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引水工程的管道上排氣閥安裝要求 |
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| 詳細(xì)介紹 | ||||||||||||||||
之前介紹JIS日標(biāo)不銹鋼截止閥標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在介紹引水工程的管道上排氣閥安裝要求前兩個(gè)功能是由大孔徑“出氣和進(jìn)氣”閥來完成的。第三個(gè)功能是用小孔徑“排氣”閥來實(shí)現(xiàn)。“組合空氣閥“結(jié)合了多個(gè)孔口于一體來完成所有三個(gè)功能，兩種空氣閥可以被定制組合。采用標(biāo)準(zhǔn)單體配置是不合適的。美國(guó)水工協(xié)會(huì)手冊(cè)M51提供了清水和污水管道應(yīng)用中選擇、定位和安裝空氣閥的詳細(xì)指南。本文提出了適用于大多數(shù)原水和供水管道的一些簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，可以顯著降低此類管道的設(shè)計(jì)費(fèi)用，而不會(huì)影響主管道的完整性。排氣閥是長(zhǎng)距離輸水管道安全的重要防護(hù)設(shè)備.通過對(duì)比分析傳統(tǒng)浮球式排氣閥和氣缸式恒速緩沖排氣閥的,指出傳統(tǒng)浮球式排氣閥普遍存在的技術(shù)缺陷,認(rèn)為氣缸式恒速 引水工程的管道上排氣閥安裝要求空氣閥有三個(gè)功能：
管道排水時(shí)（或爆管時(shí)）允許空氣置換水（進(jìn)氣）， 排出管道運(yùn)行夾帶的空氣（排氣）。 空氣閥放在哪里？ 一般來說，在管道點(diǎn)上放置大孔“出氣和進(jìn)氣”閥，這些位置在管道運(yùn)行期間通常是空氣收集點(diǎn)，因此在那里也應(yīng)該設(shè)置一個(gè)小孔“排氣”閥。在可能產(chǎn)生負(fù)壓的地方也要設(shè)置大孔徑“出氣和進(jìn)氣”閥，比如管道陡峭下坡的高點(diǎn)，在這里還需要進(jìn)行壓力瞬變的分析計(jì)算。在水力坡度線HGL（Hydraulic Grade Line）附近設(shè)置這些空氣閥時(shí)需要十分小心，管道壓力的波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致HGL附近的水位接近這些空氣閥的高度，引起這些閥門迅速、猛烈地打開和關(guān)閉。如果這些位置需要安裝空氣閥時(shí)則應(yīng)考慮這種情況，將這些條件考慮到大孔徑“出氣和進(jìn)氣”閥的設(shè)計(jì)中，或者在大孔徑“出氣和進(jìn)氣”閥下面增加一個(gè)中心導(dǎo)向止回閥，包括重力通風(fēng)口。大孔徑“出氣和進(jìn)氣”閥的另一個(gè)候選位置是管道隔離閥的一側(cè) 小孔“排氣”閥應(yīng)位于高點(diǎn)，并且平坦長(zhǎng)坡上規(guī)定間隔不超過500m長(zhǎng)，因?yàn)檫@些位置隨時(shí)都處在欠壓狀態(tài)，在這里安裝一個(gè)單體小孔閥就足夠了（如果高度上升很小）。但是大多數(shù)小孔閥位置將與大孔徑“排氣和進(jìn)氣”閥重合，因此下面提出的方法假設(shè)需要首先確定空氣閥的位置和尺寸。在直徑較大的原水主管中留有許多可進(jìn)入管道的人孔，必須認(rèn)識(shí)到這些豎向人孔是一個(gè)空氣收集器，所以空氣閥應(yīng)該被安裝在頂部，或者管道上每個(gè)人孔的頂部都設(shè)置這個(gè)空氣閥。
步驟1：確定主空氣閥的出氣量 如果管道是泵系統(tǒng)的一部分，當(dāng)泵關(guān)閉時(shí)，管道內(nèi)的這部分水會(huì)重力流排放，泵起動(dòng)時(shí)要替換的空氣體積可能比初始充水時(shí)要大。在這種情況下，需以每秒立方體積的泵流量，檢查這個(gè)未充滿區(qū)域排氣閥參數(shù)。（同樣的方法可用于確定泵站空氣閥的尺寸。）
