كيف العادمصمامأعمال

تكمن فكرة صمام العادم في طفو السائل على العوامة. تطفو العوامة تلقائيًا حتى تلامس سطح إغلاق منفذ العادم عندما ينخفض ​​مستوى السائل في العادم.صماميرتفع بسبب طفو السائل. ضغط معين يُغلق الكرة تلقائيًا. عند تشغيل خط الأنابيب، تتوقف الكرة العائمة عند قاعدة وعاء الكرة وتُطلق كمية كبيرة من الهواء. بمجرد نفاد الهواء من الأنبوب، يندفع السائل إلىصمام، يتدفق عبر وعاء الكرة العائمة، ويدفع الكرة العائمة للخلف، مما يتسبب في طفوها وإغلاقها.

في حال تعطل المضخة، سيبدأ الضغط السلبي بالتراكم، وستسقط الكرة العائمة، وسيتم استخدام قوة شفط كبيرة للحفاظ على سلامة خط الأنابيب. عند نفاذ طاقة العوامة، تدفعها الجاذبية إلى سحب أحد طرفي الرافعة للأسفل. تصبح الرافعة الآن في وضع مائل. يُطرد الهواء من فتحة التهوية عبر فجوة موجودة بين الرافعة وجزء التلامس من فتحة التهوية. يرتفع مستوى السائل مع تحرر الهواء، وتطفو العوامة لأعلى بفضل طفو السائل. يُضغط سطح نهاية الختم على الرافعة تدريجيًا على فتحة التهوية حتى تُسد بالكامل.

أهمية صمامات العادم

لفترة طويلة، عجز الناس عن حل المشكلة الجوهرية المتمثلة في تسربات المياه المتكررة في شبكة الأنابيب، وذلك لعدم امتلاكهم معرفة كافية بما إذا كانت أنابيب توزيع المياه الحضرية تحتوي على غاز، وما إذا كان ذلك قد يؤدي إلى انفجارها. لفهم تأثير المطرقة المائية الناتج عن انقطاع المياه المحتوية على الغاز بشكل أفضل، من الضروري شرح الأسباب المحتملة لتخزين الغاز أثناء التشغيل العادي لشبكة إمدادات المياه، بالإضافة إلى نظرية ارتفاع ضغط الأنابيب وانفجارها.

١. يُعزى توليد الغاز في شبكة أنابيب إمداد المياه في الغالب إلى العوامل الخمسة التالية. وهذا هو مصدر الغاز في شبكة الأنابيب العاملة بشكل طبيعي.

(1) يتم قطع شبكة الأنابيب في بعض الأماكن أو بالكامل لسبب ما؛

(2) إصلاح وتفريغ أقسام الأنابيب المحددة على وجه السرعة؛

(3) صمام العادم وخط الأنابيب غير محكمين بما يكفي للسماح بحقن الغاز لأن معدل تدفق واحد أو أكثر من المستخدمين الرئيسيين يتم تعديله بسرعة كبيرة بحيث لا يخلق ضغطًا سلبيًا في خط الأنابيب؛

(4) تسرب الغاز غير المتدفق؛

(5) يتم إطلاق الغاز الناتج عن الضغط السلبي للتشغيل في أنبوب شفط مضخة المياه والمروحة.

2. خصائص الحركة وتحليل المخاطر للوسادة الهوائية لشبكة أنابيب إمداد المياه:

الطريقة الأساسية لتخزين الغاز في الأنبوب هي تدفق الهواء، والذي يُشير إلى وجود الغاز في أعلى الأنبوب على شكل جيوب هوائية متعددة ومتقطعة ومستقلة. ويرجع ذلك إلى أن قطر أنبوب شبكة أنابيب إمداد المياه يتراوح بين الكبير والصغير على طول اتجاه تدفق المياه الرئيسي. يُحدد محتوى الغاز، وقطر الأنبوب، وخصائص المقطع الطولي للأنبوب، وعوامل أخرى، طول الوسادة الهوائية ومساحة المقطع العرضي للماء المشغول. تُظهر الدراسات النظرية والتطبيق العملي أن الوسائد الهوائية تنتقل مع تدفق المياه على طول أعلى الأنبوب، وتميل إلى التراكم حول انحناءات الأنبوب والصمامات وغيرها من العناصر ذات الأقطار المختلفة، مما يُسبب تذبذبات في الضغط.

