Выбор вантуза для выпуска воздуха из трубопровода

При прокачке любых жидкостей по магистралям происходит их частичное заполнение воздухом. За счет этого уменьшается проходное сечение трубы, образуются воздушные пробки, способствующие возникновению гидроударов. Вантуз автоматически стравливает воздух из магистрали. Он устанавливается на трубопроводах централизованного тепло- и водоснабжения и водоводных системах загородных домов.

Назначение устройства

Воздушный вантуз иногда называют воздухоотводчиком или автоматическим воздушным клапаном. Внешний вид – полый цилиндр, нижняя часть которого соединяется с трубопроводом, а вверху находится отверстие для выпуска воздуха в атмосферу. Внутри встроен механический клапан, автоматически открывающийся при попадании воздуха в цилиндр и закрывающийся после его удаления.

Основное назначение конструкции – постоянное удаление воздуха, скапливающегося в трубопроводе. Для слива воды из системы устанавливаются вантузы с противоположной функцией – впуск воздуха в магистраль. Существуют комбинированные варианты, способные работать на впуск и на выпуск.

Обязательно вантуз устанавливается на водопроводной сети в самой высокой ее точке. Дополнительно они монтируются в местах перелома магистрали, а также в сантехнических камерах и колодцах.

Принцип работы вантуза

Основным элементом механизма, обеспечивающего выпуск воздуха, является пустотелый шарик из металла или пластика. Верхняя его часть соединена с рычагом или штоком, перекрывающих выходное отверстие. На штоке устанавливается запирающая мембрана. Вода из магистрали заполняет камеру вантуза. При этом шарик всплывает, поднимая рычаг и герметично запирая выход.

Воздух, находящийся в трубопроводе, стремится вверх и попадает в камеру вантуза. Уровень воды в ней понижается, шарик опускается вниз, опуская рычаг. Полость разгерметизируется, воздух через отверстие выходит наружу. Вода снова заполняет камеру, поднимая шарик. Вантуз трубопровода герметично закрывается и ждет следующего поступления воздуха.

Виды устройств в зависимости от функций

Рабочая функция всех конструкций одинакова – открытие и закрытие в нужные моменты отверстий для прохождения воздуха. Но трубопроводные магистрали работают в разных режимах и каждому из них должен соответствовать свой принцип действия воздухозапорного устройства:

• Кинетический режим. Изделия применяются при заполнении пустой магистрали или, наоборот, при осушении ее перед ремонтом. От них требуется пропуск больших воздушных объемов и функционирование при пониженном давлении. В случае заполнения магистрали рабочей жидкостью – стравливание всего воздуха из пустой трубы. Для осушения – запуск воздуха в магистраль. Приходится комбинировать, устанавливая отдельно впускные и выпускные кинетические вантузы. После завершения кинетического режима, они закрываются и прекращают свою работу.
• Автоматический режим. Заполненная магистраль требует постоянного удаления небольших воздушных объемов, образующихся при перекачке. Эту функцию выполняют автоматические вантузы для стравливания воздуха в водоводах. Эксплуатируются они при высоком давлении в магистрали.
• Комбинированные вантузы предназначены для того, чтобы избежать отдельной установки кинетических и автоматических устройств. Они работают при любых давлениях и способны пропускать любые объемы воздуха. В крышке их корпуса – два отверстия, а внутри – два поплавка. Большое отверстие закрывается при работе дискового поплавка, а маленькое – традиционным шаровым поплавком. При кинетическом режиме трубопровода пониженное давление опускает диск, открывая большое отверстие. При работе в режиме прокачки оно закрывается, а стравливание воздуха через малое отверстие контролирует шаровой поплавок.

Комбинированный вантуз часто называется двухступенчатым, а отдельный кинетический или автоматический – одноступенчатым. Выпускаются также и приборы, работающие по трехступенчатой схеме. Третья ступень осуществляет ускоренный выпуск воздуха через малое отверстие. Такая функция предотвращает повреждения от сильных гидроударов.

Комбинированная схема обслуживания трубопровода предлагает уменьшение числа точек воздухоотвода. В ней нет элементов, простаивающих без дела во время рабочей прокачки. Но такие клапаны стоят дороже и сложны при обслуживании.