步驟2：檢查主閥進(jìn)氣尺寸 上海申弘閥門有限公司主營(yíng)閥門有：截止閥,電動(dòng)截止閥當(dāng)管道內(nèi)的水排放時(shí)，管道必須進(jìn)氣以替換排水空間。這種排水通常是卸壓閥打開，或者是其它規(guī)范中包括的管道意外破裂的情況，在地震活躍的地區(qū)，管道突然斷裂的情況應(yīng)該包含在現(xiàn)實(shí)的設(shè)計(jì)規(guī)范中。在大多數(shù)情況下，檢查出水一側(cè)的空氣閥是否有能力在重力流下進(jìn)氣，可以用下公式進(jìn)行簡(jiǎn)單的近似計(jì)算： 其中： C =謝才系數(shù)，（鐵管110，混凝土管120，鋼管130，PVC管190） Q =出水流量=進(jìn)氣流量，m3/h S =相鄰管段的坡度 說明：在謝才，海澄威廉和達(dá)西公式中，S是指水力坡度線的坡度，而不是管道坡度。對(duì)于斜率較大的坡度，水力坡度線和管道坡度差別很大，在重力流進(jìn)氣流量圖表中，S大值為1（45o）。 D =管道排氣閥內(nèi)徑，mm 用流量Q來檢查步驟1中的空氣閥尺寸。為了讓空氣進(jìn)入管道，進(jìn)氣速度受到空氣聲速的限制，而且隨壓力和溫度的變化而變化，大壓力值約為48 kPa（0.5kgf/cm2）。簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)起見，請(qǐng)查看制造廠家的圖表，以35 kPa的壓差對(duì)應(yīng)進(jìn)氣量，如果數(shù)值大于步驟1中選用的空氣閥，請(qǐng)考慮減小出水口的尺寸。如果管道穿過河流發(fā)生故障，或者可以被重力排入蓄水池，或者穿過活動(dòng)斷裂帶潛在地發(fā)生剪切破壞，則應(yīng)考慮使用上述等式中的管徑D來確定真空釋放的旁路空氣閥。在這種情況下，如果的空氣閥尺寸大于200mm或甚至250mm，請(qǐng)使用多個(gè)空氣閥，以避免定制非標(biāo)（即使已編目）空氣閥。多個(gè)空氣閥的替代方案是使用其它導(dǎo)向止回閥定向進(jìn)氣，在這種情況下，這種閥只有一個(gè)功能，只進(jìn)氣不排氣。 步驟3：排氣閥尺寸 夾帶在水中的空氣會(huì)隨著壓力的降低和溫度的升高而從溶液中排出，解決每個(gè)問題不能省錢，小孔排氣閥尺寸是壓力下管道空氣排出的關(guān)鍵，而不是主閥體的尺寸，孔徑尺寸是壓力釋放空氣體積的基礎(chǔ)，確定這一點(diǎn)有兩種簡(jiǎn)單的方法。P41X型輸水管道進(jìn)排氣閥適用于工作介質(zhì)為水的管路上，以提高輸送水設(shè)備的效率和保護(hù)管道不致變形破裂，是管道的*之設(shè)備。快速排氣閥是用于壓力輸送水管道的排氣。
2.特點(diǎn) ◆介質(zhì)：清水 種方法是預(yù)設(shè)在高點(diǎn)排出的空氣量是管道中水量的2%，這種方法沒有考慮閥之間的間距或閥之間的壓力差。通過管道截面積乘以流速來確定每分鐘內(nèi)流動(dòng)的水量，其中的2%可以被認(rèn)為是設(shè)計(jì)排氣量。 第二種方法需要花一些時(shí)間，假設(shè)沿整個(gè)管道長(zhǎng)度上溫度升高，以此確定從液體中排出的空氣量，甚至可以在每個(gè)排氣閥位置確定該值，一個(gè)普遍的假設(shè)是每公里溫度上升0.35oC。該方法需要對(duì)壓力溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行外推，有時(shí)結(jié)果可能不比上述2%假設(shè)更準(zhǔn)確。如果您有足夠的設(shè)計(jì)時(shí)間可以繼續(xù)計(jì)算。 使用同類空氣閥廠家的產(chǎn)品樣本可以找到一個(gè)標(biāo)有“”小孔尺寸表“的圖表，查找排氣量并與工作（非試驗(yàn)壓力）壓力進(jìn)行比較，然后選擇小孔尺寸和匹配的空氣閥尺寸。需要注意的是，廠家為了控制裝配和庫(kù)存成本會(huì)限制組合閥小孔排氣的規(guī)格數(shù)量。因此，每個(gè)管道空氣閥站位置都需要重新選擇每個(gè)廠家的閥體和小孔口尺寸。另外，我們通常是在大設(shè)計(jì)條件下設(shè)計(jì)管道，在這種情況下選擇的小孔口尺寸在一般條件較低流速下將會(huì)太大，建議采用空氣閥的小孔徑尺寸。如果在管道運(yùn)行中排氣相當(dāng)恒定，可以采用更大的空氣閥來替換，可以給出一個(gè)管道站位置排氣流量和壓力設(shè)計(jì)參數(shù)的表格，通過步驟1和2確定閥體尺寸。上述內(nèi)容為大多數(shù)原水和供水管道提出了一些空氣閥的簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，，在不影響管道完整性的前提下可以顯著降低這種安裝和設(shè)計(jì)耗費(fèi)。首先，對(duì)管道業(yè)主的維修人員來說，他們不希望儲(chǔ)備和修理許多尺寸和類型的空氣閥，考慮到管道的運(yùn)行狀況可能永遠(yuǎn)都不會(huì)達(dá)到終的設(shè)計(jì)條件，因此建議如下：
