Van xả hoạt động như thế nào

Lý thuyết đằng sau van xả là tác động của lực đẩy của chất lỏng lên quả bóng nổi. Quả bóng nổi sẽ tự nhiên nổi lên phía trên, bên dưới lực đẩy của chất lỏng khi mực chất lỏng trong van xả dâng lên cho đến khi tiếp xúc với bề mặt bịt kín của cổng xả. Áp suất ổn định sẽ khiến quả bóng tự động đóng lại. Quả bóng sẽ rơi xuống cùng với mực chất lỏng khivan củaMực chất lỏng giảm. Lúc này, cổng xả sẽ được sử dụng để bơm một lượng không khí đáng kể vào đường ống. Cổng xả tự động đóng mở theo quán tính.

Quả bóng nổi dừng lại ở đáy bát bóng khi đường ống đang hoạt động để xả một lượng lớn không khí. 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 và đóng lại. Nếu một lượng nhỏ khí tập trung trongvanở một mức độ nhất định trong khi đường ống hoạt động bình thường, mức chất lỏng trongvansẽ giảm, phao cũng sẽ giảm và khí sẽ bị đẩy ra ngoài qua lỗ nhỏ. Nếu máy bơm dừng lại, áp suất âm sẽ được tạo ra bất cứ lúc nào và quả bóng nổi sẽ rơi xuống bất cứ lúc nào và một lượng 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. 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 khỏi lỗ thông hơi. Quá trình xả 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 chặn hoàn toàn và tại thời điểm này, van xả được đóng hoàn toàn.

Tầm quan trọng của van xả

Khi phao cạn nước, trọng lực sẽ kéo một đầu cần gạt xuống. Lúc này, cần gạt nghiêng đi, tạo ra một khe hở tại điểm tiếp xúc giữa cần gạt và lỗ thông hơi. Qua khe hở này, không khí được đẩy ra khỏi lỗ thông hơi. Quá trình xả làm mực chất lỏng dâng lên, lực nổi của phao tăng lên, bề mặt bịt kín trên cần gạt từ từ ép lỗ xả cho đến khi lỗ xả bị chặn hoàn toàn, và lúc này van xả được đóng hoàn toàn.

1. Sự phát sinh khí trong mạng lưới đường ống cấp nước chủ yếu do năm nguyên nhân sau gây ra. Đây là nguồn khí trong mạng lưới đường ống vận hành bình thường.

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

(2) sửa chữa và làm rỗng các đoạn ống cụ thể một cách vội vàng;

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

(4) Rò rỉ khí không theo dòng chảy;

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

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

Phương pháp lưu trữ khí chủ yếu trong đường ống là dòng chảy slug, tức là khí tồn tại ở đầu đường ống dưới dạng nhiều túi khí độc lập không liên tục. Điều này là do đường kính ống của mạng lưới đường ống cấp nước thay đổi từ lớn đến nhỏ theo hướng dòng nước chính. Hàm lượng khí, đường kính ống, đặc điểm tiết diện dọc của ống và các yếu tố khác quyết định chiều dài của túi khí và diện tích tiết diện nước chiếm chỗ. Các nghiên cứu lý thuyết và ứng dụng thực tế chứng minh rằng túi khí di chuyển theo dòng nước dọc theo đỉnh đường ống, có xu hướng tích tụ xung quanh các khúc cua ống, van và các đặc điểm khác có đường kính khác nhau, và tạo ra dao động áp suất.

Mức độ nghiêm trọng của sự thay đổi vận tốc dòng nước sẽ có tác động đáng kể đến sự gia tăng áp suất do dòng khí gây ra do tính bất định cao của vận tốc và hướng dòng nước trong mạng lưới đường ống. Các thí nghiệm liên quan đã chứng minh rằng áp suất của nó có thể tăng lên đến 2Mpa, đủ để làm vỡ các đường ống cấp nước thông thường. Điều quan trọng cần lưu ý là sự thay đổi áp suất trên diện rộng sẽ ảnh hưởng đến số lượng túi khí di chuyển tại bất kỳ thời điểm nào trong mạng lưới đường ống. 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 của chúng đều là những yếu tố ảnh hưởng đến nguy cơ khí trong đường ống. Có hai loại nguy cơ: nguy cơ rõ ràng và nguy cơ tiềm ẩn, và cả hai đều có những đặc điểm sau:

Sau đây là những mối nguy hiểm rõ ràng nhất

(1) Khí thải cứng khiến việc đi tiểu khó khăn
Khi nước và khí ở trạng thái giao thoa, cổng xả lớn của van xả kiểu phao hầu như không hoạt động và chỉ dựa vào khí xả từ các lỗ nhỏ, gây ra hiện tượng "tắc nghẽn khí" nghiêm trọng, khiến khí không thể thoát ra ngoài, dòng nước chảy không đều và kênh dẫn nước bị chặn. Diện tích tiết diện 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 áp lực nước tăng. Cần phải mở rộng bơm nước, điều này sẽ tốn kém hơn về mặt điện năng và vận chuyển để duy trì thể tích tuần hoàn hoặc áp lực nước ban đầu.