Конструктивные различия

Любые воздушные вантузы, помимо различий выполняемых функций, отличаются особенностями конструкции. Это касается внешнего вида и внутренних механизмов.

Материал изготовления

Для изготовления корпусов трубопроводных вантузов применяются:

• чугун;
• литая сталь;
• нержавеющая сталь;
• пластмасса.

Независимо от материала, на каждый корпус наносится антикоррозионное покрытие.

Пластмассовые вантузы изготавливаются для трубопроводов малого диаметра прохода. Чугунные корпуса до сих пор не теряют своей популярности из-за низкой цены.

Способ соединения с основным трубопроводом

Нижняя часть вантуза должна соответствовать типу соединения на трубопроводном отводе для подключения воздухоотводчика:

• Под сварку – нижняя часть приваривается по месту установки.
• Фланцевое соединение. Выход из трубопровода и нижняя часть корпуса заканчиваются фланцами. Их соединяют между собой болтами через прокладки.
• Резьбовое соединение. Воздухоотводчик наворачивается на резьбу выпускного патрубка трубопровода.

Сварка применяется для установки на трубы самых больших диаметров. Резьба больше подходит для малых сечений бытовых труб.

Тип запорного клапана

Во всех конструкциях присутствует поплавок. Способы закрывания выпускного отверстия изнутри камеры могут быть разными:

• Закрытие выпуска осуществляется поднимающимся поплавком. Зачастую это либо устаревшие модели, либо современные вантузы с цилиндрическими поплавками.
• Мембранное закрытие. На поплавке жестко закреплен шток, на другом конце которого установлена запирающая мембрана.
• Клапан с рычагом. Всплывающий поплавок приводит в движение рычаг, который закрывает выпускное отверстие.

Воздушный вантуз для сети канализации обычно изготавливается со штоком и мембраной. Грязь из канализационной трубы не должна попадать на рабочие поверхности запорного механизма. Для этого увеличивают расстояние между уровнем жидкости и выпускным отверстием.

Место установки

Размещение может быть на поверхности и под землей. Вантузы на водопроводе удобно устанавливать в камерах и сантехнических колодцах. В них предусматривается включение в схему запорной арматуры, которая позволяет отсечь поступление жидкости в корпус клапана перед его обслуживанием и ремонтом.

Бесколодезные варианты воздухоотводчиков снабжаются отсекающим устройством, которое при отсоединении вантуза от магистрали перекрывает выход жидкости из отводного патрубка.

Рабочие характеристики и критерии выбора

Чтобы купить вантуз, необходимо знать его основные свойства, которые обязательно указываются на упаковке модели.

Рабочая среда

Тип жидкости, с которым допускается работа устройства. Это может быть водопроводная вода, сточные воды, нефтепродукты или агрессивные среды.

Диаметр условного прохода

Обозначение «Ду» показывает в миллиметрах диаметр внутреннего сечения, по которому жидкость из магистрали поступает в корпус вантуза. Оно значительно меньше диаметра трубы, из которой удаляется воздух.

Поставщики водопроводной арматуры предлагают примерное соответствие между этими диаметрами:

Диаметр трубы, мм	Диаметр вантуза
900	Ду 200

Выпускаются воздухоотводчики с диаметрами Ду 250 и Ду 300. Но они для нестандартных решений, особо оговариваемых в проектах и чертежах.

Давление

Указывается рабочее давление в магистрали, а также испытательное давление корпуса изделия.

Температура

Максимальная температура жидкости в трубопроводе важна для вантузов, устанавливаемых на магистралях горячей воды и теплотрассах.

Выпуск воздуха

Фактически производительность вантуза. Для каждого выпускного отверстия – площадь его сечения в кв. мм. Указывается и максимальный объем выпускаемого воздуха в куб. м/час.

Эксплуатация и уход

Водопроводные и канализационные сети по классификатору ОКОФ относятся к сооружениям со сроком службы 15 лет и более. Минимальный срок эксплуатации вантузов, устанавливаемых на этих сетях, составляет 12 лет.