2. 每米管道直徑對(duì)應(yīng)的主空氣閥直徑為83mm。 3. 都使用“組合式空氣閥”。 4. 市場(chǎng)上小孔徑的小孔排氣閥。 5. 僅使用有現(xiàn)貨的空氣閥尺寸。
如前所述，人孔比任何其他類型的出口收集的空氣都要多得多，因此，應(yīng)在任何緊鄰垂直出口的地方設(shè)置排氣閥。如果需要方便進(jìn)入管道，在空氣閥組和人孔法蘭（或隔離閥）之間可以安裝溝槽卡箍連接器或其他易于拆卸的管道連接器。 當(dāng)然，如果設(shè)計(jì)中考慮到了管道的全部操作，那么空氣閥組件將會(huì)按預(yù)期工作。設(shè)計(jì)工程師通常按照可以預(yù)見的“”或負(fù)荷條件設(shè)計(jì)管道，但幾乎沒有任何管道會(huì)在情況下運(yùn)行，而包括排氣閥在內(nèi)的附件通常也被設(shè)計(jì)用于管道預(yù)計(jì)的操作極限，多年的操作遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)負(fù)荷可能會(huì)導(dǎo)致空氣閥運(yùn)行失效，當(dāng)然，如果真正需要在條件下運(yùn)行，它們也將無法動(dòng)作。替代方案是根據(jù)一段時(shí)間的運(yùn)行參數(shù)再計(jì)算用于運(yùn)行工況的連接（接管）的尺寸，確定近期正常運(yùn)行工況下更小的排氣閥。當(dāng)工況穩(wěn)定時(shí)可更換和小空氣閥連接的法蘭。本產(chǎn)品主要用于自來水、引水工程的管道上能使管道內(nèi)的氣體排出。 管道設(shè)計(jì)詳圖上需要確定空氣閥的具體位置，通常會(huì)在豎向彎管圖紙上的彎管豎向拐點(diǎn)（VPI）上示出空氣閥的位置，許多設(shè)計(jì)人員會(huì)注意到彎管這里會(huì)產(chǎn)生大量的氣泡，在豎向彎管簡(jiǎn)圖上一般將接管放在高點(diǎn)，考慮這樣安裝方便，但VPI要靠其下面一些，氣泡會(huì)被帶到管道下游，在該高點(diǎn)位置沒有氣泡形成的可能性。用類似下面這種縱斷面簡(jiǎn)圖來重新分析管道的豎向幾何形狀不僅可以簡(jiǎn)化管道形狀設(shè)計(jì)，而且可以減少空氣閥裝置安裝的數(shù)量。空氣閥安裝的建議和示意圖，使用圖6-5“帶排氣管的組合空氣閥井安裝示意圖“（第51頁(yè)）和圖6-6“具有防凍和防洪保護(hù)的閥井安裝示意圖”（第52頁(yè)）可能會(huì)導(dǎo)致在真空閥上方的通風(fēng)管內(nèi)積水，這些污染的水會(huì)在水錘或其它真空情況下被吸進(jìn)管道，進(jìn)而影響到水質(zhì)。對(duì)于飲用水管道，在不會(huì)被淹沒的位置通過更仔細(xì)地定位進(jìn)氣/排氣閥來避免這種情況的發(fā)生，類似于圖6-3的安裝示意圖。一種替代方案是重新設(shè)計(jì)分析管道剖面，在易發(fā)生洪澇的地方不要安裝空氣閥。飲用水管道的另一種設(shè)計(jì)方法是安裝手動(dòng)閥門，維修人員可操作這些閥門以避免意外的交叉污染造成的任何飲水安全問題。
結(jié)論 上述討論并未涉及到可能影響管道空氣閥設(shè)計(jì)的所有條件，特別是處于異常的流態(tài)情況。對(duì)于上述建議，設(shè)計(jì)人員還需參照AWWA M51設(shè)計(jì)手冊(cè)和廠家的技術(shù)要求。然而，本文旨在幫助設(shè)計(jì)人員減少普通輸水管道的設(shè)計(jì)工作，在任何情況下，建議進(jìn)行工程評(píng)估。與本文相關(guān)的產(chǎn)品有不銹鋼波紋管密封安全閥 |
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