שסתום קו מים קבוע הוא שסתום דיאפרגמה השולט על מפלס הנוזל באמצעות שסתום פיילוט- המופעל. הוא משמש בעיקר במערכות אספקת מים לוויסות אוטומטי של מיכלי מים, מגדלים ובריכות. השסתום מורכב משסתום ראשי, שסתום טייס ומצף. כאשר מפלס הנוזל מגיע לגובה שנקבע, שסתום הפיילוט המופעל-נסגר, והשסתום הראשי מכבה את משאבת המים. כאשר מפלס הנוזל יורד, שסתום הפיילוט המופעל-נפתח, והשסתום הראשי פותח את משאבת המים. שסתומי בקרת מפלס מונעים ביעילות פטיש מים, מגנים על מערכות צינורות וכוללים בקרת מפלס מדויקת, חסינות להפרעות בלחץ מים והתקנה גמישה. המדיום הרלוונטי הוא מים נקיים, ולחץ העבודה הוא בדרך כלל 0.6 MPa עד 2.5 MPa. החומרים הנפוצים בשימוש כוללים ברזל יצוק אפור, ברזל רקיע ופלדת אל חלד.
עקרון עבודה
שסתום בקרת הרמה משתמש במבנה דיאפרגמה, השולט בפתיחה וסגירה של השסתום באמצעות הפרש הלחץ בין החדר העליון והתחתון:
כאשר מפלס המים עולה לגובה שנקבע: שסתום הטייס המצוף נסגר, הלחץ בתא העליון עולה, הסרעפת נעה כלפי מטה, סוגרת את השסתום הראשי ומפסיקה את אספקת המים.
כאשר מפלס המים יורד מתחת לגובה שנקבע: שסתום הטייס המצוף נפתח, הלחץ בתא העליון יורד, והלחץ בתא התחתון דוחף את הסרעפת כלפי מעלה, פותח את השסתום הראשי ומחזיר את אספקת המים.
תכונות מבניות
שסתום ראשי: מורכב מגוף שסתום, מכסה שסתום, דיסק שסתום וכו', עם דיאפרגמה פנימית המחלקת את גוף השסתום לחדרים עליונים ותחתונים.
שסתום טייס צף: מזהה שינויים במפלס המים באמצעות מצוף ושולט על הלחץ בתא העליון דרך שסתום טייס.
צף: עולה ויורד עם מפלס המים, משדר אותות לשסתום הטייס באמצעות מנגנון הצמדה.
דיאפרגמה: עשויה מניילון או גומי מחוזק במיוחד, המפרידה בין החדרים העליונים והתחתונים, העיוות שלה מתאים את הפרש הלחצים כדי להשיג פתיחה וסגירה של שסתומים.
התקן איטום: טבעות איטום גומי או מתכת מבטיחות שאין דליפה כאשר השסתום סגור.
פרמטרים טכניים
קוטר נומינלי: DN40 מ"מ עד DN600 מ"מ, המכסה את מפרטי הצינור הנפוצים.
לחץ נומינלי: 0.6MPa עד 4.0MPa, התאמה לדרישות לחץ מערכת שונות.
טמפרטורה ישימה: פחות או שווה ל-80 מעלות (חלק מהדגמים יכולים להגיע ל-120 מעלות), מתאים למערכות מים חמים וסביבה.
דיוק בקרה: שגיאה ברמת הנוזל פחות מ-5 ס"מ או שווה ל-±5 ס"מ, חלק מהדגמים הגבוהים-יכולים להגיע ל-±2%, ועומדים בדרישות הבקרה הגבוהות של-הדיוק.
עיצוב נגד-סתימת אוויר: שסתום אוורור אוורור אוטומטי מותקן בנקודה הגבוהה ביותר של רשת הצינורות כדי למנוע סתימת אוויר להשפיע על ביצועי השסתומים.
יישומים
אספקת מים וניקוז בניינים: שמירה על מפלסי מים קבועים במיכלי מים ביתיים ומכלי מים לכיבוי אש- כדי להבטיח פעולה יציבה של מערכת אספקת המים.
השקיה חקלאית: בקרת מפלס המים בבריכות השקיה או מיכלי אגירה כדי להבטיח תפעול יציב של מערכת ההשקיה ושיפור יעילות ניצול משאבי המים.
טיפול במים תעשייתיים: ויסות מפלס המים במגדלי קירור, מיכלי נטרול, מיכלי שיקוע וכו', להבטחת זרימת תהליך יציבה.
מערכת כיבוי אש: מבטיחה שמפלס המים בבריכות אש או מיכלי מים מוגבהים עומד בדרישות כיבוי אש, מכבה אוטומטית את אספקת המים הביתית בזמן שריפה ומבטיחה אספקת מים לכיבוי אש.-
תכונות מים לנוף: שומר על מפלס המים של אגמים מלאכותיים, מזרקות ומאפייני מים אחרים בנוף כדי לשמר את המשיכה האסתטית שלהם.
יתרונות ומגבלות
יתרונות:
התאמה אוטומטית: אין צורך בהתערבות ידנית; מזהה את מפלס המים בזמן אמת ומתכווננת אוטומטית, ומגבירה את האוטומציה של המערכת.
