Menu

Zawory wodociągowe odpowietrzające

Wstęp

 

Odpowietrzniki umieszcza się w najwyższych punktach sieci wodociągowej. Ich celem jest usuwanie powietrza nagromadzonego w sieci tak podczas jej napełniania wodą, jak i w czasie eksploatacji. Konstrukcja odpowietrzników dzieli tę armaturę na:

- zawory odpowietrzające, służące tylko do usuwania powietrza z sieci

- zawory odpowietrzająco-napowietrzające, służące do automatycznego odpowietrzania i napowietrzania sieci

 

Powietrze w sieci wodociągowej

 

Sieć wodociągowa stanowi obiekt zamknięty, ciśnieniowy. Układana jest na stałej głębokości, zależnej od warunków klimatycznych w danej miejscowości (głębokości stref przemarzania gruntu), równolegle do poziomu terenu. W miejscach wzniesień sieć ma najwyżej położone punkty, w obniżeniach terenu - najniższe rzędne. W czasie napełniania lub opróżniania sieci z wody w najwyżej położonych punktach wykonywane jest odpowiednio odpowietrzanie lub napowietrzanie. Warto w tym momencie zauważyć, że nie da się nigdy w krótkim czasie całkowicie usunąć powietrza z rur. Zawsze pewna jego część pozostanie, nawet w postaci dużych pęcherzy zalegających w różnych zakamarkach rur i armatury sieciowej. To, jak duża to będzie ilość, zależy od szybkości i czasu odpowietrzania.

Obecność powietrza w wodzie wodociągowej to nie tylko efekt błędnego jego usuwania na etapie napełniania rur wodą. Powietrze pojawia się też wszędzie tam, gdzie występuje lokalny spadek ciśnienia do poziomu ciśnienia atmosferycznego lub nawet podciśnienie (np. pompy zasysające z niższego poziomu). Woda wodociągowa zawiera też w sobie powietrze rozpuszczone, którego ilość zależy od jej temperatury i ciśnienia. Im niższa temperatura i im wyższe ciśnienie, tym większą ilość powietrza rozpuszczonego może zawierać woda. Wzrost temperatury, lub spadek ciśnienia prowadzi w takim wypadku do wydzielania się fazy gazowej. 

Powietrze w sieci rurociągów jest zjawiskiem niepożądanym. W szczególności powoduje:

- wzrost hałasu

- spadek wydajności pomp, tym samym wzrost ich zapotrzebowania na energię

- przyspieszone zużycie elementów pompy i wirnika (złe chłodzenie, kawitacja)

- utrudniony przepływ wody w miejscach korków powietrznych

- wzrost zagrożenia korozją  

siecwo160.jpg

Rys. Wpływ korków powietrznych na przepływ wody w rurociągu. HL - wysokość oporów przepływu związana z korkiem. (rys. www.poradnikprojektanta.pl)

 

Korek powietrzny stanowi realny opór dla przepływającej wody, który w danym momencie musi pokonać pompa obiegowa. Sytuację tą pokazuje powyższy rysunek.

Powietrze w sieci może w niektórych przypadkach być pożyteczne. Dzieje się tak w przypadku awarii, np. pęknięcia rurociągu, gdy szybko wypływająca woda, przy braku powietrza może powodować podciśnienie w sieci. Zawór dwu- lub trójfunkcyjny doprowadza wtedy do sieci wystarczającą ilość powietrza, by to zjawisko ograniczyć

 

Generalnie armatura ta, w zależności od konstrukcji, może pełnić w sieci trzy funkcje:

- odprowadzanie małych ilości powietrza pod ciśnieniem roboczym
- odprowadzanie dużych ilości powietrza
- doprowadzanie dużych ilości powietrza

 

Gdzie należy instalować zawory odpowietrzająco-napowietrzające?

Powietrza w sieci należy się spodziewać zawsze w najwyższych jej punktach, oraz wszędzie tam, gdzie występuje lokalny spadek ciśnienia a wody. Na rysunku poniżej firma Hawle wskazuje takie miejsca.

siecwo161.jpg

Rys. Zalecane miejsca montażu armatury odpowietrzająco-napowietrzającej (rys. Hawle)

 

a) w każdym najwyższym punkcie sieci
b) w każdym lokalnym najwyższym punkcie
c) na długich wznoszących się lub opadających trasach rurociągów (zaleca się zabudowę zaworów w odstępach co ok. 800 m)
d) za pompami i przed miejscami dławienia przepływu

e) zalecane miejsce montażu zaworu napowietrzającego za armaturą szybkozamykającą się (zabezpieczenie przed pęknięciem rury - RBS)

 

