Vedensiirtolinjalla, joka menettää hiljaa kapasiteettia, laukeaa pumput tai halkeaa liittimen pian käynnistyksen jälkeen, piilee yleensä ilmaongelma. Ilmaa pääsee putkistoon täytön ja huollon aikana, ja se myös poistuu liuoksesta aina, kun paine laskee tai lämpötila nousee ajon aikana. Käsittelemättömät kertyneet taskut kutistavat käyttökelpoista porausta, lisäävät painehäviötä ja aiheuttavat painepiikkejä, jotka vahingoittavat mittareita, liitoksia ja pumpun osia. Ilmanpoistoventtiili on tavallinen edullinen vastaus: kompakti, täysin automaattinen laite, joka poistaa kerätyn ilman ilman käyttäjän huomiota ja päästää yhdistelmämalleissa ilman takaisin sisään, kun tyhjiö uhkaa putkea. Tässä oppaassa kerrotaan, miten mekanismi toimii, mikä kolmesta venttiilityypistä sopii tehtäviisi, mihin laitteet kuuluvat profiiliin sekä mitoitus- ja asennustiedot, jotka ratkaisevat, suojaavatko ne todella linjaasi.
Kuinka ilmanpoistoventtiili toimii
Mekanismi on tarkoituksella yksinkertainen: ontto runko, kelluke ja pieni aukko yläosassa. Normaalikäytössä rungon sisällä oleva vesi pitää kellunta kelluvana, painaen tiivistyselementin aukkoa vasten ja pitäen venttiilin suljettuna täyttä linjapainetta vastaan. Kun ilma kerääntyy, se kerääntyy kehon yläosaan ja laskee veden tasoa. Uimuri seuraa, tiiviste avautuu ja loukkuun jäänyt ilma poistuu, kunnes vesi nousee ja uimuri asettuu uudelleen paikalleen. Siinä ei ole ulkoista virtalähdettä, pilottisignaalia eikä operaattorin tuloa. Venttiili reagoi puhtaasti kelluuteen, mikä sijoittaa sen samaan perheeseen muiden kanssa itsetoimiset venttiiliratkaisut jotka jatkavat toimintaansa, vaikka ohjausjärjestelmä ei toimi.
Yhdellä rajalla on väliä: ilmanpoistoventtiili poistaa vain kiinnityskohtaansa kerääntyneen ilman. Se ei pysty sieppaamaan virtauksen mukana kulkevia pieniä kuplia, joten raskaasti ilmaa kuljettavat järjestelmät saattavat myös tarvita ilmanerottimia, parempaa pumpun imusuunnittelua tai hitaampaa täyttöä.
Ilmaventtiilien kolme päätyyppiä
Valmistajat ryhmittelevät ilmaventtiilit kolmeen toiminnalliseen tyyppiin. Väärän valinta on yleisin valintavirhe, joten tehtävät kannattaa erottaa selkeästi.
| Kirjoita | Aukko | Ensisijainen toiminto | Soveltuu parhaiten |
|---|---|---|---|
| Ilmanpoistoventtiili | Pieni | Kerätyn ilman jatkuva poistaminen normaalin paineistetun käytön aikana | Toimiva verkkovirta hitaasti muodostuvilla taskuilla |
| Ilma- ja tyhjiöventtiili | Suuri | Poistaa ilmaa täytön aikana; päästää ilmaa tyhjennys- tai tyhjiötapahtumien aikana | Korkeat kohdat, pumpun tyhjennys, pitkät alamäet |
| Yhdistelmäilmaventtiili | Molemmat samassa kehossa | Kattaa dynaamisen täytön ja tyhjennyksen sekä jatkuvan tuuletuksen | Oletusvalinta kriittisille tai suurihalkaisijaisille verkkovirtalähteille |
Ilmanpoistoventtiili (pieni aukko)
Pienreikäinen versio on jatkuvatoiminen. Se pysyy tiiviisti työpaineessa ja halkeaa auki vain, kun ilmaa on kertynyt riittävästi laskemaan uimuria, joten sen mitoitustehtävä on sovittaa tuuletuskapasiteetti käyttöpaineesi ilman kertymisnopeuteen.
Ilma- ja tyhjiöventtiili (suuri aukko)
Suuriaukkoinen versio käsittelee putkilinjan dynamiikkaa: se poistaa ilmaa nopeasti täytön aikana ja päästää sen yhtä nopeasti tyhjennyksen tai paineen laskun aikana, mikä estää tyhjiön romahtamisen ja kolonnin irtoamisen. Kun vesi sulkee kellumuksensa, se ei kuitenkaan vaikuta pieniin taskuihin, jotka muodostuvat uudelleen normaalin käytön aikana.
