استخدام صمامات الهواء في تطبيقات المياه والصرف الصحي
يوجد الهواء في جميع خطوط أنابيب المياه والصرف الصحي. لذلك، يتطلب التشغيل الآمن والفعال إزالة الهواء بشكل مستمر. تساهم صمامات الهواء في تطبيقات المياه التدفق السلس في خطوط الأنابيب وتقليل تكاليف الصيانة والاستبدال.
تتكون جميع أنظمة إمداد المياه من أنابيب تنقل المياه من مصدرها إلى وجهتها. في هذه العملية، يمكن أن تتشكل جيوب من الهواء المحبوس في خطوط الأنابيب. يصعب اكتشاف جيوب الهواء وغازات مياه الصرف الصحي وسوف تقلل من الكفاءة الإجمالية لنظام الأنابيب. قد تتسبب جيوب الهواء أيضًا في حدوث مشاكل مطرقة مائية، وتوقف كامل للتدفق، وانفجار الأنابيب، وضوضاء النظام وتآكل الأنابيب. يمكن أن يتسبب الهواء في خط الأنابيب أيضًا في تشغيل غير مستقر لصمامات التحكم والعدادات والمعدات. لتأمين تشغيل آمن وفعال، من الأهمية بمكان إزالة الهواء وغازات مياه الصرف الصحي بشكل مستمر من نظام المياه.
ما الذي يسبب الهواء في أنابيب المياه؟
قد يؤدي الهواء والفراغ المتكون في خطوط الأنابيب الرئيسية للمياه إلى مشاكل تشغيلية خطيرة وحتى بعض العواقب الوخيمة. يمكن للهواء أن يدخل أنظمة الأنابيب بعدة طرق:
خطوط الأنابيب الفارغة
تشغل خطوط الأنابيب غير العاملة بالهواء. يتم إخلاء معظمه أثناء بدء التشغيل، ولكن يمكن أن تظل بعض جيوب الهواء في النظام.
الهواء في السائل
اعتمادًا على درجة الحرارة والضغط، يمكن أن تحتوي السوائل مثل الماء على هواء محاصر أو مذاب. أثناء تدفق السوائل، تنفصل عن السائل ويمكن أن تحاصر في النقاط العالية للنظام. أيضًا، في خطوط الأنابيب التي تنقل مياه الصرف الصحي، يمكن أن تخضع النفايات السائلة لتفاعلات كيميائية وتتطور إلى غازات يمكن أن تحاصر في نظام مياه الصرف الصحي.
المعدات الميكانيكية
يمكن للهواء أيضًا أن يدخل إلى خط الأنابيب من خلال الأنظمة الميكانيكية مثل المضخات ومفاصل الأنابيب والصمامات وما إلى ذلك. يمكن أن تؤدي التسريبات أو الأختام المعيبة في هذه المكونات إلى تسرب الهواء إلى نظام الأنابيب
مزايا استخدام صمامات الهواء في تطبيقات المياه
وبالتالي فإن أحد الحلول لمنع التلوث هو إزالة إحدى القضايا الثلاث: القوة الدافعة. تعد صمامات الهواء الأداة الأكثر كفاءة وفعالية من حيث التكلفة لتحقيق ذلك ومن خلال تركيب وصيانة نظام بصمامات الهواء، يتم إدارة الضغط السلبي وإزالته من المعادلة، مما يسمح حتى للشبكة القديمة بالبقاء محمية من التلوث من التربة.
يمكن أن يحدث الفراغ في نظام الأنابيب المضغوطة نتيجة لصمامات الهواء غير الفعالة التي لا تتفاعل مع الظروف الهيدروليكية، أو فشل صمامات الهواء بسبب نقص الصيانة، أو غياب صمامات الهواء عن خط الأنابيب تمامًا.
غالبًا ما ترتبط صمامات الهواء بإخراج الهواء من النظام، وبالتالي تُعرف عادةً بصمامات إخراج الهواء. ومع ذلك، فإن هذا الاسم مضلل لأن وظيفتها المتمثلة في إدخال الهواء إلى النظام لتجنب الفراغ مهمة بنفس القدر.
فيديو يوضح طريقة عمل صمامات الهواء في تطبيقات المياه
ما هي عواقب وجود الهواء والفراغات في خطوط الأنابيب؟
يمكن أن يكون للهواء والفراغات المتكونة في خط الأنابيب تأثيرات خطيرة على تشغيل خط الأنابيب. تتضمن بعض هذه العواقب ما يلي:
- انخفاض كفاءة الضخ: يمكن للهواء في خطوط الأنابيب أن يقلل من كفاءة نظام الضخ. الهواء المحبوس في النقاط العالية للنظام يمنع التدفق، مما يزيد من ضغط الرأس وبالتالي الطاقة المطلوبة لحدوث التدفق.
- تآكل الأنابيب: اعتمادًا على درجة حرارة خط الأنابيب، يمكن أن يكون الأكسجين في الهواء المحبوس عامل تآكل قوي. يعمل الأكسجين على أكسدة المعدن تدريجيًا، مما يؤدي إلى الصدأ والانسداد والفشل الهيكلي للأنبوب.
- أجهزة القياس والقياس المعيبة: يمكن أن تتسبب جيوب الهواء والفراغات في حدوث مشكلات لأجهزة قياس التدفق والتحكم فيه. فهي تؤثر على قدرة الأجهزة على قياس التدفق والتحكم فيه بدقة.