Budowa i Podział

siecwo162.jpgsiecwo163.jpg

Rys. Przykładowa armatura odpowietrzającą wodociągowa firmy HAWLE

 

siecwo164.jpg

Ryc. Zawór  VENTEX (PAM)

siecwo165.jpg

Rys. Budowa zaworu Ventex.

siecwo166.jpg

siecwo167.jpg

 

Zawory wodociągowe odwietrzające wykonywane są z reguły z żeliwa sferoidalnego. Posiadają elementy zamykające pływakowe w postaci kul lub innych opływowych kształtów, wulkanizowanych gumą. Przy normalnej pracy sieci kula uniesiona jest do góry i dokładnie przylega do siedziska zaworu. Pojawienie się powierza powoduje opadnięcie kuli i usunięcie fazy gazowej do atmosfery. Zawory usuwające tylko małe ilości powietrza pod ciśnieniem pracy sieci mają zawsze jeden pływak. Zawory usuwające małe i duże ilości powietrza, mogą posiadać dwa osobne pływaki. Wlot powietrza często posiada zabepieczenie  przed owadami w postaci siatki lub perforowanej blachy. 

 

Generalnie armaturę tę można podzielić na   

 

Ze względu na ilość funkcji:

- jednofunkcyjne- tylko do odpowietrzania

- dwufunkcyjne - do odpowietrzania i napowietrzania sieci

 Ze względu na sposób montażu 

- do zabudowy podziemnej

- do zabudowy nadziemnej

Ze względu za stopień odpowietrzania

- jednostopniowe

- dwustopniowe, na małe i duże odpowietrzanie (przykładowa zasada działania poniżej)

siecwo168.jpg

Rs. Zawór dwustopniowy z jednym pływakiem.

siecwo169.jpg

Rys. Zawór dwustopniowy z dwoma pływakami (dodatkowym zaworem roboczym na małe odpowietrzanie)

 

- trzystopniowe, na małe i duże odpowietrzanie, a także odpowietrzanie z dużą prędkością przez mały otwór. Poniżej przykładowy zawór trzystopniowy 9842 firmy Hawle

siecwo170.jpg

Rys. Zasada działania zaworu trzystopniowego z cylindrycznym pływakiem (HAWLE)

siecwo171.jpg

 

Zasady montażu zaworów odpowietrzających

 

Transport - powinien być dokonywany w skrzyniach lub kartonach, zabezpieczonych przed przemieszczaniem aby chronić armaturę przed uszkodzeniami mechanicznymi

Montaż- powinien sie odbywać  w najwyższych punktach sieci, w miejscach łatwo dostępnych, umożliwiających konserwację. Zawory należy montować na trójnikach lub opaskach, w pozycji pionowej.

Przed przystąpieniem do montażu zaworu należy:
- starannie przepłukać rurociąg pozbawiając medium części stałych których obecność
mogłaby uniemożliwić właściwą prace zaworu,
- sprawdzić czystość wnętrza zaworu oraz czołowych powierzchni przyłączy.

 

Rys. Schemat zabudowy zaworu odpowietrzającego.

(rys. HAWLE)

 

 

siecwo172.jpgsiecwo173.jpgsiecwo174.jpg

Rys. Sposoby montażu zaworów. Od lewej - na trójniku, na trójniku z użyciem kołnierza redukcyjnego, z dodatkowym zaworem odcinającym (opcja przy braku możliwości odcięcia wody na sieci) (rys. PAM)

 

Średnica nominalna przewodu przyłączeniowego powinna być możliwie duża i odpowiadać co najmniej
średnicy zaworu. Przewód ten musi przebiegać pionowo od rurociągu do zaworu. Również średnica
poprzedzającej armatury odcinającej musi mieć średnicę co najmniej równą średnicy zaworu napowietrzająco-odpowietrzającego. Takie, odpowiednio duże zwymiarowanie przewodu doprowadzającego do zaworu jest celowe, ponieważ powietrze, które wraz z wodą wniknęło do głównego rurociągu, może się zbierać w tym przewodzie, a następnie jest odprowadzane przez zawór.

