Come funziona la valvola di scarico

La teoria alla base della valvola di scarico è l'effetto di galleggiamento del liquido sulla sfera galleggiante. La sfera galleggiante salirà naturalmente sotto la spinta di galleggiamento del liquido man mano che il livello del liquido della valvola di scarico aumenta fino a entrare in contatto con la superficie di tenuta della porta di scarico. Una pressione costante farà sì che la sfera si chiuda da sola. La sfera scenderà insieme al livello del liquido quandodella valvolaIl livello del liquido diminuisce. A questo punto, la porta di scarico verrà utilizzata per iniettare una notevole quantità di aria nella tubazione. La porta di scarico si apre e si chiude automaticamente per inerzia.

La sfera galleggiante si ferma sul fondo della coppa quando la tubazione è in funzione per far uscire molta aria. Non appena l'aria nel tubo esce, il liquido si precipita nella valvola, scorre attraverso la coppa della sfera galleggiante e spinge indietro la sfera galleggiante, facendola galleggiare e chiudere. Se una piccola quantità di gas è concentrata nelvalvolain una certa misura mentre la condotta è in funzione normalmente, il livello del liquido nelvalvoladiminuirà, anche il galleggiante diminuirà e il gas verrà espulso dal piccolo foro. Se la pompa si ferma, si genererà una pressione negativa in qualsiasi momento e la sfera galleggiante scenderà in qualsiasi momento, e verrà eseguita una grande aspirazione per garantire la sicurezza della tubazione. Quando la boa è scarica, la gravità fa sì che tiri verso il basso un'estremità della leva. A questo punto, la leva è inclinata e si forma uno spazio nel punto in cui la leva e il foro di sfiato entrano in contatto. Attraverso questo spazio, l'aria viene espulsa dal foro di sfiato. Lo scarico fa sì che il livello del liquido si alzi, la galleggiabilità del galleggiante aumenti, la superficie terminale di tenuta sulla leva preme gradualmente il foro di scarico fino a bloccarlo completamente e a questo punto la valvola di scarico è completamente chiusa.

L'importanza delle valvole di scarico

Quando la boa è svuotata, la forza di gravità fa sì che un'estremità della leva si abbassi. A questo punto, la leva si inclina e si forma uno spazio nel punto di contatto tra la leva e il foro di sfiato. Attraverso questo spazio, l'aria viene espulsa dal foro di sfiato. Lo scarico provoca l'innalzamento del livello del liquido, l'aumento della spinta idrostatica del galleggiante, la superficie di tenuta della leva preme gradualmente sul foro di scarico fino a bloccarlo completamente e, a questo punto, la valvola di scarico si chiude completamente.

1. La generazione di gas nella rete di tubazioni dell'acqua è causata principalmente dalle seguenti cinque condizioni. Questa è la fonte di gas nella rete di tubazioni in condizioni di normale funzionamento.

(1) La rete di tubazioni è interrotta in alcuni punti o completamente per qualche motivo;

(2) riparare e svuotare in fretta sezioni specifiche di tubature;

(3) La valvola di scarico e la condotta non sono abbastanza ermetiche da consentire l'iniezione di gas perché la portata di uno o più utenti principali viene modificata troppo rapidamente per creare una pressione negativa nella condotta;

(4) Perdita di gas che non è in flusso;

(5) Il gas prodotto dalla pressione negativa di funzionamento viene rilasciato nel tubo di aspirazione della pompa dell'acqua e nella girante.

2. Caratteristiche di movimento e analisi dei rischi degli airbag nella rete di tubazioni di approvvigionamento idrico:

Il principale metodo di accumulo di gas nelle tubazioni è il flusso a bolle, che si riferisce al gas presente nella parte superiore del tubo sotto forma di numerose sacche d'aria discontinue e indipendenti. Ciò è dovuto al fatto che il diametro delle tubazioni della rete idrica varia da grande a piccolo lungo la direzione del flusso principale dell'acqua. Il contenuto di gas, il diametro del tubo, le caratteristiche della sezione longitudinale del tubo e altri fattori determinano la lunghezza delle sacche d'aria e l'area della sezione trasversale dell'acqua occupata. Studi teorici e applicazioni pratiche dimostrano che le sacche d'aria migrano con il flusso d'acqua lungo la parte superiore del tubo, tendono ad accumularsi attorno a curve, valvole e altri elementi con diametri variabili, generando oscillazioni di pressione.

L'entità della variazione della velocità del flusso d'acqua avrà un impatto significativo sull'aumento di pressione causato dal movimento del gas, a causa dell'elevato grado di imprevedibilità della velocità e della direzione del flusso d'acqua nella rete di tubazioni. Esperimenti pertinenti hanno dimostrato che la pressione può aumentare fino a 2 MPa, un valore sufficiente a rompere le normali condotte idriche. È inoltre importante tenere presente che le variazioni di pressione influiscono sul numero di airbag in movimento in un dato momento nella rete di tubazioni. Ciò aggrava le variazioni di pressione nel flusso d'acqua contenente gas, aumentando la probabilità di rottura delle tubazioni.

Il contenuto di gas, la struttura e il funzionamento del gasdotto sono tutti elementi che influenzano i pericoli legati al gas nei gasdotti. Esistono due categorie di pericoli: espliciti e occulti, entrambi caratterizzati dalle seguenti caratteristiche:

Di seguito sono elencati i principali pericoli evidenti

(1) Lo scarico duro rende difficile il passaggio dell'acqua
Quando acqua e gas sono in interfaccia, l'enorme orifizio di scarico della valvola di scarico a galleggiante non svolge praticamente alcuna funzione e si affida solo allo scarico attraverso i micropori, causando un grave "blocco d'aria". L'aria non può essere espulsa, il flusso d'acqua non è regolare e il canale di flusso si ostruisce. L'area della sezione trasversale si riduce o addirittura scompare, il flusso d'acqua si interrompe, la capacità di circolazione del fluido del sistema diminuisce, la velocità di flusso locale aumenta e la perdita di carico idraulico aumenta. La pompa dell'acqua deve essere potenziata, il che comporterà maggiori costi in termini di energia e trasporto, al fine di mantenere il volume di circolazione o il carico idraulico originali.

