วาล์วไอเสียทำงานอย่างไร

ทฤษฎีเบื้องหลังวาล์วไอเสียคือผลการลอยตัวของของเหลวบนลูกบอลที่ลอยอยู่ ลูกบอลที่ลอยอยู่จะลอยขึ้นด้านบนตามธรรมชาติใต้การลอยตัวของของเหลว เนื่องจากระดับของเหลวของวาล์วไอเสียจะเพิ่มขึ้นจนกระทั่งสัมผัสกับพื้นผิวปิดผนึกของพอร์ตไอเสีย แรงกดคงที่จะทำให้ลูกบอลปิดเอง ลูกบอลจะดรอปตามระดับของเหลวเมื่อวาล์วระดับของเหลวลดลง ณ จุดนี้ ช่องระบายอากาศจะถูกใช้เพื่อฉีดอากาศจำนวนมากเข้าไปในท่อ พอร์ตไอเสียจะเปิดและปิดโดยอัตโนมัติเนื่องจากความเฉื่อย

ลูกบอลลอยน้ำจะหยุดที่ด้านล่างของโถบอลเมื่อท่อทำงานเพื่อปล่อยอากาศออกจำนวนมาก ทันทีที่อากาศในท่อหมด ของเหลวจะไหลเข้าไปในวาล์ว ไหลผ่านโถบอลที่ลอยอยู่ และดันบอลที่ลอยอยู่กลับ ทำให้ลอยและปิด หากมีก๊าซจำนวนเล็กน้อยเข้มข้นอยู่ในนั้นวาล์วในระดับหนึ่งในขณะที่ท่อทำงานตามปกติ ระดับของเหลวในวาล์วจะลดลง การลอยก็จะลดลง และก๊าซจะถูกขับออกจากรูเล็กๆ หากปั๊มหยุดทำงาน แรงดันลบจะถูกสร้างขึ้นเมื่อใดก็ได้ และลูกบอลที่ลอยอยู่จะลดลงเมื่อใดก็ได้ และจะมีการดูดจำนวนมากเพื่อความปลอดภัยของท่อ เมื่อทุ่นหมด แรงโน้มถ่วงจะทำให้ทุ่นดึงปลายด้านหนึ่งของคันโยกลง ณ จุดนี้ คันโยกจะเอียง และมีช่องว่างเกิดขึ้นที่จุดที่คันโยกและรูระบายอากาศสัมผัสกัน ผ่านช่องว่างนี้ อากาศจะถูกขับออกจากรูระบายอากาศ การปล่อยออกทำให้ระดับของเหลวเพิ่มขึ้น การลอยตัวของลูกลอยเพิ่มขึ้น พื้นผิวปลายซีลบนคันโยกค่อยๆ กดรูไอเสียจนกระทั่งถูกปิดกั้นทั้งหมด และ ณ จุดนี้วาล์วไอเสียจะปิดสนิท

ความสำคัญของวาล์วไอเสีย

เมื่อทุ่นหมด แรงโน้มถ่วงจะทำให้ทุ่นดึงปลายด้านหนึ่งของคันโยกลง ณ จุดนี้ คันโยกจะเอียง และมีช่องว่างเกิดขึ้นที่จุดที่คันโยกและรูระบายอากาศสัมผัสกัน ผ่านช่องว่างนี้ อากาศจะถูกขับออกจากรูระบายอากาศ การปล่อยออกทำให้ระดับของเหลวเพิ่มขึ้น การลอยตัวของลูกลอยเพิ่มขึ้น พื้นผิวปลายซีลบนคันโยกค่อยๆ กดรูไอเสียจนกระทั่งถูกปิดกั้นทั้งหมด และ ณ จุดนี้วาล์วไอเสียจะปิดสนิท

1. การเกิดก๊าซในโครงข่ายท่อจ่ายน้ำส่วนใหญ่เกิดจากเงื่อนไข 5 ประการดังต่อไปนี้ นี่คือแหล่งกำเนิดก๊าซในเครือข่ายท่อการทำงานปกติ

