Comment l'échappementsoupapetravaux

Le principe de la soupape d'échappement repose sur la flottabilité du liquide sur le flotteur. Ce dernier remonte automatiquement jusqu'à atteindre la surface d'étanchéité de l'orifice d'échappement lorsque le niveau de liquide de l'orifice d'échappement atteint un certain seuil.soupapeLa bille monte grâce à la poussée d'Archimède du liquide. Une certaine pression provoque la fermeture automatique de la bille. Lorsque la canalisation est en fonctionnement, la bille flottante s'immobilise au fond du réservoir et libère une grande quantité d'air. Dès que l'air est évacué de la canalisation, le liquide s'engouffre dans le réservoir.soupape, s'écoule à travers le bol à bille flottante et repousse la bille flottante, la faisant flotter et se refermer.

En cas de défaillance de la pompe, une dépression se crée, la bille flottante chute et une forte aspiration est nécessaire pour assurer la sécurité de la canalisation. Lorsque la bouée est dégonflée, la gravité abaisse une extrémité du levier, qui se retrouve alors incliné. L'air est expulsé par l'orifice de ventilation à travers l'espace entre le levier et la partie en contact de cet orifice. Le niveau du liquide monte avec la libération d'air et la bille flotte grâce à la poussée d'Archimède. La surface d'étanchéité du levier est progressivement pressée contre l'orifice de ventilation jusqu'à son obstruction complète.

L'importance des soupapes d'échappement

Pendant très longtemps, le problème fondamental des fuites d'eau fréquentes dans le réseau de distribution a été irrésolu, faute de connaissances suffisantes sur la présence éventuelle de gaz dans les canalisations et sur les risques de rupture. Afin de mieux comprendre le phénomène de coup de bélier lié à la présence de gaz dans l'eau, il est nécessaire d'expliquer les causes potentielles de l'accumulation de gaz lors du fonctionnement normal du réseau, ainsi que la théorie de l'augmentation de pression et de la rupture des canalisations.

1. La formation de gaz dans le réseau de canalisations d'adduction d'eau est principalement due aux cinq conditions suivantes. Il s'agit de la source de gaz dans le réseau de canalisations en fonctionnement normal.

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

(2) réparer et vider rapidement des sections de canalisations spécifiques;

(3) La soupape d’échappement et le pipeline ne sont pas suffisamment étanches pour permettre l’injection de gaz parce que le débit d’un ou de plusieurs utilisateurs importants est modifié trop rapidement pour créer une pression négative dans le pipeline ;

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

(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 liés au coussin gonflable du réseau de canalisations d'eau :

Le principal mode de stockage du gaz dans les canalisations est l'écoulement à bouchons, caractérisé par la présence de gaz en surface, sous forme de nombreuses poches d'air discontinues et indépendantes. Ceci est dû à la variation du diamètre des canalisations du réseau d'adduction d'eau, qui diminue progressivement dans le sens de l'écoulement principal. La teneur en gaz, le diamètre et les caractéristiques de la section longitudinale des canalisations, ainsi que d'autres facteurs, déterminent la longueur des poches d'air et la section transversale occupée par l'eau. Des études théoriques et des applications pratiques démontrent que ces poches d'air migrent avec l'écoulement de l'eau en surface, ont tendance à s'accumuler autour des coudes, des vannes et autres éléments de diamètre variable, et génèrent des oscillations de pression.

L'ampleur de la variation de la vitesse d'écoulement de l'eau a un impact significatif sur la montée en pression due au mouvement du gaz, en raison de la forte imprévisibilité de la vitesse et de la direction de l'écoulement dans le réseau de canalisations. Des expériences ont démontré que la pression peut atteindre 2 MPa, ce qui est suffisant pour rompre les conduites d'eau potable ordinaires. Il est également important de noter que les variations de pression affectent le nombre de bulles d'air en circulation dans le réseau. Ceci aggrave les variations de pression dans l'écoulement d'eau chargée de gaz, augmentant ainsi le risque de rupture de canalisation. La teneur en gaz, la structure et l'exploitation des canalisations sont autant d'éléments qui influent sur les risques liés au gaz. Ces risques peuvent être classés en deux catégories : explicites et latents, dont les caractéristiques sont les suivantes :

Les dangers évidents comprennent principalement les aspects suivants

(1) Un échappement difficile entrave la circulation de l'eau. Lorsque l'eau et le gaz sont en phase, le large orifice d'échappement de la soupape d'échappement à flotteur est quasiment inopérant et ne repose que sur l'échappement par micropores, provoquant un important blocage d'air. Ce blocage empêche l'évacuation de l'air, ce qui entraîne un écoulement irrégulier de l'eau, réduit voire annule la section transversale du canal d'écoulement, et bloque la circulation de l'eau. Il en résulte une diminution de la capacité de circulation du système, une augmentation du débit local et une hausse des pertes de charge. La pompe à eau doit être agrandie, ce qui engendre des coûts supplémentaires en énergie et en transport, afin de maintenir le volume de circulation ou la hauteur manométrique initiaux.