Yhdistelmäilmaventtiili
Molemmat mekanismit elävät yhdessä kehossa. Vedensiirtoverkoissa ja pumppuasemissa tämä on oletussuositus, koska ohimenevä ja jatkuva ilmanhallinta tulevat harvoin erikseen.
Mitä loukkuun jäänyt ilma todella maksaa sinulle
Loukkuun jäänyt ilma ei ole kosmeettinen ongelma. Häviöt näkyvät suoraan energialaskuissa ja huoltokirjanpidossa, ja ne lisääntyvät hiljaa:
- Kapasiteetti ja painehäviö: tasku korkeassa kohdassa pienentää tehollista putken halkaisijaa, joten pumpun on toimitettava enemmän nostokorkeutta samalla virtauksella.
- Ylijännite- ja vesivasara: äkillisesti irtoavat tai pylvään irtoamisen aikana romahtavat taskut synnyttävät painepiikkejä, jotka halkeavat liittimiä ja vahingoittavat mittareita.
- Mittausvirheet: virtausmittarien läpi kulkeva ilma vääristää lukemia, prosessin ohjausta ja laskutusta.
- Korroosio: Happipitoiset taskut kiihdyttävät sisäistä korroosiota juuri niissä kohdissa, joihin ilmaventtiili olisi pitänyt asentaa.
Missä ilmaventtiilit kuuluvat putkilinjaan
Sijoitus noudattaa putkilinjan profiilia, ei tapaa. Tavoitteena on ilmauspiste, jossa ilma luonnollisesti kerääntyy, mikä tarkoittaa jokaista huippukohtaa ja jokaista pitkää kohtaa, jossa putken kruunu kulkee lähellä hydraulista gradienttia:
- Jokaisessa profiilin merkittävässä kohokohdassa tai huipussa
- Pitkillä nousevilla rinteillä, tyypillisesti 500-800 m välein vesiharjoittelussa halkaisijan ja kaltevuuden mukaan säädettynä
- Pitkillä vaaka- tai lähes vaakasuuntaisilla juoksuilla, yleensä 1-2 km välein
- Pitkillä laskeutuvilla rinteillä korkeiden kohtien jälkeen, joihin on päästävä ilmaa tyhjiön rajoittamiseksi
- Välittömästi ennen ohjausventtiilejä, virtausmittareita ja putkien supistuksia, joihin vapautunut ilma pyrkii kerääntymään
- Pumppuaseman poistoputkissa, yleensä ilma- ja tyhjiöventtiileinä tai yhdistelmäventtiileinä
Nämä välit ovat puhtaan veden palvelun suunnittelun peukalosääntöjä; lopullinen layout tulee tarkistaa todellista profiilia ja täyttömenettelyä vasten.
Mitoitus ja valinta käytännössä
Aukon mitoitus alkaa kahdella kysymyksellä: kuinka paljon ilmaa täytyy lähteä täytön aikana ja kuinka paljon ilmaa jatkuvasti työpaineessa. Täyttöilman tilavuusasteikko laskee putken halkaisijan ja täyttönopeuden mukaan, kun taas jatkuva tuuletuskapasiteetti riippuu aukon poikki käytettävissä olevasta paine-erosta. Hyvämaineiset valmistajat julkaisevat ilmakapasiteettikäyrät molemmille olosuhteille, joten spesifikaatiossa tulisi viitata näihin käyriin todellisilla paineillasi sen sijaan, että luotaisiin pelkästään putken kokoon.
Paineluokka ja liitännät tulevat seuraavaksi. Rungon on vastattava putkilinjan laipan standardia ja arvoa; monissa teollisuusprojekteissa tämä tarkoittaa paine-lämpötila-arvojen tarkistamista ASME B16.34 , kun taas suuret vedensiirtoverkot noudattavat tyypillisesti AWWA C512:ta ilmaventtiilien suunnittelussa ja testauksessa. Venttiili, joka on oikean kokoinen, mutta aliarvostettu laipassaan, on edelleen vuoto, joka odottaa tapahtumista.
Lopuksi sovita venttiili väliaineeseen. Jätevesi- ja lietepalvelut tarvitsevat tukkeutumista estäviä rakenteita, joissa on suurempia kellukkeita, dynaamista vastahuuhtelua ja ylimitoitettuja aukkoja. Ulkoasennukset kylmissä ilmastoissa tarvitsevat jäätymissuojan, ja aggressiivinen vesi vaatii ruostumattomasta teräksestä valmistettuja sisäosia.
