Comment fonctionne la soupape d'échappement

Le principe de la soupape d'échappement repose sur l'effet de flottabilité du liquide sur la bille flottante. Cette dernière flottera naturellement vers le haut sous l'effet de la flottabilité du liquide, à mesure que le niveau de la soupape d'échappement monte jusqu'à entrer en contact avec la surface d'étanchéité de l'orifice d'échappement. Une pression constante entraînera la fermeture automatique de la bille. La bille redescendra avec le niveau de liquide lorsquesoupapesLe niveau de liquide diminue. À ce stade, l'orifice d'échappement est utilisé pour injecter une quantité importante d'air dans la canalisation. L'orifice d'échappement s'ouvre et se ferme automatiquement par inertie.

La bille flottante s'arrête au fond du bol lorsque la canalisation fonctionne, ce qui permet à l'air de s'échapper. Dès que l'air du tuyau s'échappe, le liquide s'engouffre dans la vanne, traverse le bol et repousse la bille flottante, la faisant flotter et se fermer. Si une infime quantité de gaz est concentrée dans la vanne,soupapedans une certaine mesure, pendant que le pipeline fonctionne normalement, le niveau de liquide dans lesoupapeLa pression diminue, tout comme celle du flotteur, et le gaz est expulsé par le petit trou. Si la pompe s'arrête, une dépression se crée à tout moment, entraînant la chute du flotteur et une forte aspiration pour assurer la sécurité de la canalisation. Lorsque la bouée est vide, la gravité tire une extrémité du levier vers le bas. À ce moment, le levier bascule et un espace se forme au point de contact avec l'évent. Cet espace permet à l'air d'être expulsé. La décharge fait monter le niveau de liquide, augmentant la flottabilité du flotteur. La surface d'étanchéité du levier appuie progressivement sur l'évent jusqu'à son obstruction complète, ce qui ferme complètement la soupape d'échappement.

L'importance des soupapes d'échappement

Lorsque la bouée est vide, la gravité tire une extrémité du levier vers le bas. À ce moment, le levier bascule et un espace se forme à son point de contact avec l'évent. Cet espace permet à l'air d'être expulsé de l'évent. La décharge fait monter le niveau du liquide, augmentant la flottabilité du flotteur. L'extrémité d'étanchéité du levier appuie progressivement sur l'évent jusqu'à son obstruction complète, et la soupape d'échappement est alors complètement fermée.

1. La production de gaz dans le réseau d'alimentation en eau est principalement due aux cinq facteurs suivants. Voici la source de gaz dans un réseau de canalisations en fonctionnement normal.

(1) Le réseau de canalisations est coupé à certains endroits ou entièrement pour une raison quelconque ;

(2) réparer et vider des sections spécifiques de conduites dans l’urgence ;

(3) La soupape d'échappement et la canalisation ne sont pas suffisamment étanches pour permettre l'injection de gaz car le débit d'un ou plusieurs utilisateurs principaux est modifié trop rapidement pour créer une pression négative dans la canalisation ;

(4) Fuite de gaz qui n’est pas en écoulement;

(5) Le gaz produit par la pression négative de fonctionnement est libéré dans le tuyau d'aspiration et la turbine de la pompe à eau.

2. Caractéristiques de mouvement et analyse des risques des coussins gonflables des réseaux de canalisations d'alimentation en eau :

La principale méthode de stockage du gaz dans les canalisations est l'écoulement par bouchons, qui se caractérise par la présence de gaz en haut de la canalisation sous forme de nombreuses poches d'air indépendantes et discontinues. En effet, le diamètre des canalisations d'alimentation en eau varie de grand à petit selon le sens de l'écoulement principal. La teneur en gaz, le diamètre des canalisations, les caractéristiques de leur section longitudinale et d'autres facteurs déterminent la longueur de l'airbag et la section d'eau occupée. Des études théoriques et des applications pratiques démontrent que les airbags migrent avec l'écoulement de l'eau le long de la canalisation, tendent à s'accumuler autour des coudes, des vannes et autres éléments de diamètres variés, et produisent des oscillations de pression.

L'intensité des variations de vitesse d'écoulement de l'eau aura un impact significatif sur l'augmentation de pression induite par le mouvement du gaz, en raison du degré élevé d'imprévisibilité de la vitesse et de la direction de l'écoulement dans le réseau de canalisations. Des expériences pertinentes ont démontré que la pression peut atteindre 2 Mpa, ce qui est suffisant pour rompre les canalisations d'eau ordinaires. Il est également important de garder à l'esprit que les variations de pression affectent le nombre d'airbags circulant à un instant T dans le réseau de canalisations. Cela aggrave les variations de pression dans l'écoulement de l'eau chargée de gaz, augmentant ainsi le risque de rupture de canalisations.

La teneur en gaz, la structure et l'exploitation des pipelines sont autant d'éléments qui influencent les dangers liés au gaz dans les pipelines. Il existe deux catégories de dangers : les dangers explicites et les dangers cachés, qui présentent tous deux les caractéristiques suivantes :

Voici les principaux dangers évidents

(1) Un échappement robuste rend difficile le passage de l'eau
Lorsque l'eau et le gaz sont en interphase, l'énorme orifice d'échappement de la soupape d'échappement à flotteur est pratiquement inopérant et ne fonctionne que par échappement microporeux, ce qui provoque un important blocage de l'air : l'air ne peut pas être évacué, l'écoulement de l'eau est irrégulier et le canal d'écoulement est obstrué. La section transversale se rétrécit, voire disparaît, l'écoulement de l'eau est interrompu, la capacité du système à faire circuler le fluide diminue, la vitesse d'écoulement locale augmente et la perte de charge de l'eau augmente. La pompe à eau doit être agrandie, ce qui entraînera des coûts énergétiques et de transport plus élevés, afin de conserver le volume de circulation ou la charge d'eau d'origine.

