灌漑システムにエアベント/真空リリーフが必要な理由

灌漑システムにエアベント/真空リリーフが必要な理由

 

灌漑システムを計画するとき、私たちは一般的に空気について考えませんが、それは気になることです。3つの主な懸念事項は次のとおりです。

  1. パイプラインが水でいっぱいでないとき、それらは空気でいっぱいです。水がラインを満たすときに、この空気を排出する必要があります。
  2. 灌漑システムの通常の操作中に、溶解した空気が泡の形で水から放出されます。
  3. システムのシャットダウン時に、十分な空気がラインに導入されていない場合、パイプラインから水が排出されるため、真空状態が発生する可能性があります。

これらの問題はすべて、エアベントと真空逃し弁を適切に設置することで解決できます。これにより、灌漑システムの重要なコンポーネントへの損傷を防ぐことができます。

私たちは、灌漑パイプラインの空気と真空に関連する問題を説明するために最善を尽くします。さまざまなタイプのバルブ:自動(連続)エアリリースバルブ、エア/バキュームリリーフバルブ、およびエア/バキュームリリーフとエアリリースの組み合わせバルブ。そしてこれらの逃し弁の適切な配置。

 

加圧パイプラインに閉じ込められた空気

 

空気はどのようにしてパイプラインに入りますか?

ほとんどの灌漑システムでは、システムが使用されていないとき、パイプラインは空気でいっぱいです。灌漑システムがシャットダウンすると、ほとんどの水がエミッターまたは取り付けた可能性のある自動排水バルブから排出され、空気に置き換えられます。さらに、ポンプはシステムに空気を導入する可能性があります。最後に、水自体には体積で約2%の空気が含まれています。溶存空気は、システム内の温度または圧力の変化に伴って小さな気泡の形で出てきます。乱流と水の速度は溶存空気を増加させます。

 

 

閉じ込められた空気はシステムにどのように影響しますか?

水は空気の800倍の密度になる可能性があるため、システムが満たされると、閉じ込められた空気が圧縮され、高い位置に蓄積して、損傷を引き起こす可能性のあるエアポケットを形成します。空気の蓄積が突然除去されると、ウォーターハンマーと呼ばれる水のサージを引き起こす可能性があり、パイプ、フィッティング、およびコンポーネントに損傷を与える可能性があります。ポンプのデッドヘッディングは別の問題です。これは、流体の流れが停止し、ポンプのインペラが回転し続け、流体の温度がポンプに損傷を与える可能性のあるレベルまで上昇した場合に発生します。キャビテーションによる腐食も懸念事項です。キャビテーションとは、液体中に気泡やボイドが形成されることであり、それらが崩壊すると小さな衝撃波が発生し、パイプの壁やコンポーネントに損傷を与える可能性があります。閉じ込められた空気は、非常に低圧のシステムや、エアポケットが解放されない場合に流れを制限または停止する可能性がある長い配管状況で特に一般的です。

 

閉じ込められた空気を防ぐための解決策は何ですか?

何よりもまず、システムの特定のポイントにエアリリーフまたはリリースバルブを取り付けることです。これらは、自動逃し弁、さらには消火栓または手動操作弁にすることができます。次に、レイアウトのハイポイントまたはピークを可能な限り最小化します。水の速度によって気泡が高い位置に押し出されることに注意してください。特に低圧設計では、それに応じてシステムを計画してください。ポンプを使用する場合は、水で空気を吸い上げるのを防ぐために、吸込口を水位より十分に低くしてください。

 

真空状態

 

真空状態とは何ですか?

真空は完全に物質のない空間として定義されます。真空状態は、周囲の空間から物質を取り除き、空間内でそれを置き換えるものがない場合に発生します。そのため、パイプから水が排出され、同じ速度で空気を引き込んで交換できない場合は、真空状態が発生し、パイプが崩壊する可能性があります。

 

真空状態を防ぐ方法。

灌漑システム内の特定の場所に真空逃し弁を設置します。この状況では、空気取り入れ口の量は、パイプから排出される水の量に等しく置き換わります。バキュームリリーフはまた、エミッターからの汚れや破片の吸引を防ぎ、エミッターの目詰まりを減らします。

 

エアバルブ

 

次のタイプのエアバルブは、灌漑パイプラインに空気を自動的に出し入れするハイドロメカニカルコンポーネントです。これら3つのバルブはすべて通常は開いているバルブであり、多くの場合、システムが加圧されると開いたオリフィスをシールし、内圧が大気圧に達すると低下して空気をシステムに戻すフロートボールタイプのデバイスが含まれています。

 

自動(連続)エアリリースバルブ

このタイプのエアバルブには小さなオリフィスがあり、システムが加圧されて大きな空気/真空ベントが閉じられた後も、少量の空気を放出し続けます。小さなオリフィスサイズは、通常、真空の形成を防ぐためにシャットダウン時に十分な空気を取り込むのに十分ではありません。

 

エアリリース/バキュームリリーフバルブ

このタイプのバルブは、キネティックエアバルブ、ラージオリフィスエアバルブ、バキュームブレーカ、さらにはエアリリーフバルブと呼ばれることもあります。これらは、パイプラインが充填または加圧されている間に大量の空気を排出し、ラインが排水または減圧されているときにシステムに空気を戻します。ただし、動作中に形成される小さな残留エアポケットを解放することはできません。下の画像は、空気/真空バルブのプロセスを示しています。

  1. システムが水で満たされるときのエアベント。
  2. システムが満杯で加圧され、水がバルブを満たし、ベントを閉じます。
  3. システムのシャットダウン時に、減圧によりフロートが低下し、システムに空気が引き込まれ、真空状態が防止されます。

 

 

エア/バキュームリリーフとエアリリースバルブの組み合わせ

名前が示すように、このバルブはダブルオリフィスバルブとも呼ばれ、1つのユニットで他の2つのバルブの役割を果たします。必要に応じて大量の空気を出し入れし、運転中に少量の空気を継続的に放出します。空気/真空バルブの組み合わせは、他のタイプの代わりに使用できます。

こちらのエア/バキュームリリーフバルブのセレクションをご覧ください。

 

配置

 

エアバルブは、システムの高い位置に配置された水道本管と送電線で使用されます。ドリップラインの横方向の端で;急な斜面の前後など、勾配の変化時。長い水平方向の実行で;多くの場合、遮断または遮断弁の前後。深井戸ポンプの吐出側。空気が上昇するため、通気孔を高い位置に設置することが重要です。前述のように、水の速度によって空気が最も高い位置に押し出されます。計画は難しいように思われるかもしれませんが、灌漑システムを効率的に運用するには、適切な配置が不可欠です。

適切なインストールも非常に重要です。バルブは直立方向にのみ設置する必要があります。通常の設置は、バルブ入口と同じサイズのパイプライザーの上部にあります。多くの場合、メンテナンスを容易にするために、下に遮断(遮断)バルブが取り付けられています。

 

バルブサイズ

 

バルブサイズをパイプサイズに一致させることは、最小のエアベント/真空リリーフのための標準的な推奨事項です。1インチ以下のパイプを備えた小規模な農場または住宅所有者の灌漑システムのほとんどでは、パイプのサイズに合わせて、½インチから1インチのエアバルブで十分です。ほとんどのメーカーは、2インチ以上のパイプ直径には、最小2インチのバルブサイズが必要になることを推奨しています。

大規模または非常に複雑なシステムの場合、各アプリケーションのバルブの正しいサイズ、数量、および位置を決定するための計算は非常に難しい場合があります。より技術的な用途については、専門の灌漑設計者に連絡することをお勧めします。

 


投稿時間:2022年4月25日