יעילות אנרגטית: אינו דורש חשמל חיצוני (כגון חשמל או גז); מסתמך אך ורק על ציפה, ומפחית את עלויות התפעול.
מבנה פשוט: שיעור כשל נמוך, תחזוקה קלה ועלות כוללת נמוכה.
אמינות גבוהה: הצמדה מכנית, לא מושפעת מהפסקות חשמל או כשלים באספקת גז, ניתנת להתאמה גבוהה.
יכולת הסתגלות גבוהה: מתאים למדיות שונות כגון מים נקיים, ביוב ושפכים תעשייתיים, העונים על הצרכים של תנאי הפעלה שונים.
מגבלות:
דיוק התאמה מוגבל: בהשוואה לשסתומי בקרה חשמליים ופנאומטיים-בדיוק גבוה, דיוק ההתאמה נמוך יחסית.
איכות המים משפיעה על ביצועי השסתום: דיאפרגמות ורכיבים אלסטיים אחרים נמצאים במגע מתמיד עם מים. איכות מים ירודה עלולה להוביל לקורוזיה ואבנית, וכתוצאה מכך לירידה בביצועי השסתום ולקיצור תוחלת החיים.
מהירות תגובה איטית: מכיוון שעיוות הסרעפת ותנועת ליבת השסתום דורשים זמן, מהירות התגובה של השסתום איטית יחסית. במצבים עם שינויים מהירים במפלס המים, ייתכן שלא ניתן יהיה לבצע התאמות בזמן.
שיקולי בחירה
קוטר נומינלי: בחר שסתום עם קוטר נומינלי מתאים בהתבסס על קצב זרימת הכניסה של מיכל המים או הבריכה ומפרטי הצינור כדי להבטיח שהשסתום עומד בדרישות הזרימה של המערכת.
לחץ הפעלה: שקול את לחץ הפעולה המרבי של המערכת ובחר שסתום המסוגל לעמוד בלחץ זה. הלחץ הנומינלי של השסתום צריך לעלות על לחץ הפעולה המרבי של המערכת כדי להבטיח פעולה בטוחה.
טווח בקרת מפלס מים: בחר שסתום עם טווח בקרת מפלס מים מתאים בהתאם לדרישות התכנון של מיכל המים או הבריכה. ניתן להגדיר את ערך בקרת מפלס המים של השסתום על ידי התאמת מוט הוויסות, אך זה חיוני כדי להבטיח שטווח ההתאמה עונה על הצרכים בפועל.
מאפייני מדיה: הבן את הטמפרטורה, ה-pH, תכולת הטומאה ומאפיינים אחרים של המדיום לבחירת גוף השסתום, הסרעפת וחומרי ליבת השסתום המתאימים לדרישות המדיום. לדוגמה, עבור מערכות מים המכילות חומר קורוזיבי, יש לבחור גופי שסתומים מנירוסטה עמידים בפני קורוזיה ודיאפרגמות גומי.
הסמכת איכות: בחר מוצרים בעלי אישורי איכות רלוונטיים, כגון תעודות הסמכה למוצר שהונפקו על ידי מינהל המדינה לפיקוח איכות, פיקוח והסגר. אישור איכות מבטיח כי איכות המוצר וביצועיו עומדים בתקנים ובמפרטים לאומיים.
התקנה ותחזוקה
דרישות התקנה:
עקוב אחר העיקרון של זרימת מדיה חד-כיוונית במהלך ההתקנה, וודא שהחץ על גוף השסתום הראשי מתיישר עם כיוון הזרימה של מערכת הצנרת.
פרוס את שסתומי הבקרה ההידראוליים בצורה רציונלית, תוך הבטחת מקום מספיק לניהול, תפעול, התקנה ותחזוקה.
בעת התקנת שסתומים אופקית, מכסה השסתום והגבעול צריכים לפנות כלפי מעלה; בעת התקנה אנכית, מכסה השסתום והגבעול צריכים לפנות כלפי חוץ.
לפני ההתקנה יש לבצע בדיקת חוזק ואטימות. לחץ הבדיקה צריך להיות פי 1.5 מהלחץ הנומינלי, שיימשך לפחות 3 דקות, ולא אמורה להיות דליפה ממשטחי האיטום של המעטפת, האריזה ודיסק השסתומים.
תחזוקה וטיפול:
בדיקה חודשית של המצוף, מוט החיבור, ליבת השסתום והאטמים לאיתור נזק או חסימה.
נקה פסולת מהציף ומכל המים כדי למנוע סתימה; נקה באופן קבוע פסולת שנלכדה על ידי המסנן מסוג Y-.
יש לשמן באופן קבוע חלקים נעים כגון מוט החיבור וגזע השסתום.
החל ציפוי נגד-חלודה על גוף השסתום כדי להאריך את חיי השירות שלו.
מלאו או רוקנו מים באיטיות, תוך התבוננות האם מפלס המים מתייצב ליד הערך שנקבע; התאם את אורך הציפה והמוט המחבר או את פתח ליבת השסתום כדי לייעל את מהירות התגובה; לאחר סגירת השסתום, בדוק אם יש נזילות.
תקן מפעל שסתום קו מים