ستؤثر شدة التغير في سرعة تدفق المياه بشكل كبير على ارتفاع الضغط الناتج عن حركة الغاز، نظرًا لعدم القدرة على التنبؤ بسرعة واتجاه تدفق المياه في شبكة الأنابيب. وقد أظهرت التجارب ذات الصلة أن ضغطها يمكن أن يرتفع حتى 2 ميجا باسكال، وهو ضغط كافٍ لكسر أنابيب إمدادات المياه العادية. من المهم أيضًا مراعاة أن تغيرات الضغط تؤثر على عدد الوسائد الهوائية المارة في أي وقت داخل شبكة الأنابيب. وهذا يُفاقم تغيرات الضغط في تدفق المياه المملوءة بالغاز، مما يزيد من احتمالية انفجار الأنابيب. يُعد محتوى الغاز، وهيكل الأنابيب، وطريقة تشغيلها من العوامل التي تؤثر على مخاطر الغاز في الأنابيب. ويمكن تقسيم المخاطر إلى نوعين: ظاهر وخفي، وخصائصهما كما يلي:

تشمل المخاطر الواضحة بشكل رئيسي الجوانب التالية

(1) يُصعّب العادم القوي مرور الماء. عند تزامن الماء والغاز، لا يؤدي منفذ العادم الكبير لصمام العادم العائم أي وظيفة تقريبًا، ويعتمد فقط على عادم المسام الدقيقة، مما يُسبب "انسدادًا هوائيًا" خطيرًا يمنع تفريغ الهواء، ويؤدي إلى تدفق غير متساوٍ للماء، ويقلل أو حتى يُلغي مساحة المقطع العرضي لقناة تدفق الماء، ويمنع تدفق الماء، ويُقلل من سعة دوران النظام، ويزيد من معدل التدفق المحلي، ويزيد من فقدان الماء. تحتاج مضخة الماء إلى التوسيع، مما سيكلفها طاقةً وتكاليف نقل أعلى، للحفاظ على حجم الدوران الأصلي أو ضغط الماء.

(2) (2) بسبب تدفق المياه وانفجارات الأنابيب الناتجة عن عادم الهواء غير المتساوي، فإن نظام إمداد المياه غير قادر على العمل بشكل صحيح. تحدث العديد من انفجارات الأنابيب بسبب صمامات العادم، والتي يمكن أن تسمح بخروج كمية صغيرة من الهواء. يمكن تدمير خط أنابيب إمداد المياه بسبب انفجار غاز ناتج عن عادم ضعيف، والذي يمكن أن يصل ضغطه إلى 20 إلى 40 ضغط جوي وله قوة تدميرية تعادل 40 إلى 80 ضغط جوي من الضغط الساكن. حتى أقوى حديد مطاوع يستخدم في الهندسة يمكن أن يعاني من الضرر. حدد مهندسون من كلية الهندسة بعد التحليل أنه كان انفجار غاز. كان طول جزء من أنبوب المياه في مدينة جنوبية 860 مترًا فقط، وقطر الأنبوب DN1200 مم، وانفجر الأنبوب ما يصل إلى 6 مرات في عام واحد من التشغيل.

وفقًا للنتائج، فإن الضرر الناتج عن انفجار الغاز الناتج عن عادم أنبوب المياه غير الكافي الناتج عن صمام العادم لا يمكن أن يكون سوى كمية ضئيلة من العادم. وقد تم حل المشكلة الأساسية لانفجار الأنبوب أخيرًا باستبدال العادم بصمام عادم ديناميكي عالي السرعة يضمن كمية كبيرة من العادم.

