Légbeszívó- légtelenítő szelepek működése és típusai – 2. rész

Megoldások légtelenítésre – 2.rész

Előző heti cikkünket folytatva, most rátérünk az eddig ismertetett jelenségek hatékony megoldását jelentő légtelenítő szelepekre. A szelepek működési elvük szerint több csoportra oszthatóak fel, melyről röviden az alábbiakban olvashat.

1. Automata légtelenítő szelep

Az automata légtelenítők folyadék-rendszerek nyomás alatti légtelenítésére szolgálnak. A működés közben felhalmozódó levegő folyamatos, nyomás alatti kiengedésével biztosítja a hatékonyabb folyadékszállítást (a bent maradó légbuborékok szűkítik az áramlási keresztmetszetet – v.ö: szivattyú energia költségek, energia hatékonyság). Az automata légtelenítő szelep jellemzője a kisebb méret és a korlátozott szállítási kapacitás.

12. ábra Automata légtelenítő szelep működése

2. Speciális automata légtelenítő szelepek

Az automata légtelenítő szelepek funkciójuknál és fizikai törvényszerűségeknél fogva relatíve kis keresztmetszetű (néhány mm²) kivezető nyílással rendelkeznek, mely eltömődésre érzékeny lehet, így több figyelmet igényel. Újabb fejlesztésű ferde ülékes, ún. gördülő tömítés („rolling seal”) elvű automata légtelenítő szelepek jelentősen nagyobb kiömlési keresztmetszettel rendelkeznek és a tömítés szelepüléken végzett gördülő mozgásból adódóan jobb öntisztulási jellemzőkkel bírnak, így kapacitás és megbízhatóság szempontjából optimális eszközök (13. ábra).

Amennyiben (pl. szivattyúház légtelenítésekor) a légbeszívás semmilyen mértékben nem megengedett, érdemes beépített visszacsapó szelepet tartalmazó Egyirányú (One way out) légtelenítő szelep típust választani.

13 ábra Golyós és gördülő tömítés elvű légtelenítők összehasonlítása

3. Dinamikus légbeszívó- légtelenítő szelep

A hálózat védelme érdekében (vákuum-törés, nyomáslengések), nagy mennyiségű levegő be- és kimozgatására alkalmas légbeszívó- légtelenítő szelep. A szükséges nagy kapacitás miatt nagy átömlő nyílással rendelkezik, az esetek nagy részében golyós úszós kialakítású.

14. ábra Dinamikus légbeszívó- légtelenítő szelep (golyós kivitel)

4. Kombinált légbeszívó- légtelenítő szelepek

A folyamatos, nyomás alatti légtelenítés értelemszerű igénye miatt a dinamikus működésű típusok helyett ma leginkább a 3 funkciós, ún. kombinált légtelenítő szelepek vannak használatban, ahol egy szeleptestben egyszerre van jelen a nagy szállítási kapacitású, dinamikus működés mellett az automatikus légtelenítési funkció is.

A kombinált légtelenítő szelepek nyomásesés (pl. hálózat leürülés, szivattyú leállás) esetén nagy keresztmetszeten, nagy mennyiségű levegő be- és kimozgatására képes légtelenítő szelepek (dinamikus funkció), melyek egyben biztosítják normál hálózati működés közben a nyomás alatti légtelenítést (automata légtelenítő szelep funkció).

15. ábra Dinamikus légtelenítő szelep + automata légtelenítő szelep = Kombinált légtelenítő szelep

Kombinált légtelenítő szelepekben is léteznek „gördülő tömítés” („rolling seal”) elvű típusok, itt az öntisztuló mechanizmus, megbízható, stabil működés mellett a könnyű karban tarthatóság, kis súly és kompakt méretek a legfontosabb jó tulajdonságok (16. ábra)

16. ábra Gördülő tömítés elvű légbeszívó- légtelenítő szelep

5. Csillapított zárású légbeszívó- légtelenítő szelepek (Non-slam)

Kombinált légbeszívó- légtelenítő szelepek rendkívül hatékony kiegészítője a Csillapított zárás (non-Slam) funkció, mely negatív nyomáshullám esetén lehetővé teszi szabad levegő beáramlását (dinamikus mód), viszont a kifelé áramló légáramlást egy, csak ebben az irányban aktív torlótárcsával visszafojtva – mintegy párna-hatás szerűen csillapítani lehet az esetlegesen létrejövő nyomáslengések hatását. A légtelenítő szelep emellett automata légtelenítési funkcióval is rendelkezik.

17. ábra Csillapított (Non-slam) kombinált légtelenítő szelep működése

6. Tehermentesítő légbeszívó- légtelenítő szelep

A légtelenítő szelepek legújabb generációja az ún. membrános vagy tehermentesítő légtelenítők. Ezek a típusok légbeszívás közben lényegében nominális (= csatlakozó átmérővel kvázi megegyező beömlő keresztmetszet, zavartalan áramlás) dinamikus rendszerű légbeszívó eszközként működnek, extrém magas kapacitással (Pl. egy DN80 légtelenítő szelep kapacitása 4m diffnyomáson: 2500 m³/h).

Ugyanakkor pilot szelep alkatrészük segítségével a nyomáshullám visszatérésekor automatikusan (és teljes, nyitott keresztmetszeten) leengedik a nyomáscsúcs jelentős részét. (A tehermentesítő légtelenítő szelepet vissza lehet drénelni a szívótérbe). Ez által a légtelenítő szelep gyakorlatilag „levágja” a visszatérő nyomáscsúcs felső élét, ily módon tehermentesítve a hálózatot.

Ez a működési mód azért sokkal hatékonyabb pl. egy biztonsági szelepnél, mert a csőhálózatokban a nyomáslengések nagyon gyorsan, sokszor többszörös hangsebességgel közlekednek, ez által mire egy hagyományos biztonsági szelep kinyit, a rendszert már rég jelentős sokk érte.

6. Légbeszívó- légtelenítő szelepek hatása – kísérletek

A különböző típusú légtelenítő szelepek hatásának vizsgálatát, illetve kialakításuk optimalizálását volt hivatott elvégezni a németországi Fraunhofer Intézet kísérletsorozata – egy kísérleti rendszeren vizsgálták védelem nélkül, illetve különböző kialakítású légbeszívó- légtelenítő szelepek használata esetén a hirtelen leálláskor létrejövő tranziens jelenségeket. Az eredmény önmagáért beszél (18. ábra).

(piros nyomásgörbe – védelem nélkül, a másik két görbe különböző pontokra felszerelt légbeszívó- légtelenítő szelepekkel)

18.ábra Kísérleti eredmények – Fraunhofer-intézet

7. Egyéb speciális kialakítású légtelenítő szelepek

Saját aknás légtelenítő szelepek: használatukkal megspórolható légtelenítő akna kiépítése – egyszerűbb kezelés és karban tartás Vizes és szennyvizes kivitelben, különböző hosszokban elérhetők.

Elárasztásvédelem: talajvíz- vagy belvízveszélyes helyeken ajánlott elárasztás ellen védett légtelenítő szelepeket használni; ezek megfelelő légtelenítési kapacitást biztosító, de vízzel való elárasztás esetén stabilan záró mechanizmussal zárják ki a szállított ivóvíz visszafertőződésének esélyét.

Fagyvédelem: fagyveszélynek kitett helyeken célszerű fagyvédelmi kittel felszerelt szelepet alkalmazni. Ezek az általában PUR anyagból készült speciális fagyvédő házak, melyek optimális védelmet nyújtanak az eszközöknek.