Objašnjene vrste sifona: principi rada i primjene

Nisu svi sifoni isti. Sifon (također se piše sifon) je bilo koji uređaj koji koristi gravitaciju za pomicanje tekućine kroz cijev bez pumpe, ali to jedinstveno načelo pokriva široku obitelj: mala cijev u obliku slova U za pražnjenje spremnika, sifon sa spiralnim repom koji štiti mjerač tlaka, automatski zvonasti sifon koji ispušta hidroponsku posudu i konstruirani sustav odvodnje krova velike zgrade. Odabir pogrešne vrste može značiti oštećen instrument, odvod koji nikada ne počinje ili raspored odvoda koji ne funkcionira.

Ovaj vodič grupira glavne tipove prema principu rada i načinu pokretanja te ističe čimbenike instalacije i materijala koji su najvažniji u stvarnim projektima.

Što je sifon i kako radi?

Sifon prenosi tekućinu s više razine na nižu razinu preko uspona između njih, bez pokretnih dijelova. Nakon što je cijev napunjena i ispusni kraj sjedne ispod uzvodne površine, gravitacija povlači tekućinu niz izlazni krak. To stvara zonu nižeg tlaka na najvišoj točki, a atmosferski tlak na slobodnoj površini spremnika gura više tekućine u cijev. Protok se nastavlja sve dok je cijev puna, a izlaz ispod ulaza.

Jednostavna analogija pomaže: sifon radi poput slamke, osim što se protok nastavlja sam nakon punjenja jer gravitacija nastavlja izvlačiti tekućinu iz ispusnog kraja.

Postoje dva fizikalna objašnjenja, klasična teorija atmosferskog tlaka i teorija kohezije i napetosti, ali inženjerski zaključak je isti: temeljno pripremljena, zrakonepropusna cijev s dovoljnom visinskom razlikom teče postojano.

Klasifikacija sifona prema principu rada

Sifoni se dijele u tri praktične skupine na temelju toga kako počinju i za što su napravljeni. Zaštitni sifoni instrumenata stvaraju barijeru kondenzata koja štiti mjerače tlaka od topline. Gravitacijski sifoni i sifoni s ručnim punjenjem zahtijevaju jednokratno punjenje i zatim kontinuirani prijenos tekućine. Automatski i samousisni sifoni se sami pokreću i zaustavljaju kako razina tekućine raste i pada.

Sifoni za zaštitu instrumenata

Sifoni za zaštitu instrumenata postoje iz jednog razloga: toplinska izolacija. Oni se nalaze između procesne linije i manometra tako da vruća para nikad ne dopire izravno do senzorskog elementa. Sifon skuplja kondenziranu tekućinu, a ta tekućina čini barijeru između procesnog medija i instrumenta. Ovi uređaji ne transportiraju tekućinu; štite instrument.

Pigtail sifon

Pigtail sifon je najrašireniji sifon za instrumente. Njegovo ime opisuje oblik: uska spirala cijevi koja podsjeća na svinjski rep. Zavojnica se puni kondenzatom koji nastaje iz parnog voda, a ova tekuća brtva izolira mjerač od žive pare. Pigtail sifoni obično se postavljaju na okomite cjevovode i isporučuju se od SS 304, SS 316 ili ugljičnog čelika, ovisno o temperaturi medija, tlaku i korozivnosti.

Sifon tipa U

U-tip sifona je petlja u obliku slova U postavljena ispred instrumenta. Kondenzat se skuplja na dnu petlje i tvori istu brtvenu barijeru kao i dizajn sa pletenicom. Struktura mu je jednostavna, a cijena niska, što ga čini praktičnim izborom za okomite montažne točke s ograničenim prostorom. Vrste materijala moraju tolerirati procesnu temperaturu i tlak i biti otporni na koroziju iz medija.

Zavojnica / sifon Q-tipa

Zavojni sifon, koji se često naziva Q-tip zbog svog kompaktnog oblika, omotava cijev u čvrstu petlju. Omogućuje pari dulji ohlađeni put, tako da se para potpuno kondenzira prije nego što dođe do mjerača. Glavna prednost je fleksibilnost montaže: kompaktna petlja odgovara i okomitim i vodoravnim cjevovodima. Nehrđajući čelik i ugljični čelik uobičajeni su izbor, odabrani tako da odgovaraju uvjetima procesa.

Gravitacijski i sifoni s ručnim punjenjem

Klasični sifon u obliku slova U

Klasični sifon je okrenuta U-cijev, s jednim krakom u dovodnom spremniku, a drugim ispusnim na nižoj razini. Nakon što je cijev potpuno ispunjena tekućinom, protok počinje i nastavlja se bez pokretnih dijelova. Pokretačka sila je težina tekućine na izlaznoj strani, a praktično podizanje ograničeno je atmosferskim tlakom; za vodu na razini mora, teoretska gornja granica je otprilike deset metara. Metode punjenja uključuju punjenje cijevi prije postavljanja, ulijevanje tekućine u najvišu točku ili izvlačenje zraka s vrha. Tipične primjene su pražnjenje spremnika, prijenos vode preko niske obale i mali kanali za navodnjavanje.

Obrnuti sifon

Obrnuti sifon ima suprotan oblik: cijev se spušta prema dolje umjesto da se savija prema gore. Nosi tok ispod prepreke kao što je cesta, željeznička pruga ili riječni prijelaz u sustavu odvodnje ili prijenosa vode. Tekućina se kreće kroz cijev pod pozitivnim tlakom umjesto da je vuče vakuum, pa je inženjeri ponekad nazivaju udubljenom ili sag cijevom. Redovito se pojavljuje u odvodnim cjevovodima i projektima zaštite voda. Glavna razmatranja dizajna su promjer cijevi, raspoloživa visina i rizik od taloženja krutih tvari na niskoj točki.