(3) تتغير سرعة تدفق المياه والضغط الديناميكي في الأنبوب باستمرار، وتكون معلمات النظام غير مستقرة، وقد تنشأ اهتزازات وضوضاء كبيرة نتيجة للإطلاق المستمر للهواء المذاب في الماء والتكوين التدريجي وتوسع جيوب الهواء.

(4) سوف يتم تسريع تآكل سطح المعدن عن طريق التعرض المتبادل للهواء والماء.

(5) يولد خط الأنابيب أصواتًا غير سارة.

المخاطر الخفية الناجمة عن التدحرج السيئ

1. قد يؤدي العادم غير المتساوي إلى تقلب ضغط خط الأنابيب، وعدم دقة تعديل التدفق، وعدم دقة التحكم الآلي في خط الأنابيب، وعدم فعالية تدابير حماية السلامة؛

2. زيادة تسرب المياه من خطوط الأنابيب؛

3. هناك المزيد من حالات فشل خطوط الأنابيب، والصدمات الضغطية المستمرة طويلة الأمد تضعف جدران الأنابيب والمفاصل، مما يؤدي إلى مشاكل بما في ذلك عمر افتراضي أقصر وتكاليف صيانة أعلى؛

أظهرت العديد من الدراسات النظرية وبعض التطبيقات العملية سهولة إحداث مطرقة مائية شديدة الضرر، وهي الأخطر على خط الأنابيب، عندما يحتوي خط أنابيب إمداد المياه المضغوط على كمية كبيرة من الغاز. سيؤدي الاستخدام طويل الأمد إلى تقليل عمر الجدار، وجعله أكثر هشاشة، وزيادة فقدان الماء، وقد يؤدي إلى انفجار الأنبوب.

تُعدّ مشكلة عادم الأنابيب السبب الرئيسي لتسرب مياه الشرب في المناطق الحضرية. يجب تنظيف قاع الأنبوب، ويُعدّ صمام العادم القابل للفتح الحل الأمثل. يُلبي صمام العادم الديناميكي عالي السرعة الآن هذه المتطلبات.

تتطلب الغلايات، ومكيفات الهواء، وأنابيب النفط والغاز، وأنابيب إمدادات المياه والصرف الصحي، ونقل الملاط لمسافات طويلة، صمام العادم، وهو جزء مساعد أساسي في نظام الأنابيب. يُركّب هذا الصمام غالبًا على ارتفاعات عالية أو بزاوية معينة لتفريغ الأنابيب من الغاز الزائد، وزيادة كفاءتها، وخفض استهلاك الطاقة.

أنواع مختلفة من صمامات العادم

تبلغ نسبة الهواء المذاب في الماء عادةً حوالي 2% من حيث الحجم. يُطرد الهواء باستمرار من الماء أثناء عملية التوصيل، ويتجمع عند أعلى نقطة في خط الأنابيب مُشكلاً جيوبًا هوائية (AIR POCKET)، مما يُصعّب توصيل الماء، وبالتالي قد يُسبب انخفاضًا في سعة توصيل الماء في النظام بنسبة تتراوح بين 5% و15%. الغرض الرئيسي من صمام العادم الصغير هذا هو التخلص من نسبة 2% من الهواء المذاب، ويمكن تركيبه في المباني الشاهقة، وخطوط أنابيب التصنيع، ومحطات الضخ الصغيرة، لحماية أو تحسين كفاءة توصيل الماء في النظام، وتوفير الطاقة.

يتميز صمام العادم الصغير أحادي الذراع (SIMPLE LEVER TYPE) بشكل بيضاوي. يُستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ 304S.S في جميع المكونات الداخلية، بما في ذلك العوامات والرافعات وإطارات الرافعات وقواعد الصمامات. في الداخل، تُستخدم معايير فتحة العادم بقياس 1/16 بوصة. إعدادات ضغط التشغيل المناسبة له تصل إلى PN25.