(2) Do lưu lượng nước và đường ống bị vỡ do khí thải không đều nên hệ thống cấp nước không thể hoạt động bình thường.
Do van xả chỉ có khả năng giải phóng một lượng khí vừa phải nên đường ống thường xuyên bị vỡ. Áp suất nổ khí do khí thải không đạt tiêu chuẩn có thể lên tới 20 đến 40 atm, và sức phá hủy của nó tương đương với áp suất tĩnh từ 40 đến 40 atm, theo ước tính lý thuyết có liên quan. Bất kỳ đường ống nào được sử dụng để cung cấp nước đều có thể bị phá hủy bởi áp suất 80 atm. Ngay cả loại gang dẻo dai nhất được sử dụng trong kỹ thuật cũng có thể bị hư hỏng. Các vụ nổ đường ống xảy ra thường xuyên. Ví dụ về điều này bao gồm một đường ống nước dài 91 km ở một thành phố ở Đông Bắc Trung Quốc đã phát nổ sau nhiều năm sử dụng. Có tới 108 đường ống đã phát nổ và các nhà khoa học từ Viện Xây dựng và Kỹ thuật Thẩm Dương sau khi kiểm tra đã xác định rằng đó là một vụ nổ khí. Chỉ dài 860 mét và có đường kính ống là 1200 mm, đường ống 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 một vụ nổ khí do ống xả nước yếu từ lượng khí thải lớn mới có thể gây hư hỏng van. Vấn đề cốt lõi của việc nổ ống cuối cùng đã được giải quyết bằng cách thay thế ống xả bằng van xả tốc độ cao động, có thể đảm bảo lượng khí thải đáng kể.

3) Vận tốc dòng nước 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 không khí hòa tan liên tục được giải phóng vào nước và các túi khí dần dần hình thành và giãn nở.

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

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

Những mối nguy hiểm tiềm ẩn do lăn kém

1 Việc điều chỉnh lưu lượng không chính xác, điều khiển tự động đường ống không chính xác và hỏng các thiết bị bảo vệ an toàn đều có thể là nguyên nhân dẫn đến khí thải không đều;

2 Có những rò rỉ đường ống khác;

3 Số lượng đường ống bị hỏng 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 cuộc điều tra lý thuyết và một số ứng dụng thực tế đã chứng minh rằng đường ống cung cấp nước áp suất có thể dễ dàng bị hư hại khi chứa nhiều khí.

Cầu búa nước là điều nguy hiểm nhất. Việc sử dụng lâu dài sẽ làm giảm tuổi thọ của tường, làm tường giòn hơn, tăng thất thoát nước và có khả năng gây nổ đường ống. Khí thải từ đường 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 lựa chọn van xả có thể xả hết và lưu trữ khí ở đường ống xả phía dưới. Van xả tốc độ cao động hiện nay đã đáp ứng được các yêu cầu này.

Lò hơi, máy điều hòa không khí, đường ống dẫn dầu khí, đường ống cấp thoát nước, và vận chuyển bùn đường dài đều cần có van xả, một bộ phận phụ trợ quan trọng của hệ thống đường ống. Van xả thường được lắp đặt ở độ cao chỉ huy hoặc góc khuỷu để xả khí thừa ra khỏi đường ống, tăng hiệu suất đường ống và giảm mức tiêu thụ năng lượng.
Các loại van xả khác nhau

Lượng khí hòa tan trong nước thường vào khoảng 2VOL%. Khí liên tục được đẩy ra khỏi nước trong quá trình vận chuyển và tích tụ tại điểm cao nhất của đường ống, tạo thành một túi khí (AIR POCKET), được sử dụng để vận chuyển nước. Khả năng vận chuyển nước của hệ thống có thể giảm khoảng 5–15% khi nước trở nên khó khăn hơn. Mục đích chính của van xả siêu nhỏ này là loại bỏ 2VOL% 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 suất vận chuyển nước của hệ thống và tiết kiệm năng lượng.

Thân van hình bầu dục của van xả nhỏ một tay gạt (kiểu tay gạt đơn giản) cũng tương tự. Đường kính lỗ xả tiêu chuẩn được sử dụng bên trong, và các bộ phận bên trong, bao gồm phao, tay gạt, khung tay gạt, đế van, v.v., đều được chế tạo bằng thép không gỉ 304S.S và phù hợp với điều kiện áp suất làm việc lên đến PN25.