Техническое обслуживание проводится ежегодно, а для сетей водоотведения – дважды в год. На каждое устройство заполняется карточка с датой начала эксплуатации, куда заносятся даты ревизий и ремонтов.

Профилактика заключается в прочистке выходных отверстий, а также в промывке внутренней полости чистой водой под давлением. Если на корпусе сделаны промывочные отверстия, не обязательно демонтировать устройство, но нужно отключить его от магистрального давления с помощью запорной арматуры.

При отсутствии промывочных втулок проводится демонтаж вантуза, а затем его промывка и очистка.

Воздушный вантуз для водопровода

Что такое воздушный вантуз

Эффективная работа систем подачи и отведения воды напрямую зависит от количества воздуха в них. Смешиваясь с жидкостью, газ повышает объем вещества, которое проходит через трубы, турбины, очистные механизмы. Работа в таком режиме уменьшает срок службы элементов водопровода. Присутствие в системе большого количества газа также приводит к образованию воздушных «карманов». При прохождении через сложную аппаратуру и трубы они вызывают гидроудары (во время движения вода приливает то к одной стенке трубопровода, то к другой).

Вантуз аэрационный предназначен для удаления лишнего газа и поддержания постоянного давления в замкнутых водопроводных системах. Эти устройства удаляют лишний воздух во время работы, а также препятствуют образованию вакуума во время ремонтных работ. Вантуз воздушный устроен достаточно просто, а разобраться в принципах его работы не составит особого труда даже неподготовленному человеку.

Принцип действия вантуза аэрационного

Корпус вантуза располагают вертикально. Нижнее отверстие соединено с водопроводной или отопительной системой, в то время, как верхнее отверстие служит для удаления накопившегося воздуха из корпуса. Там же расположен клапан, который соединен крепким стержнем с поплавком (полый шар, который не тонет в воде).

По мере того, как воздух вытесняет жидкость из корпуса вантуза, поплавок опускается вниз. Это приводит к тому, что клапан открывается и выпускает газ до тех пор, пока резервуар не заполнится водой. Так происходит работа в обычном режиме.

Режимы работы воздушного вантуза

Современный воздушный вантуз для водопровода обладает несколькими режимами работы. Это позволяет сэкономить на дополнительном оборудовании, а также ускорить процесс обслуживания системы.

Современный воздушный вантуз для водопровода может работать в следующих режимах:

1. Автоматический режим. С помощью аэрационного вантуза удаляются небольшие объемы воздуха во время движение воды по трубам. Регулировка происходит за счет изменения длины спицы, соединяющей поплавок и клапан.
2. Кинетический режим. Воздушный клапан полностью закрыт. Такой режим используют во время ремонтных работ. Удаление воздуха из неработающей системы приводит к появлению вакуума.
3. Комбинированный режим. В корпусе вантуза находится 2 поплавка. В то время, когда водопровод заполняется жидкостью, один из поплавков поднимается вверх, закрывая воздушный клапан. Другой поплавок приоткрывает клапан, когда из системы необходимо удалить некоторое количество газа.

Узкоспециализированные водопроводные клапаны могут обладать и другими режимами работы, но их перечисление займет не один час. Такие устройства могут изготавливаться на заказ, а также применяться в специализированных системах подачи воды.

Применение аэрационного вантуза

Воздушный вантуз должен присутствовать в любой замкнутой системе подачи жидкости, так как излишки воздуха ведут к повышенному износу оборудования, а также образованию коррозийных отложений.

Обычно клапаны устанавливают в следующих местах трубопровода:

• после турбин, насосов, резервуаров;
• в высоких точках трубопровода;
• на резких поворотах.

Вантузы устанавливаются в таких сетях, как:

• городской водопровод;
• системы централизованного и частного отопления;
• канализационные системы;
• очистные сооружения.

Не стоит скупиться на качественный воздушный вантуз для водопровода, ведь более дорогие модели устройств положительно скажутся на сроке службы системы в целом. Отличным вариантом по соотношению цены и качества можно считать вантуз аэрационный серия 51А от CMO, изготовленный из качественного чугуна. Кроме этого все элементы устройства защищены от коррозии.