Ilmaventtiilien yhteensovittaminen muun linjan kanssa
Ilmaventtiili on vain yhtä käyttökuntoinen kuin sen eristys. Vakiokäytäntö on asentaa sulkuventtiili suoraan ilmaventtiililiitännän alle, jotta laite voidaan tarkastaa tai vaihtaa tyhjentämättä linjaa, ja kompakti laipallinen palloventtiili on tavallinen valinta tähän tehtävään.
Manuaalinen kaksisuuntainen laipallinen palloventtiili Laipallinen kaksisuuntainen palloventtiili puhallusta estävällä varrella ja säädettävällä PTFE-tiivisteellä, saatavana ruostumattomasta teräksestä ja duplex-seoksista. Se on vakiona oleva eristysventtiili, joka on asennettu ilmaventtiilin alle, joten laitetta voidaan huoltaa ilman linjaa tyhjennystä. Näytä tuote → Pumppuasemilla ilmaventtiilit toimivat muiden suojausten ohella. Painepuolen kääntöventtiilit pysäyttävät vastavirtauksen ja loksahtavat, kun pumppu pysähtyy, kun taas ilma- ja tyhjiöventtiili peittää saman transientin alipainepuolen. Näiden kahden määrittäminen yhdessä yhtä ylijänniteskenaariota vastaan pitää aseman suojattuna järjestelmänä.
H44H kääntöventtiili Automaattinen kääntyvä takaiskuventtiili, joka estää vastavirtauksen STL-kovapintaisella levy- ja tiivistetiivisteellä. Pumpun tyhjennyshetkellä se estää takaisinvirtauksen ja paisumisen pumpun pysähtyessä täydentäen ilma- ja tyhjiöventtiilejä samaa ylijännitetransienttia vastaan. Näytä tuote → Ilma-ongelmista tulee myös näkyviä ongelmia, kun linjaa instrumentoidaan. Painelähetin epäilyttävässä huippukohdassa tai pumpun poistoputkessa tallentaa ohimenevät tapahtumat, joita ilmaventtiilit imevät, muuttaen epämääräiset valitukset linjassa olevasta ilmasta tiedoksi, joka oikeuttaa venttiilin sijoittelun tai tarkistetun.
FDP3000 yksikiteinen piiinen älykäs lähetin Älykäs painelähetin, jossa on 4-20 mA HART-lähtö, korkea pitkäaikainen vakaus ja ukkossuoja. Asennettuna epäilyttäviin korkeisiin kohtiin tai pumpun tyhjennykseen, se tallentaa ohimenevät tapahtumat, jotka ilmaventtiilit absorboivat, muuttaen ilmavalitukset tiedoiksi. Näytä tuote → Kuuden pisteen eritelmien tarkistuslista
Ennen kuin allekirjoitat ostotilauksen, suorita kuusi tarkistusta:
- Suosi yhdistelmäventtiilejä kriittisille verkko- ja pumppuasemille.
- Tarkista ilman poisto- ja sisääntulokapasiteetit valmistajan käyristä todellisella työpaineellasi.
- Yhdistä laipan standardi, paineluokka ja materiaalit putkilinjan spesifikaatioiden mukaisesti.
- Valitse tukkeutumista estävät mallit jätevedelle, lietteelle tai muille likaisille palveluille.
- Sisällytä eristysventtiili jokaisen ilmaventtiilin alle sekä paisunestolaite, jossa ylijänniteriski on todellinen.
- Vahvista turvallinen sisäänpääsy säännöllistä kellunta- ja istuintarkastusta varten.
Ilmanpoistoventtiilit pitävät hiljaisena. Ei näyttöä, ei toimilaitetta, ei hälytystä: vain uimuri, joka tekee työnsä kauden jokaisen täytön, tyhjennyksen ja paineen ohimenevän ajan. Niiden käsitteleminen suunniteltuina komponentteina putkien liitososien sijaan erottaa suojatun putken putkesta, joka mystisesti menettää kapasiteettiaan joka kesä. Kun tarvitset myös ympäröivää laitteistoa, mukaan lukien eristyspalloventtiilit, takaiskuventtiilit, ohjausventtiilit ja paineinstrumentit, jotka tekevät ilma-ongelmista mitattavissa, sen hankkiminen yhdeltä venttiilikumppanilta pitää paineluokat ja materiaalit yhtenäisinä koko järjestelmässä. Vatten Valve Group toimittaa nämä luokat vedenkäsittelyyn, kemiallisiin ja yleisiin prosessipalveluihin, ja hänellä on projektitason venttiilitoimituskokemusta vaativilla aloilla.