Oba gravitacijska sifona nude jednostavan, pouzdan rad i bez pokretnih dijelova. Odgovaraju poslovima kontinuiranog prijenosa gdje nije potreban automatski start-stop. Odabir se fokusira na promjer cijevi, visinsku razliku i brzinu protoka.

Automatski i samousisni sifoni

Zvonasti sifon

Zvonasti sifon sastoji se od tri dijela: rezervoara, zvonastog poklopca i okretne cijevi. Kako se razina vode diže iznad donjeg ruba zvona, zvono zadržava zrak i zatvara cijev od atmosfere. Voda se zatim prelijeva preko vrha potporne cijevi i pada prema dolje, stvarajući vakuum ispod zvona. Atmosferski tlak gura više vode kroz uspravnu cijev sve dok razina vode ne padne ispod ruba zvona i zrak ponovno uđe, prekidajući vakuum. Ciklus se ponavlja: uređaj ostaje neaktivan dok se voda nakuplja, brzo istječe i sam se zaustavlja, bez struje, ventila ili pogona.

Zvonasti sifoni naširoko se koriste u hidroponskim sustavima s osekom i protokom, malim spremnicima i nekim procesima obrade otpadnih voda. Zaslon iznad ulaza sprječava da ostaci uđu u cijev i ometaju stvaranje vakuuma.

Petljasti sifon

Petljasti sifon postavlja dio cijevi u uzdignutu petlju izvan posude. Kada tekućina koja se diže dosegne vrh petlje, petlja se u potpunosti ispuni i protok počinje jer gravitacija povlači tekućinu niz ispusnu stranu. Struktura je jednostavnija od zvonastog sifona i nema pokretnih dijelova, čime su troškovi proizvodnje i održavanja niski. Sifoni s petljom uobičajeni su u hidroponskim stolovima i malim drenažnim sustavima gdje nije potrebno precizno određivanje vremena ciklusa.

Vrijednost automatskih sifona je rad bez nadzora. Izbor između dizajna zvona i petlje svodi se na raspoloživi prostor, potreban protok i razinu potrebne kontrole nad ciklusom odvoda.

Sifonski odvodni sustavi u visokogradnji

U modernim zgradama, sifonska odvodnja je cjeloviti krovni odvodni sustav koji se temelji na sifonskom djelovanju, a ne jednom armaturom. Kišnica ulazi u posebno dizajnirane sifonske krovne ispuste, i dok pada kroz vertikalnu odvodnu cijev, dobiva na brzini i stvara negativni tlak. Cijev tada teče punim provrtom s protokom velike brzine, za razliku od djelomično ispunjenog protoka otvorenog kanala konvencionalnog gravitacijskog odvoda.

U usporedbi s gravitacijskom odvodnjom, sustav sifonske odvodnje može koristiti manje odvodnih cijevi i manje promjere cijevi, a horizontalne cijevi kolektora ne trebaju kontinuirani nagib. To arhitektima daje veću slobodu usmjeravanja i često smanjuje potrošnju materijala. Međutim, krovni otvori i armatura moraju biti pažljivo dimenzionirani i testirani, jer sustav ovisi o održavanju hermetičkog stanja protoka kroz cijeli otvor.

Sifonsku odvodnju najbolje je procijeniti rano u fazi projektiranja, budući da njezine prednosti ovise o usklađenom rasporedu, geometriji krova i intenzitetu oborina. Certifikaciju komponenti i podatke o ispitivanju potrebno je provjeriti s dobavljačem prije ugradnje.

Kako odabrati pravu vrstu sifona

Odabir počinje prijavom. Kako biste zaštitili tlačni instrument od pare, odaberite sifon instrumenta čija orijentacija montaže odgovara dijelu cijevi. Za neprekidno kretanje tekućine bez kontrole, koristite klasični sifon u obliku slova U ili obrnuti sifon. Za automatsko pražnjenje posude, koristite sifon sa zvonom ili petljom. Za upravljanje kišnicom na velikom krovu, razmislite o potpunom sifonskom odvodnom sustavu.

Nakon što je tip fiksiran, pregledajte tri uvjeta:

• Instalacija: okomiti ili vodoravni cjevovod, raspoloživi prostor i pristup za održavanje.
• Medij: temperatura, tlak, korozivnost i prenosi li krutine.
• Materijal: sifoni instrumenata obično se isporučuju od SS 304, SS 316 ili ugljičnog čelika, dok se za drenažu i građevinske primjene često koristi plastika poput PP, PE ili HDPE.

Sifon neće funkcionirati ako se bilo koji od ovih uvjeta zanemari, bez obzira na to koliko princip odgovara primjeni.

Sifoni nisu jedan uređaj već obitelj uređaja koji dijele isti fizički princip. Zaštitni sifoni instrumenata štite mjerače od topline, gravitacijski sifoni pouzdano pomiču tekućinu, automatski sifoni sami ispuštaju posude, a sifonski odvodni sustavi upravljaju kišnicom na razini zgrade. Počnite s principom rada, zatim provjerite uvjete instalacije i materijala, a obično slijedi pravi izbor. Kao a proizvođač cijevnih spojeva s ISO-certificiranom proizvodnjom i više od dvadeset godina iskustva, Zhejiang Fengfeng podržava projekte koji zahtijevaju pouzdane komponente sifona i odvodnje.