường ống dẫn dầu khí, đường ống cấp thoát nước và vận chuyển bùn đường dài. Van này thường được lắp đặt ở độ cao quan trọng hoặc tại các khúc cua để loại bỏ khí dư thừa trong đường ống, tăng hiệu suất đường ống và giảm tiêu thụ năng lượng.
Các loại van xả khác nhau

Lượng không khí hòa tan trong nước thường vào khoảng 2% thể tích. Không khí liên tục được đẩy ra khỏi nước trong quá trình vận chuyển và tích tụ tại điểm cao nhất của đường ống để tạo thành túi khí (túi khí), được sử dụng để thực hiện việc vận chuyển nước. Khả năng vận chuyển nước của hệ thống có thể giảm khoảng 5-15% khi nước trở nên đặc hơn. Mục đích chính của van xả siêu nhỏ này là loại bỏ 2% không khí hòa tan, và nó có thể được lắp đặt trong các tòa nhà cao tầng, đường ống sản xuất và các trạm bơm nhỏ để bảo vệ hoặc nâng cao hiệu quả vận chuyển nước của hệ thống và tiết kiệm năng lượng.

Van xả nhỏ loại một cần gạt (SIMPLE LEVER TYPE) có thân hình bầu dục tương tự. Đường kính lỗ xả tiêu chuẩn được sử dụng bên trong, và các bộ phận bên trong, bao gồm phao, cần gạt, khung cần gạt, đế van, v.v., đều được làm bằng thép không gỉ 304S.S và phù hợp với điều kiện áp suất làm việc lên đến PN25.