- مطرقة الهواء: عندما توجد جيب هواء محبوس في الأنبوب، يتراكم الضغط حول الانسداد. يرسل ضغط الماء الذي يدور حول هذا الانسداد اهتزازات في جميع أنحاء الأنبوب. يمكن أن يتسبب هذا الاهتزاز، المعروف باسم مطرقة الهواء، في إتلاف التركيبات المهمة.
- فشل الأنابيب: يمكن أن تتسبب الفراغات في حدوث أعطال كارثية في خطوط الأنابيب. في حالة وجود فراغ كبير، يمكن أن ينهار الأنبوب إلى الداخل بسبب اختلاف الضغط على جانبي جدران الأنبوب.
- الأنابيب ذات التكلسات
وظيفة صمامات الهواء في تطبيقات المياه والصرف الصحي
صمامات الهواء هي أجهزة هيدروميكانيكية ذات آلية تعويم داخلية مصممة لإطلاق الهواء المحبوس وغازات مياه الصرف الصحي أثناء ملء وتشغيل نظام الأنابيب.
كما تضمن أيضًا دخول الهواء أثناء الصرف للحفاظ على ضغط إيجابي. وهذا مهم لأن الضغط السلبي يسبب فراغًا قد يؤدي إلى انهيار الأنابيب وإدخال الملوثات إلى النظام.
لذلك، توفر صمامات الهواء الحماية من الضغوط العابرة والهواء المحبوس في خطوط الأنابيب، والتي تعد الأسباب الرئيسية لانفجار وانهيار وتشقق خطوط الأنابيب.
مع الاستخدام الصحيح لصمامات الهواء، ستحقق:
- انخفاض استهلاك الطاقة وتكاليف التشغيل
- انخفاض فقدان الضغط
- انخفاض التأخير عند ملء نظام الأنابيب
- انخفاض خطر المطرقة المائية
- انخفاض الفشل أو عدم الدقة في قياس التدفق
- انخفاض التآكل
- انخفاض خطر التلوث
- انخفاض خطر انفجار الأنابيب وانهيارها
- انخفاض تكاليف الاستبدال
- انخفاض الاستهلاك بسبب زيادة عمر الشبكة
- انخفاض سعة المضخة المطلوبة بسبب انخفاض فقدان الرأس
ثلاثة أنواع رئيسية من صمامات الهواء
هناك ثلاثة أنواع من صمامات الهواء مثبتة في أنظمة المياه: صمامات الهواء الأوتوماتيكية وصمامات الهواء والفراغ وصمامات الهواء المركبة.
تطلق صمامات الهواء الأوتوماتيكية باستمرار كميات صغيرة نسبيًا من الهواء من خط مضغوط. تُعرف صمامات الهواء الأوتوماتيكية أيضًا بصمامات الهواء ذات الفتحة الصغيرة وصمامات الهواء المضغوط.
تفرغ صمامات الهواء والفراغ كميات كبيرة من الهواء عند ملء خط الأنابيب. تتيح صمامات الهواء والفراغ إمكانية إدخال كميات كبيرة من الهواء عند تصريف الخطوط أو صمامات الهواء والفراغ هي صمامات الهواء الحركية وصمامات الهواء ذات الفتحات الكبيرة وقواطع الفراغ وصمامات الهواء ذات الضغط المنخفض وصمامات تخفيف الهواء وصمامات الهواء ذات الفعل المفرد.
تجمع صمامات الهواء المركبة بين وظيفة صمامات الهواء الأوتوماتيكية وصمامات الهواء والفراغ. تعمل وظيفة إطلاق الهواء الأوتوماتيكي على إطلاق الهواء المتراكم من النظام أثناء وجوده تحت الضغط، وتعمل وظيفة الهواء والفراغ على تفريغ وقبول كميات كبيرة من الهواء أثناء ملء أو تصريف خطوط الأنابيب. تُعرف صمامات الهواء المركبة أيضًا بصمامات الهواء ذات الفتحتين وصمامات الهواء ذات الفعل المزدوج وصمامات الهواء ذات الفتحتين.
يمكنك الاطلاع على المزيد من التفاصيل التقنية لجميع أنواع الصمامات أو المحابس التي نوفرها في رعاية المياه.
حجم وموقع صمامات الهواء
يتم تحديد أبعاد صمامات الهواء لتركيب محدد مع مراعاة التدفق والموقع وأداء صمام الهواء. وبالتالي، فإن القطر الطبيعي لصمام الهواء لا يساوي القطر الطبيعي للأنبوب الذي تم تركيبه عليه. يتم تحديد حجم وموقع صمامات الهواء لمشروع معين من خلال برامج حسابية متقدمة توفر تحليلات مثل تحليل معدل التعبئة، وتحليل الصرف، وتحليل الانفجار، وتحليل فصل عمود الماء وتحليل توفير الطاقة.
الوظيفة الأساسية لصمام الهواء هي إخراج جيوب الهواء غير المرغوب فيها من خط الأنابيب. لكنه يعمل بشكل فعال فقط عند تركيبه بشكل صحيح. يمكن أن يؤدي الموقع المناسب لصمام الهواء إلى تحسين أداء تدفق المياه بشكل كبير. لذلك، يجب تركيب صمامات الهواء في تلك النقاط حيث يكون خط الأنابيب أكثر عرضة لظروف الفراغ. بشكل عام، يكون التركيب الأمثل لصمام الهواء عند ذروة خط الأنابيب، ويجب دائمًا تركيب الصمام عموديًا.
قبل تركيب صمام الهواء، يجب مراعاة الموقع بحيث يكون الصمام محميًا من التجمد والتلوث والفيضانات. يجب أن يكون صمام الهواء سهل الوصول إليه للسماح بالصيانة والتشغيل والتفتيش.
