Системы водоснабжения и канализации не только перекачивают воду, но и регулярно сталкиваются с попаданием и выходом воздуха. Если его не удалить, в трубах возникает «воздушная пробка», падает давление, возможны гидравлические удары и разрывы. Именно для решения этой проблемы устанавливают воздушные клапаны.
Разберёмся, какие бывают клапаны и что каждый из них делает.
Основные типы воздушных клапанов
По своему назначению специалисты выделяют три типа устройств:
1. Кинетические. Эти клапаны выпускают большие объёмы воздуха при заполнении труб водой и впускают его при опорожнении системы. Влага из труб стремится вытеснить воздух наружу – клапан открывается и позволяет ему выйти. Когда же происходит слив, клапан, наоборот, впускает воздух, чтобы трубы не схлопывались. Именно эта способность предотвращать появление вакуума и связанный с этим риск повреждения труб.
2. Автоматические. Задача автоматических клапанов – удалять из труб небольшие порции воздуха, когда система находится под давлением. Их часто устанавливают перед и после регуляторов давления, чтобы исключить скопление пузырьков и обеспечить более стабильную работу оборудования. В отличие от кинетических, они не пропускают большие объёмы воздуха, а только «раздувают» мелкие пузыри, возникающие при работе системы.
3. Комбинированные. Эти устройства совмещают функции первых двух: могут впускать и выпускать большие объёмы воздуха при заполнении и опорожнении труб и одновременно удалять небольшие скопления воздуха в процессе работы. Такая универсальность особенно полезна на сложных участках системы, где перепады давления и скорость потока меняются.
Кроме этих трёх основных типов, существуют проточные клапаны, которые тоже относятся к кинетическим, но имеют свою конструкцию, и канализационные клапаны, адаптированные для работы со сточными водами. О них мы поговорим отдельно.
Кинетические клапаны
Кинетический воздушный клапан открывается, когда трубопровод начинает заполняться. Он выпускает наружу большие пузыри воздуха, чтобы вода могла свободно заполнять трубу. После завершения заполнения клапан закрывается и остаётся закрытым во время нормальной работы. Когда систему опорожняют, клапан снова открывается, впуская внутрь воздух. Это уберегает трубы от схлопывания и повреждения из‑за вакуума.
Где их ставят? Чаще всего на перегибах и длинных участках водовода, где вероятность образования воздушных пробок максимальна. Существуют и вакуумные варианты кинетических клапанов. Такие клапаны используют в фильтрационных установках, по которым течёт вода с пузырьками (водовоздушная смесь). Чтобы сохранить свойства водовоздушной смеси, клапан остаётся закрытым, пока трубопровод полон. Но при опустошении поплавок в клапане опускается, отверстие открывается, и воздух свободно поступает в систему.
Автоматические клапаны
Автоматический воздушный клапан постоянно следит за тем, чтобы в трубопроводе не оставалось небольших воздушных пузырьков. Он «дышит» вместе с системой: при снижении давления клапан открывается и выпускает воздух, а при нормализации снова закрывается.
Такие устройства обычно устанавливают сразу перед регуляторами давления и непосредственно после них. Клапан, установленный до регулятора, удаляет лишний воздух, предотвращая завоздушивание пилотных линий и обеспечивая стабильность настроек, а клапан после регулятора выпускает воздух, который выделился из воды во время работы регулятора.
Автоматический клапан не рассчитан на пропуск крупных потоков воздуха, поэтому используется на участках, где уже нет риска возникновения большого вакуума, но возможны локальные скопления пузырьков.
Комбинированные клапаны
Комбинированный клапан объединяет в одном корпусе два механизма: кинетический и автоматический. Это особенно удобно, если система подвергается и заполнению, и опорожнению, и при этом во время работы в ней образуются мелкие воздушные карманы. Комбинированный клапан сначала впускает или выпускает большие объёмы воздуха, как кинетический, а затем переходит в режим автоматического удаления малых порций воздуха.
Комбинированные клапаны, производимые нашей компанией, делятся на два подвида:
1) Пластиковый комбинированный клапан
В пластиковых моделях один поплавок состоит из двух частей. Большая (кинетическая) часть открывает крупное отверстие, чтобы впустить или выпустить воздух, а меньшая (автоматическая) часть отвечает за тонкую регулировку.
Благодаря этому клапан работает в двух режимах: обеспечивает быстрый обмен воздухом при заполнении или опорожнении и убирает мелкие пузыри во время эксплуатации.
2) Чугунный комбинированный клапан
Чугунные версии содержат уже три поплавка, и каждый отвечает за свою задачу. Нижний поплавок регулирует крупные потоки воздуха, действуя как кинетический механизм; средний работает как автоматический клапан и открывает небольшое отверстие, чтобы выпускать воздух, когда его немного; верхний поплавок создаёт воздушную подушку, защищая клапан от гидроударов и позволяя воде заполнять его плавно.
Проточный клапан
Проточный воздушный клапан – это разновидность кинетического клапана, но с одной важной особенностью: он монтируется не на отводе, а прямо в тело трубопровода. Корпус такого клапана постоянно омывается водой, поэтому внутри не возникает перепада температур.
Это особенно важно для регионов с холодным климатом: обычные клапаны, установленные на отводе, могут замёрзнуть, если в них застаивается вода. Проточные конструкции предотвращают замерзание и работают дольше именно за счёт того, что вода постоянно движется через корпус.
Канализационный клапан
В системах канализации кроме воздуха присутствуют грубые загрязнения, поэтому у канализационного клапана есть свои особенности. Его корпус состоит из двух частей: широкой и узкой. Широкая часть обеспечивает устойчивость поплавка в сточных водах, где много твёрдых включений, а узкая часть предназначена для пропуска воздуха и защищена от засорения.
Воздушный канал такого клапана может быть как кинетическим, так и комбинированным. Это значит, что он способен впускать и выпускать большие объёмы воздуха, а также удалять мелкие скопления, как обычный комбинированный клапан.
В отличие от клапанов для чистой воды, канализационный клапан оборудован крупным металлическим поплавком. Он достаточно тяжёлый, чтобы всплывать даже в загрязнённой среде и обеспечивать работу механизма.
Кроме того, в нижней части корпуса предусмотрен дренажный кран для удаления накопившейся грязи, что облегчает обслуживание и предотвращает засорение.
Зачем знать виды воздушных клапанов?
Воздушные клапаны играют важную роль в работе водопроводов, систем полива, фильтров и канализации. Правильный подбор и установка таких клапанов позволяют избежать воздушных пробок, защитить трубы от вакуума и гидроударов, а также поддерживать стабильную работу регуляторов и насосов.
Кинетические клапаны спасут от крупных воздушных скоплений, автоматические избавят от мелких пузырьков, комбинированные объединят эти функции, проточные защитят от замерзания, а канализационные справятся с тяжёлыми стоками.
Выбирая оборудование, важно учитывать условия эксплуатации и назначение системы: где требуется пропускать большие объёмы воздуха, где нужно просто «подышать», а где необходима защита от засорения. Простой анализ этих факторов позволит подобрать клапан, который будет служить долго и надёжно.