(1) โครงข่ายท่อถูกตัดขาดบางส่วนหรือทั้งหมดด้วยสาเหตุบางประการ

(2) ซ่อมแซมและเทท่อเฉพาะส่วนอย่างเร่งด่วน

(3) วาล์วไอเสียและท่อไม่แน่นพอที่จะฉีดแก๊สได้ เนื่องจากอัตราการไหลของผู้ใช้หลักหนึ่งรายขึ้นไปมีการปรับเปลี่ยนเร็วเกินไปที่จะสร้างแรงดันลบในท่อ

(4) ก๊าซรั่วที่ไม่ไหล

(5) ก๊าซที่เกิดจากแรงดันลบในการทำงานจะถูกปล่อยออกมาในท่อดูดและใบพัดของปั๊มน้ำ

2. ลักษณะการเคลื่อนไหวและการวิเคราะห์อันตรายของถุงลมนิรภัยเครือข่ายท่อน้ำ:

วิธีการหลักในการจัดเก็บก๊าซในท่อคือการไหลของกระสุน ซึ่งหมายถึงก๊าซที่มีอยู่ที่ด้านบนของท่อเป็นช่องอากาศอิสระจำนวนมากที่ไม่ต่อเนื่อง เนื่องจากเส้นผ่านศูนย์กลางท่อของเครือข่ายท่อจ่ายน้ำแตกต่างกันไปตั้งแต่ใหญ่ไปจนถึงเล็กตามทิศทางการไหลของน้ำหลัก ปริมาณก๊าซ เส้นผ่านศูนย์กลางท่อ ลักษณะส่วนตามยาวของท่อ และปัจจัยอื่นๆ จะกำหนดความยาวของถุงลมนิรภัยและพื้นที่หน้าตัดของน้ำที่ใช้ การศึกษาทางทฤษฎีและการประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติแสดงให้เห็นว่าถุงลมนิรภัยจะเคลื่อนที่ไปตามการไหลของน้ำไปตามด้านบนของท่อ มีแนวโน้มที่จะสะสมรอบๆ ส่วนโค้งของท่อ วาล์ว และคุณสมบัติอื่นๆ ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางต่างกัน และทำให้เกิดการสั่นของแรงดัน

ความรุนแรงของการเปลี่ยนแปลงความเร็วการไหลของน้ำจะมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อแรงดันที่เพิ่มขึ้นที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของก๊าซ เนื่องจากระดับที่ไม่สามารถคาดเดาได้ในระดับสูงของความเร็วและทิศทางการไหลของน้ำในเครือข่ายท่อ การทดลองที่เกี่ยวข้องได้แสดงให้เห็นว่าความดันสามารถเพิ่มได้ถึง 2Mpa ซึ่งเพียงพอที่จะทำลายท่อจ่ายน้ำธรรมดา สิ่งสำคัญที่ต้องจำไว้ก็คือความแปรผันของแรงดันทั่วกระดานส่งผลต่อจำนวนถุงลมนิรภัยที่เดินทางในช่วงเวลาใดก็ตามในเครือข่ายท่อ สิ่งนี้ทำให้การเปลี่ยนแปลงแรงดันในการไหลของน้ำที่เติมแก๊สแย่ลง และเพิ่มโอกาสที่ท่อจะแตก

ปริมาณก๊าซ โครงสร้างท่อ และการปฏิบัติงานล้วนเป็นองค์ประกอบที่ส่งผลต่ออันตรายของก๊าซในท่อ อันตรายมีสองประเภท: ชัดเจนและปกปิด และทั้งสองประเภทนี้มีลักษณะดังต่อไปนี้:

ต่อไปนี้เป็นอันตรายที่ชัดเจนเป็นหลัก

(1) ไอเสียที่เหนียวทำให้น้ำผ่านได้ยาก
เมื่อน้ำและก๊าซอยู่ในเฟสระหว่างกัน ช่องไอเสียขนาดใหญ่ของวาล์วไอเสียแบบลูกลอยจะทำงานแทบไม่ได้ทำงานและอาศัยเพียงไอเสียขนาดเล็กเท่านั้น ทำให้เกิด "การอุดตันของอากาศ" อย่างมาก ซึ่งไม่สามารถปล่อยอากาศออกได้ การไหลของน้ำไม่ราบรื่น และ ช่องน้ำไหลถูกปิดกั้น พื้นที่หน้าตัดหดตัวหรือหายไป การไหลของน้ำถูกรบกวน ความสามารถของระบบในการไหลเวียนของของเหลวลดลง ความเร็วการไหลเฉพาะจุดเพิ่มขึ้น และการสูญเสียหัวน้ำเพิ่มขึ้น จำเป็นต้องขยายปั๊มน้ำซึ่งจะมีค่าใช้จ่ายมากขึ้นทั้งในด้านค่าไฟและค่าขนส่งเพื่อรักษาปริมาณการไหลเวียนหรือหัวน้ำเดิมไว้

(2) เนื่องจากการไหลของน้ำและท่อแตกที่เกิดจากไอเสียที่ไม่สม่ำเสมอ ระบบจ่ายน้ำจึงไม่สามารถทำงานได้ตามปกติ
เนื่องจากความสามารถของวาล์วไอเสียในการปล่อยก๊าซในปริมาณเล็กน้อย ท่อจึงแตกบ่อยครั้ง แรงดันการระเบิดของก๊าซที่เกิดจากไอเสียต่ำกว่ามาตรฐานสามารถเข้าถึงบรรยากาศได้มากถึง 20 ถึง 40 บรรยากาศ และความแข็งแกร่งในการทำลายล้างนั้นเทียบเท่ากับแรงดันสถิตที่ 40 ถึง 40 บรรยากาศ ตามการประมาณการทางทฤษฎีที่เกี่ยวข้อง ท่อใด ๆ ที่ใช้ในการจ่ายน้ำสามารถถูกทำลายได้ด้วยแรงดัน 80 บรรยากาศ แม้แต่เหล็กดัดที่แข็งที่สุดที่ใช้ในงานวิศวกรรมก็อาจได้รับความเสียหายได้ ท่อระเบิดเกิดขึ้นตลอดเวลา ตัวอย่าง ได้แก่ ท่อส่งน้ำยาว 91 กม. ในเมืองทางตะวันออกเฉียงเหนือของจีน ซึ่งเกิดระเบิดหลังจากใช้งานมานานหลายปี เกิดระเบิดมากถึง 108 ท่อ และนักวิทยาศาสตร์จากสถาบันการก่อสร้างและวิศวกรรมเสิ่นหยาง ตรวจพบภายหลังการตรวจสอบว่าเป็นการระเบิดของแก๊ส ท่อส่งน้ำของเมืองทางตอนใต้แห่งนี้มีความยาวเพียง 860 เมตรและมีเส้นผ่านศูนย์กลางท่อ 1,200 มิลลิเมตร เกิดเหตุท่อประปาแตกถึง 6 ครั้งในปีเดียวของการดำเนินงาน สรุปได้ว่าก๊าซไอเสียถูกตำหนิ มีเพียงการระเบิดของอากาศที่เกิดจากท่อไอเสียท่อน้ำอ่อนจากไอเสียจำนวนมากเท่านั้นที่สามารถทำให้เกิดอันตรายต่อวาล์วได้ ในที่สุดปัญหาหลักของการระเบิดของท่อก็ได้รับการแก้ไขโดยการเปลี่ยนไอเสียด้วยวาล์วไอเสียความเร็วสูงแบบไดนามิกที่รับประกันว่ามีไอเสียในปริมาณมาก

3) ความเร็วการไหลของน้ำและความดันแบบไดนามิกในท่อมีการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง พารามิเตอร์ของระบบไม่เสถียร และอาจเกิดการสั่นสะเทือนและเสียงรบกวนอย่างมีนัยสำคัญอันเป็นผลมาจากการปล่อยอากาศที่ละลายในน้ำอย่างต่อเนื่อง และการก่อสร้างและการขยายตัวของอากาศที่ก้าวหน้า กระเป๋า

(4) การกัดกร่อนของพื้นผิวโลหะจะถูกเร่งโดยการสัมผัสอากาศและน้ำสลับกัน

(5) ท่อส่งเสียงที่ไม่พึงประสงค์

อันตรายที่ซ่อนอยู่ซึ่งเกิดจากการกลิ้งไม่ดี

1 การควบคุมการไหลที่ไม่ถูกต้อง การควบคุมท่ออัตโนมัติที่ไม่ถูกต้อง และความล้มเหลวของอุปกรณ์ป้องกันความปลอดภัย ล้วนเป็นผลมาจากไอเสียที่ไม่สม่ำเสมอ