Материалы для изготовления воздушного вантуза для водопровода

Корпус вантуза может быть изготовлен из металла (чугун, качественная сталь и т.п.) или пластика. Последний обладает повышенной коррозийной устойчивостью, но имеет относительно небольшой срок службы. Прокладку изготавливают из паронита. Именно этот долговечный материал отлично справляется с герметизацией воздушного клапана.

Качественный вантуз заметно повысит срок службы водопровода, поэтому на его установке экономить не стоит.

Необходимость и принципы установки воздушных вантузов

Работоспособность напорных трубопроводных систем различного назначения во многом зависит от своевременного автоматического вывода газов и воздуха из труб. Например, в системах водоснабжения накапливается воздух, а в системах напорной канализации – метан, который является взрывоопасным газом, поэтому важно безопасно извлекать его из труб.

Растворенный в средах газ создает следующие препятствия в работе трубопроводных систем:

• накапливается в верхних точках трубопровода и уменьшает проходное сечение;
• при определенных условиях создает воздушные пробки, которые могут вызывать гидроудары, нарушать работу измерительных приборов и насосов;
• может стать причиной взрыва.

Для удаления газов из напорных систем необходимо использовать специальные технические устройства – воздушные вантузы.

В зависимости от назначения, вантузы имеют свои конструктивные особенности. Вантузы бывают одноступенчатые и двухступенчатые.

Вантуз для очищенной воды представляет собой колбу с шаром (одноступенчатые) или две колбы и два шара (двухступенчатые).

Вантуз для канализации отличается наличием шара на жестком креплении и вынесенным в верхнюю часть запорным элементом, что позволяет исключить загрязнение. Также у вантузов есть промывной вентиль.

В конструкцию бесколодезного вантуза входит отключающий элемент, поэтому отсекающая задвижка не требуется. В рабочем состоянии дистанционная труба прижимает подпружиненный отключающий элемент, позволяя воде и воздуху поступать в шахту вантуза, заменяющую колодец. В случае необходимости ревизии вантуз вместе с дистанционной трубой извлекают из шахты. При этом пружина отключающего элемента выпрямляется и доступ воды в шахту блокируется.

Вантуз устанавливают на узел удаления воздуха (газов), который состоит из следующих элементов:

• равнопроходного тройника для сбора воздуха;
• переходов для выхода на диаметр вантуза;
• запорного элемента для обеспечения ревизии вантуза;
• вантуза;
• воздушных замков (защита от попадания грязной воды в трубопровод).

Правила проектирования вантузов описаны в СП 31.13330.

Установка вантузов рекомендуется:

• во всех верхних точках трубопроводов (точки «А»);
• на длительном подъеме/спуске трубопровода (точки «Б») через 500-700 метров;
• после быстродействующего оборудования, которое провоцирует выделение газов из среды (точка «Д») или после запорных элементов с приводной техникой (точка «С»).

Эксплуатирующие организации рекомендуют искусственно организовать верхние точки на трубопроводах длиной более 1000 метров, находящихся в горизонтали.

На трубах диаметром до 300 мм включительно допускается применением одноступенчатых вантузов. На трубах диаметром свыше 300 мм необходимо устанавливать только двухступенчатые.

Вантузы работают в автоматическом режиме на впуск и выпуск: при наличии в трубопроводе воды шар поднимается и блокирует выход воды. Когда в вантузе собирается воздух, шар падает и выпускает воздух через вантуз наружу. При опорожнении трубопровода шар падает и впускает воздух снаружи, тем самым устраняя вакуум в трубе, который может разрушить трубопровод. В двухступенчатых вантузах большой шар работает при заполнении и опорожнении трубопровода для впуска и выпуска большого объема воздуха. Малый шар работает при заполненном трубопроводе, выпуская накапливающийся в процессе эксплуатации воздух в очень незначительных объемах.

При установке воздушных вантузов следует особое внимание уделить температуре в камере. При установке на узел удаления воздуха вантузы могут оказаться в зоне промерзания. Это может привести к обледенению и прекращению работы вантуза.

Обслуживать вантузы для сетей водоснабжения необходимо 1 раз в год, для сетей водоотведения — 2 раза в год.