В магистральных трубопроводах, предназначенных для подачи воды, часто возникают воздушные пробки, обусловленные наличием в водном потоке пустот, заполненных воздухом. При внезапном изменении потока, а также в период первичного пуска удалить такие пробки можно, используя специальные аэрационные клапаны, иначе называемые пневматическими вантузами.
По последовательности действий, необходимых для ликвидации воздушной пробки пневмовантузы подразделяют на одно- и двух ступенчатые. Последние, хотя и конструктивно сложнее, но зато обеспечивают более стабильную работу трубопроводов, а потому используются чаще.
Двухступенчатые пневматические вантузы обеспечивают автоматическое удаление воздуха из труб. Они монтируются непосредственно на трубопроводе и не требуют его разборки.
Применение таких устройств позволяет решить ряд проблем, связанных со скоплением воздуха в трубопроводах. Среди них:
Чугунные аэрационные клапаны вертикального исполнения состоят из следующих частей:
Устройство действует так. Когда воздух попадает внутрь трубопровода и достигает точки установки пневмовантуза, он за счёт разницы в плотностях скапливается в верхней части аэрационного клапана. Находившаяся там ранее вода вытесняется в нижнюю часть корпуса. Поплавок опускается и открывает отверстие, которое предназначено для удаления воздуха из трубы. Процесс вытеснения длится до тех пор, пока уровень воды не восстановится до своих прежних значений. Тогда поплавок возвращается в своё исходное положение.
Плунжерный аэрационный клапан имеет симметричное поперечное сечение кольцевой формы, что обеспечивает линейную кривую управления водным потоком. Внутреннее сечение корпуса проектируется таким образом, чтобы оно постепенно уменьшалось от входа до уплотнительного кольца. Далее поток направляется вдоль геометрически оптимизированной формы между отверстием пневматического вантуза и внутренней поверхностью корпуса. При этом гидродинамические характеристики потока, а, следовательно, и напор в магистрали, не изменяются.
Скользящий поршень имеет осевое направление перемещения, что исключает перекосы и способствует более равномерному удалению воздуха.
Некоторые конструкции пневматических вантузов имеют крестообразные вставки. Они могут разделять поток на несколько самостоятельных. Такие аэрационные клапаны устанавливаются в местах разветвления трубопровода и препятствуют возможной кавитации жидкости.
Подбор типоразмера производится в зависимости от следующих факторов:
Перед выбором рекомендуется протестировать режим транспортировки воды по трубе для того, чтобы установить оптимальное место размещения устройства. Например, если клапан расположен на концевом участке трубы в нижнем выпускном отверстии и оснащён лопаточным кольцом, происходит преобразование энергии путём разделения струи воды и интенсивного перемешивания с окружающей средой, поэтому отдельная вентиляция не потребуется.
При монтаже пневмовантуза рекомендуется устанавливать прочую запорно-регулирующую арматуру после устройства: это позволит избежать кавитации и внезапных подъёмов давления, которые могут вызвать разрушение корпуса.
Работоспособность устройства гарантируется в пределах рабочих температур воды до 80…900С.