(2) En raison des variations de débit et des ruptures de canalisations dues à une évacuation d'air irrégulière, le système d'adduction d'eau ne fonctionne pas correctement. De nombreuses ruptures sont provoquées par des soupapes d'échappement défectueuses, qui laissent échapper une infime quantité d'air. Une canalisation d'eau peut être détruite par une explosion de gaz causée par une mauvaise évacuation, la pression pouvant atteindre 20 à 40 atmosphères, soit l'équivalent d'une pression statique de 40 à 80 atmosphères. Même la fonte ductile la plus résistante utilisée en génie civil peut être endommagée. Après analyse, les ingénieurs de l'École d'ingénieurs ont déterminé qu'il s'agissait d'une explosion de gaz. Un tronçon de canalisation d'eau dans une ville du sud, long de seulement 860 m et d'un diamètre nominal de 1 200 mm, a explosé à six reprises en une seule année de service.

Selon les conclusions de l'étude, les dégâts causés par une explosion de gaz due à une évacuation insuffisante des gaz d'échappement dans une conduite d'eau, causée par la soupape d'échappement, ne peuvent être que très faibles. Le problème fondamental de l'explosion de la conduite est finalement résolu par le remplacement de l'échappement par une soupape d'échappement dynamique à haute vitesse, capable de garantir une évacuation efficace des gaz.

(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 formation 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. Un échappement irrégulier peut entraîner des fluctuations de la pression dans la canalisation, une imprécision du réglage du débit, une imprécision du contrôle automatisé de la canalisation et une inefficacité des mesures de protection de sécurité ;

2. Les fuites d'eau dans la canalisation ont augmenté ;

3. Les défaillances de pipelines sont plus fréquentes et les chocs de pression continus à long terme affaiblissent les parois et les joints des tuyaux, ce qui entraîne des problèmes tels qu'une durée de vie réduite et des coûts d'entretien plus élevés ;

De nombreuses études théoriques et quelques applications pratiques ont démontré la facilité avec laquelle on peut provoquer un coup de bélier, phénomène particulièrement destructeur et dangereux pour les canalisations, lorsque celles-ci contiennent une grande quantité de gaz. À long terme, cette situation réduit la durée de vie des parois, les fragilise, augmente les pertes d'eau et peut même entraîner l'explosion de la canalisation.

Le problème d'évacuation des eaux usées est la principale cause des fuites dans les réseaux d'adduction d'eau potable urbains. Le nettoyage du fond de la canalisation est nécessaire, et une soupape d'évacuation à ouverture rapide constitue la meilleure solution. La soupape d'évacuation dynamique à haute vitesse répond désormais à ces exigences.

Les chaudières, les climatiseurs, les oléoducs et gazoducs, les canalisations d'eau potable et d'assainissement, ainsi que le transport de boues sur de longues distances nécessitent tous une soupape d'échappement, élément auxiliaire essentiel du système de canalisation. Elle est fréquemment installée en hauteur ou dans les coudes afin d'évacuer l'excès de gaz, d'améliorer le rendement de la canalisation et de réduire la consommation d'énergie.

Différents types de soupapes d'échappement

La teneur en air dissous dans l'eau est généralement d'environ 2 % en volume. Cet air est continuellement expulsé de l'eau lors de sa distribution et s'accumule au point le plus haut de la canalisation, formant des poches d'air. Ces poches d'air rendent la distribution d'eau difficile et peuvent ainsi entraîner une réduction de 5 à 15 % de la capacité du système. Cette micro-vanne d'échappement a pour fonction principale d'éliminer ces 2 % d'air dissous. Elle peut être installée dans les immeubles de grande hauteur, les canalisations industrielles et les petites stations de pompage afin de préserver ou d'améliorer l'efficacité de la distribution d'eau et de réaliser des économies d'énergie.

Le corps de la vanne de micro-échappement à levier unique (type à levier simple) est de forme ovale. Tous les composants internes, y compris les flotteurs, les leviers, les cadres de levier et les sièges de soupape, sont en acier inoxydable 304. Les orifices d'échappement internes sont de 1,6 mm (1/16″). Cette vanne supporte des pressions de service jusqu'à PN25.