(2) En raison du débit d'eau et des ruptures de tuyaux causés par un échappement d'air inégal, le système d'alimentation en eau ne peut pas fonctionner correctement.
En raison de la capacité des soupapes d'échappement à libérer une faible quantité de gaz, les canalisations se rompent fréquemment. La pression d'explosion provoquée par un échappement insuffisant peut atteindre 20 à 40 atmosphères, et sa résistance à la destruction équivaut à une pression statique de 40 à 40 atmosphères, selon des estimations théoriques pertinentes. Toute canalisation d'approvisionnement en eau peut être détruite par une pression de 80 atmosphères. Même la fonte ductile la plus résistante utilisée en ingénierie peut être endommagée. Les explosions de canalisations sont fréquentes. Citons par exemple une canalisation d'eau de 91 km de long dans une ville du nord-est de la Chine qui a explosé après plusieurs années d'utilisation. Jusqu'à 108 canalisations ont explosé, et les scientifiques de l'Institut de construction et d'ingénierie de Shenyang ont déterminé après examen qu'il s'agissait d'une explosion de gaz. Longue de seulement 860 mètres et d'un diamètre de 1 200 millimètres, la canalisation d'eau d'une ville du sud du pays a connu jusqu'à six ruptures en une seule année d'exploitation. La conclusion était que les gaz d'échappement étaient en cause. Seule une explosion d'air provoquée par un échappement de conduite d'eau faible et une quantité importante de gaz d'échappement peut endommager la soupape. Le problème principal de l'explosion de la conduite est résolu par le remplacement de l'échappement par une soupape d'échappement dynamique à grande vitesse, capable de garantir un débit d'échappement important.

3) La vitesse d'écoulement de l'eau et la pression dynamique dans le tuyau changent continuellement, les paramètres du système sont instables et des vibrations et un bruit importants peuvent survenir en raison de la libération continue d'air dissous dans l'eau et de la construction et de l'expansion progressives de poches d'air.

(4) La corrosion de la surface métallique sera accélérée par une exposition alternée à l’air et à l’eau.

(5) Le pipeline génère des bruits désagréables.

Dangers cachés causés par un mauvais roulement

1 Une régulation inexacte du débit, un contrôle automatique inexact des canalisations et une défaillance des dispositifs de protection de sécurité peuvent tous résulter d’un échappement inégal ;

2 Il y a d’autres fuites de pipelines ;

3 Le nombre de défaillances de pipelines augmente et les chocs de pression continus à long terme usent les joints et les parois des tuyaux, ce qui entraîne des problèmes tels qu'une durée de vie réduite et des coûts de maintenance croissants ;

De nombreuses recherches théoriques et quelques applications pratiques ont démontré à quel point il est simple d’endommager une canalisation d’alimentation en eau sous pression lorsqu’elle contient beaucoup de gaz.

Le pont de bélier est l'élément le plus dangereux. Une utilisation prolongée réduit la durée de vie utile du mur, le fragilise, augmente les pertes d'eau et peut provoquer l'explosion de la canalisation. L'échappement des canalisations est la principale cause de fuites dans les réseaux d'approvisionnement en eau urbains ; il est donc crucial de résoudre ce problème. Il est essentiel de choisir une vanne d'échappement capable de fonctionner et de stocker le gaz dans la conduite d'échappement inférieure. La vanne d'échappement dynamique à grande vitesse répond désormais à ces exigences.

Les chaudières, les climatiseurs, les oléoducs et gazoducs, les conduites d'adduction et d'évacuation d'eau, ainsi que le transport de boues sur de longues distances nécessitent tous une vanne d'échappement, un élément auxiliaire essentiel du réseau de canalisations. Elle est fréquemment installée à des hauteurs importantes ou dans des coudes pour évacuer le gaz excédentaire, accroître son efficacité et réduire sa consommation énergétique.
Différents types de soupapes d'échappement

La quantité d'air dissous dans l'eau est généralement d'environ 2 % vol. L'air est continuellement expulsé de l'eau pendant le processus de distribution et s'accumule au point le plus haut de la canalisation pour créer une poche d'air (POCHE D'AIR), utilisée pour effectuer la distribution. La capacité du système à transporter l'eau peut diminuer d'environ 5 à 15 % lorsque la qualité de l'eau devient plus difficile. Cette micro-vanne d'échappement a pour objectif principal d'éliminer l'air dissous à 2 % vol. Elle peut être installée dans les immeubles de grande hauteur, les canalisations de production et les petites stations de pompage afin de préserver ou d'améliorer l'efficacité du système de distribution d'eau et d'économiser l'énergie.

Le corps ovale de la petite vanne d'échappement à levier unique (type levier simple) est comparable. Le diamètre d'orifice d'échappement standard est utilisé à l'intérieur, et les composants internes, tels que le flotteur, le levier, le cadre du levier, le siège de vanne, etc., sont tous fabriqués en acier inoxydable 304S.S et conviennent aux pressions de service jusqu'à PN25.