(2) A causa del flusso d'acqua e delle rotture dei tubi causate dallo scarico irregolare dell'aria, il sistema di approvvigionamento idrico non è in grado di funzionare correttamente.
A causa della capacità limitata della valvola di scarico di rilasciare una quantità modesta di gas, le condotte si rompono frequentemente. La pressione di un'esplosione di gas causata da uno scarico inadeguato può raggiungere le 20-40 atmosfere, e la sua forza distruttiva è equivalente a una pressione statica di 40-40 atmosfere, secondo stime teoriche pertinenti. Qualsiasi condotta utilizzata per l'approvvigionamento idrico può essere distrutta da una pressione di 80 atmosfere. Persino la ghisa sferoidale più resistente utilizzata in ingegneria può subire danni. Le esplosioni di condotte sono frequenti. Un esempio è rappresentato da una condotta idrica lunga 91 km in una città della Cina nord-orientale, esplosa dopo diversi anni di utilizzo. Fino a 108 tubi sono esplosi e gli scienziati dello Shenyang Institute of Construction and Engineering, dopo un'analisi, hanno stabilito che si trattava di un'esplosione di gas. In un'altra città del sud, una condotta idrica lunga solo 860 metri e con un diametro di 1200 millimetri ha subito fino a sei rotture di tubi in un solo anno di esercizio. La conclusione è stata che la causa fosse da attribuire ai gas di scarico. Solo un'esplosione d'aria causata da uno scarico debole della tubazione dell'acqua, dovuto a un'elevata quantità di gas di scarico, può danneggiare la valvola. Il problema principale dell'esplosione della tubazione viene finalmente risolto sostituendo lo scarico con una valvola di scarico dinamica ad alta velocità in grado di garantire un flusso di gas di scarico significativo.

3) La velocità del flusso d'acqua e la pressione dinamica nella tubazione cambiano continuamente, i parametri del sistema sono instabili e possono verificarsi vibrazioni e rumori significativi a causa del rilascio continuo di aria disciolta nell'acqua e della progressiva formazione ed espansione di bolle d'aria.

(4) La corrosione della superficie metallica sarà accelerata dall'esposizione alternata all'aria e all'acqua.

(5) La conduttura genera rumori sgradevoli.

Rischi nascosti causati da una scarsa scorrevolezza

1. Una regolazione del flusso imprecisa, un controllo automatico impreciso delle condotte e il malfunzionamento dei dispositivi di protezione possono derivare da uno scarico irregolare;

2. Ci sono altre perdite nelle condutture;

3. Il numero di guasti alle condotte è in aumento e gli shock di pressione continui a lungo termine usurano i giunti e le pareti dei tubi, causando problemi quali la riduzione della durata di servizio e l'aumento dei costi di manutenzione;

Numerose indagini teoriche e alcune applicazioni pratiche hanno dimostrato quanto sia facile danneggiare una conduttura idrica pressurizzata quando contiene una grande quantità di gas.

Il colpo d'ariete è il problema più pericoloso. L'uso prolungato riduce la durata utile della parete, la rende più fragile, aumenta la perdita d'acqua e può potenzialmente causare l'esplosione della tubazione. Lo scarico del fluido è il fattore principale che causa le perdite nelle condotte idriche urbane, pertanto è fondamentale affrontare questo problema. È necessario scegliere una valvola di scarico che permetta di espellere il gas e di immagazzinarlo nella parte inferiore della tubazione di scarico. La valvola di scarico dinamica ad alta velocità soddisfa attualmente questi requisiti.

Caldaie, condizionatori d'aria, oleodotti e gasdotti, condotte idriche e fognarie, nonché il trasporto di fanghi su lunghe distanze, richiedono tutti la valvola di scarico, un componente ausiliario fondamentale del sistema di condotte. Viene spesso installata in punti strategici o in corrispondenza di curve per eliminare i gas in eccesso dalla condotta, aumentarne l'efficienza e ridurre il consumo energetico.
Diversi tipi di valvole di scarico

La quantità di aria disciolta nell'acqua è tipicamente intorno al 2% in volume. L'aria viene continuamente espulsa dall'acqua durante il processo di erogazione e si accumula nel punto più alto della tubazione, creando una sacca d'aria (AIR POCKET), che viene utilizzata per effettuare l'erogazione. La capacità del sistema di trasportare acqua può diminuire di circa il 5-15% man mano che l'acqua diventa più difficile da movimentare. Lo scopo principale di questa microvalvola di scarico è eliminare il 2% di aria disciolta in volume e può essere installata in edifici multipiano, condotte industriali e piccole stazioni di pompaggio per salvaguardare o migliorare l'efficienza di erogazione dell'acqua del sistema e risparmiare energia.

Il corpo valvola ovale della piccola valvola di scarico a leva singola (SIMPLE LEVER TYPE) è paragonabile. Il diametro standard del foro di scarico è utilizzato internamente e i componenti interni, che includono il galleggiante, la leva, il telaio della leva, la sede della valvola, ecc., sono tutti realizzati in acciaio inossidabile 304S.S. e sono adatti a pressioni di esercizio fino a PN25.