 

Według przepisów DVGW W 334 (schematyczny rysunek poglądowy powyżej). „Dla rurociągów mniejszych od DN 600 wymagane jest wykonanie odpowiednio zwymiarowanego króćca odpowietrzającego (wieżyczki). Jeżeli nie ma innych zaleceń, można uznać króciec odpowietrzający jako odpowiedni, jeżeli jego wysokość odpowiada średnicy rurociągu, a przekrój równy jest około 1/2 przekroju rurociągu. Potrzebna jest również armatura odcinająca (3), a także trójnik z zabudowanym zaworem napowietrzająco-odpowietrzającym i bocznym odejściem z zaworem odcinającym (2) do ręcznego napowietrzania i odpowietrzania oraz redukcji ciśnienia przed rozpoczęciem prac konserwacyjnych przy zaworze napowietrzająco-odpowietrzającym.
Armatura odcinająca (3) umożliwia montaż i demontaż zaworu napowietrzająco-odpowietrzającego, jak również
odpowietrznika ręcznego, bez przerwy w eksploatacji rurociągu. Możliwe jest również sprawdzenie działania, pływaka, a także odpowietrznika ręcznego przy zamkniętej głównej armaturze odcinającej.” Podczas kontroli ciśnienia
armatura odcinająca musi pozostawać zamknięta.

 

Montaż w studzience

 

To z reguły najpowszechniej stosowane rozwiązanie. Studzienka taka musi posiadać odpowiedniej wielkości otwór dla swobodnego odpływu, lub napływu powietrza. Przy małych średnicach rurociągu mogą wystarczyć otwory we włazie, ale jest to  ryzykowne rozwiązanie. Łatwo o ich zanieczyszczenie ziemią, liśćmi. Bezpieczniej jest wykonać w studni osobny otwór zabezpieczony siatką przed owadami. Przy większych średnicach rurociągu, lub braku możliwości wykonania otworu nawiewno-wywiewnego, wykonuje sie tzw. kolumnę rozprężną obok studzienki.

siecwo175.jpg

Rys. zawór odpowietrzająco-napowietrzający w studzience (rys. www.wodkany.pl)

 

Studzienka powinna posiadać też możliwość odprowadzania porwanej przez powietrze wody, w postaci drenażu w dnie.

 

Zabudowa w skrzynce ulicznej

 

Montaż w studzience, oprócz niewątpliwych zalet, ma też wady. Każdorazowe schodzenie po stopniach złazowych grozi upadkiem. Poziom tlenu w studzienkach jest też ograniczony, przed zejściem należy je wietrzyć. Przy mniejszych średnicach rurociągów wystarczającym rozwiązaniem jest wykonanie odpowietrzenia w skrzynce ulicznej. Wymaga to zastosowania zaworu z kolumną

siecwo176.jpg   siecwo177.jpg

Rys. Zespół odpowietrzająco-napowietrzający HAWLE.

siecwo178.jpg

W firmie HAWLE dostępny jest zespół odpowietrzająco-napowietrzający z kolumną wykonana ze stali nierdzewnej. Zespół może być mocowany nadziemnie i podziemnie. W tym drugim przypadku można wykorzystać systemową skrzynkę uliczną z betonowym pierścieniem odciążającym. W czasie napełniania rurociągu wodą lub jego opróżniania właz do skrzynki powinien być otwarty. Przy pracy ciśnieniowej rurociągu, usuwanie niewielkich ilości powietrza odbywa się przez otwory wykonane we włazie.

Wymiary robocze pokazano na rysunku.

 

Rys. Montaż zespołu odpowietrzająco- napowietrzającego HAWLE.

 

Zaleca się wykonanie sączka żwirowego sięgającego aż do poziomu rurociągu.

 

Izolacja

 W przypadku zaworów zabudowanych bezpośrednio na głównym rurociągu zachodzi znikome niebezpieczeństwo zamarzania, ponieważ znajdująca się w zaworze woda zostaje ogrzana przez wodę przepływającą w głównym rurociągu. Jeżeli zachodzi przypadek, gdy zawór musi być zamontowany obok głównego rurociągu, występuje niebezpieczeństwo przemarzania. W takim przypadku zarówno przewód przyłączeniowy, jak i sam zawór musi zostać zaizolowany. Zespół można chronić przed mrozem za pomocą wprowadzenia do rury osłonowej w połowie jej wysokości, odpowiednio wyciętego pierścienia z materiału izolacyjnego o grubości 4-6 cm z otworem centralnym i otworkami bocznymi (patrz szkic „a”). Pierścień ten nie może być jednak zbyt szczelny, aby nie ograniczał napowietrzania i odpowietrzania (wykonać ok. 10 otworów o średnicy 10 mm). Zawór w studzience może zostać zabezpieczony przed mrozem przez wyłożenie ścian i stropu studzienki materiałem izolacyjnym
(patrz szkic „b”).

siecwo179.jpg

Rys. Sposób izolowania zaworów przy zabudowie a) bezpośrednio w gruncie obok rurociągu, b) w studzience (opis w tekście) Rys. HAWLE

 

Konserwacja

 

Zawory powinny być poddawane okresowemu serwisowi w celu sprawdzenia ich czystości i drożności. Serwis taki powinien być wykonywany nie rzadziej, niż raz na rok.

 

(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});