Selezione della valvola di rilascio dell'aria: Tipi, dimensionamento e posizionamento

L'aria nelle condutture pressurizzate riduce l'alesaggio disponibile, crea una pressione differenziale che innesca false letture sulla strumentazione di flusso e pressione, accelera la corrosione interna e, nelle condutture di risalita delle pompe, avvia la separazione della colonna che produce eventi di sovratensione molto più gravi dell'intervento della pompa stessa. Le valvole di rilascio dell'aria rimuovono l'aria intrappolata durante e dopo la messa in servizio e rilasciano le sacche d'aria che si accumulano nel tempo nei punti alti. Se si sceglie il tipo sbagliato o si posiziona una valvola in modo errato, non si riuscirà a rimuovere l'aria o si provocherà l'aumento di pressione che era stata installata per evitare.

I tre tipi: cinetico, automatico e combinato.

Una valvola di rilascio dell'aria cinetica (di tipo a orifizio grande) è progettata per un unico scopo: rilasciare i grandi volumi d'aria spostati durante il riempimento della conduttura. L'orifizio è abbastanza grande da far passare l'aria alle velocità che si verificano quando una conduttura viene riempita a velocità normale. Quando l'acqua arriva alla valvola, il galleggiante a sfera sale e chiude l'orifizio. Le valvole cinetiche non sono adatte al servizio continuo: non possono rilasciare le piccole quantità di aria intrappolata che si raccolgono nei punti alti durante il normale funzionamento in pressione.

Una valvola di rilascio dell'aria automatica (a piccolo orifizio) rilascia le piccole bolle d'aria intrappolate che si raccolgono nei punti alti durante il normale funzionamento pressurizzato. Il galleggiante si trova al di sotto del corpo, trattenuto da un meccanismo a leva. Quando una bolla d'aria si accumula sulla valvola, la ridotta galleggiabilità consente alla leva di aprire un piccolo orifizio ad ago attraverso il quale l'aria fuoriesce. L'orifizio è troppo piccolo per far passare un flusso significativo se la valvola viene inavvertitamente immersa in una camera allagata.

Una valvola di rilascio dell'aria combinata incorpora un grande orifizio cinetico e un piccolo orifizio automatico in un unico corpo. È la scelta standard per la maggior parte delle installazioni di distribuzione idrica e di risalita: gestisce le operazioni di riempimento e fornisce un rilascio continuo dell'aria durante il normale servizio in pressione. Le due funzioni sono alloggiate in modo indipendente e nessuna influenza il funzionamento dell'altra.

Modelli anti-shock

Le valvole combinate standard chiudono bruscamente l'orifizio cinetico quando arriva il fronte d'acqua. Nelle condutture a riempimento rapido o quando l'aria viene espulsa ad alta pressione, il fronte d'acqua arriva alla valvola a una velocità significativa. La chiusura istantanea crea un picco di pressione, in quanto la velocità della colonna d'acqua in arrivo viene arrestata.

Le valvole combinate anti-shock includono un meccanismo ad ago regolabile nel circuito dell'orifizio cinetico che controlla la velocità di chiusura dell'orifizio all'avvicinarsi dell'acqua. La chiusura controllata nell'ultima parte della corsa del galleggiante riduce la pressione d'impatto a livelli che la conduttura può sopportare senza danni.

Le valvole anti-shock sono necessarie sulle reti di risalita delle pompe e sulle reti di distribuzione ad alta pressione, dove i tassi di riempimento sono elevati. Sulle reti a gravità a bassa pressione che si riempiono lentamente, una valvola combinata standard è solitamente adeguata. In caso di incertezza, specifichi l'anti-shock: il premio di costo è piccolo rispetto alle conseguenze di un picco di pressione durante la messa in servizio.

Posizionamento sul profilo della conduttura

Ogni punto alto del profilo della condotta richiede una valvola di rilascio dell'aria combinata. L'aria migra naturalmente verso i punti alti durante il funzionamento, e qualsiasi punto alto non ventilato accumulerà una sacca che limita il flusso e può avviare la separazione della colonna durante la decelerazione della pompa.

Su lunghe tratte orizzontali senza punti alti, installi valvole combinate a intervalli di 500-800 metri. Le bolle d'aria che si formano durante il funzionamento, altrimenti migrano verso il punto alto più vicino e non possono passare attraverso i raccordi intermedi: alla fine si raggruppano in sacche che influiscono sulle prestazioni idrauliche.

Sulle reti di risalita delle pompe, una valvola cinetica o combinata dovrebbe essere installata anche sulla mandata della pompa, immediatamente a valle della valvola di controllo o di non ritorno della pompa. Durante l'avvio della pompa, la colonna sopra la pompa è spesso parzialmente piena d'aria; la rapida espulsione di quest'aria prima che il fronte d'acqua raggiunga le valvole intermedie evita picchi di pressione più avanti nel profilo.

Eviti di installare valvole di rilascio dell'aria in camere che si allagano regolarmente. Un corpo della valvola sommerso impedisce al galleggiante di chiudersi correttamente e può consentire il drenaggio della tubatura durante i periodi di spegnimento della pompa, introducendo il rischio di contaminazione e consentendo all'aria di rientrare nella conduttura.

Dimensionamento

Per le valvole combinate di rilascio dell'aria sulle reti di distribuzione idrica, dimensionare l'orifizio cinetico in base alla velocità di riempimento prevista: in genere da 0,3 a 1,0 m/s di velocità di riempimento nella rete. La maggior parte delle valvole combinate per le reti idriche sono disponibili con dimensioni del corpo da DN50 a DN100, che coprono questo intervallo per le reti da DN100 a DN600.

Il sottodimensionamento dell'orifizio cinetico produce una contropressione durante il riempimento che rallenta la velocità di riempimento e, nei casi più gravi, impedisce il riempimento completo. Il sovradimensionamento aumenta il rischio di slam alla chiusura. Le tabelle del produttore sulla velocità di riempimento per le dimensioni specifiche del corpo valvola e i diametri del tubo devono essere utilizzate per la selezione finale, piuttosto che per le regole generali.

Applicazioni per le acque reflue e di scarico

Le valvole di rilascio dell'aria standard sono del tutto inadatte alle condotte di risalita delle acque reflue. I piccoli orifizi della camera automatica si bloccano in pochi giorni in presenza di acque reflue, e il materiale fibroso si accumula su qualsiasi superficie interna che offra una sporgenza. Una valvola di rilascio dell'aria bloccata su una conduttura fognaria non fornisce alcuna protezione contro le sovratensioni e crea un rischio di contaminazione, poiché le acque reflue risalgono nel corpo della valvola.

Le valvole di rilascio dell'aria specifiche per le acque reflue utilizzano orifizi ampi e non ostruiti, dimensionati per evitare l'accumulo di solidi, galleggianti a sfera resistenti alla corrosione con superfici lisce che non trattengono il materiale fibroso e materiali del corpo che resistono all'ambiente chimico delle acque reflue grezze.

Sono disponibili tre tipi che corrispondono ai tre compiti standard: cinetico per il riempimento, antiurto per la protezione dalle sovratensioni e combinato per le installazioni di risalita di uso generale. Specifichi i design specifici per le acque reflue per qualsiasi applicazione in cui il fluido contiene solidi sospesi, oli, grassi o materiale fibroso, compresi gli effluenti della lavorazione alimentare, le acque meteoriche con contenuto organico e tutte le condotte di risalita delle acque reflue, indipendentemente dalla pulizia apparente.