2 มีท่อรั่วอื่นๆ

3 จำนวนความล้มเหลวของท่อส่งกำลังเพิ่มขึ้น และแรงดันกระแทกอย่างต่อเนื่องในระยะยาวทำให้ข้อต่อท่อและผนังสึกหรอ นำไปสู่ปัญหาต่างๆ เช่น อายุการใช้งานสั้นลงและค่าบำรุงรักษาเพิ่มขึ้น

การสืบสวนทางทฤษฎีจำนวนมากและการประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติบางประการได้แสดงให้เห็นว่าการทำอันตรายต่อท่อจ่ายน้ำที่มีแรงดันเมื่อมีก๊าซจำนวนมากนั้นทำได้ง่ายเพียงใด

สะพานค้อนน้ำเป็นสิ่งที่อันตรายที่สุด การใช้งานในระยะยาวจะจำกัดอายุการใช้งานของผนัง ทำให้ผนังเปราะมากขึ้น เพิ่มการสูญเสียน้ำ และอาจทำให้ท่อระเบิดได้ ท่อไอเสียเป็นปัจจัยหลักที่ทำให้เกิดการรั่วไหลของท่อจ่ายน้ำในเมือง ดังนั้นการแก้ไขปัญหานี้จึงมีความสำคัญ คือการเลือกวาล์วไอเสียที่สามารถระบายออกได้และกักเก็บก๊าซไว้ที่ท่อไอเสียด้านล่าง วาล์วไอเสียความเร็วสูงแบบไดนามิกตอบสนองความต้องการได้แล้ว

หม้อไอน้ำ เครื่องปรับอากาศ ท่อส่งน้ำมันและก๊าซ ท่อส่งน้ำและระบายน้ำ และการขนส่งสารละลายทางไกล ล้วนจำเป็นต้องใช้วาล์วไอเสีย ซึ่งเป็นส่วนเสริมที่สำคัญของระบบท่อ มักติดตั้งที่ความสูงหรือข้อศอกเพื่อล้างท่อก๊าซส่วนเกิน เพิ่มประสิทธิภาพท่อ และการใช้พลังงานน้อยลง
วาล์วไอเสียประเภทต่างๆ

โดยทั่วไปปริมาณอากาศที่ละลายในน้ำจะอยู่ที่ประมาณ 2VOL% อากาศจะถูกไล่ออกจากน้ำอย่างต่อเนื่องในระหว่างขั้นตอนการจัดส่งและสะสมที่จุดสูงสุดของท่อเพื่อสร้างช่องอากาศ (AIR POCKET) ซึ่งใช้สำหรับดำเนินการจัดส่ง ความสามารถของระบบในการลำเลียงน้ำสามารถลดลงประมาณ 5–15% เนื่องจากน้ำมีความท้าทายมากขึ้น วัตถุประสงค์หลักของวาล์วไอเสียขนาดเล็กนี้คือเพื่อกำจัดอากาศละลาย 2VOL% และสามารถติดตั้งในอาคารสูง ท่อส่งน้ำสำหรับการผลิต และสถานีสูบน้ำขนาดเล็ก เพื่อปกป้องหรือเพิ่มประสิทธิภาพการส่งน้ำของระบบและอนุรักษ์พลังงาน

ตัววาล์วรูปไข่ของวาล์วไอเสียขนาดเล็กแบบคันเดียว (SIMPLE LEVER TYPE) นั้นเทียบเคียงได้ เส้นผ่านศูนย์กลางรูไอเสียมาตรฐานถูกนำมาใช้ภายใน และส่วนประกอบภายในซึ่งรวมถึงลูกลอย คันโยก เฟรมคันโยก บ่าวาล์ว ฯลฯ ล้วนสร้างจากสแตนเลส 304S.S และเหมาะสำหรับสถานการณ์แรงดันใช้งานสูงถึง PN25