エアリリースバルブガイド：動作原理、種類、サイズ、取り付け方法

送水ラインが静かに容量を失ったり、ポンプが作動したり、始動直後に継手に亀裂が入ったりする場合、通常は高いところに空気の問題が隠れています。空気は充填やメンテナンス中にパイプラインに入ります。また、運転中に圧力が低下したり温度が上昇したりすると、溶液からも空気が出てきます。未処理のまま蓄積されたポケットは、使用可能なボアを縮小し、水頭損失を増加させ、メーター、ジョイント、およびポンプコンポーネントに損傷を与える圧力サージを引き起こします。エアリリースバルブは、標準的な低コストの解決策です。コンパクトな全自動装置で、オペレータの注意を必要とせずに集められた空気を排出し、組み合わせ設計では、パイプに真空の脅威が生じた場合に空気を戻します。このガイドでは、メカニズムがどのように機能するか、3 つのバルブ タイプのどれがお客様の任務に適合するか、デバイスがプロファイル上のどこに属するか、実際にラインを保護するかどうかを決定するサイズと取り付けの詳細について説明します。

エアリリースバルブの仕組み

メカニズムは意図的にシンプルになっています。中空の本体、フロート、上部の小さなオリフィスです。通常の動作では、本体内の水がフロートの浮力を保ち、シール要素をオリフィスに押し付けて、フルライン圧力に対してバルブを閉じた状態に保ちます。空気が溜まると本体上部に集まり、水面を押し下げます。フロートが追随し、シールが開き、水が上昇してフロートが元に戻るまで、閉じ込められた空気が排出されます。外部電源、パイロット信号、オペレーター入力はありません。このバルブは純粋に浮力に反応するため、他のバルブと同じファミリーに分類されます。 自動作動バルブ ソリューション 制御システムが停止している場合でも動作し続けます。

重要なのは境界の 1 つです。エアリリースバルブは取り付けポイントに溜まった空気のみを排出します。流れに乗って移動する小さな気泡を捕捉できないため、空気を大量に混入したシステムでは、空気分離器、より優れたポンプ吸引設計、またはより遅い充填手順も必要になる場合があります。

エアバルブの主な 3 種類

メーカーはエアバルブを 3 つの機能タイプに分類しています。間違ったものを選択することは最も一般的な選択ミスであるため、職務を明確に分離することは有益です。

エア抜きバルブ（小オリフィス）

小オリフィスバージョンは連続ワーカーです。作動圧力では密閉状態を維持し、フロートを下げるのに十分な空気が集まった場合にのみ亀裂が開きます。そのため、サイジングの課題は、作動圧力での空気の蓄積率に合わせて通気能力を調整することです。

エア・バキュームバルブ（大オリフィス）

大きなオリフィス バージョンはパイプラインのダイナミクスに対応します。充填中に空気を急速に排出し、排出または圧力降下中にも同じ速度で空気を流入させ、真空の崩壊やカラムの分離を防ぎます。ただし、水がフロートを閉じると、通常の動作中に再形成される小さなポケットにはほとんど影響しません。

コンビネーションエアバルブ

両方のメカニズムが単一の本体内に存在します。送水本管とポンプ場では、一時的および継続的な空気管理が別々に行われることはほとんどないため、これがデフォルトの推奨事項です。

閉じ込められた空気による実際のコスト

閉じ込められた空気は見た目の問題ではありません。損失は光熱費やメンテナンス記録に直接現れ、静かに増大します。

• 容量と損失水頭: 高い位置にあるポケットによりパイプの有効直径が減少するため、ポンプは同じ流量に対してより多くの揚程を供給する必要があります。
• サージおよびウォーターハンマー: ポケットが突然緩んだり、カラムの分離中に崩壊したりすると、圧力スパイクが発生し、フィッティングに亀裂が入り、メーターが損傷します。
• 測定エラー: 流量計を通過する空気により、測定値、プロセス制御、および請求が歪みます。
• 腐食: 酸素が豊富なポケットは、まさにエアバルブが取り付けられるべき箇所で内部腐食を加速させます。

パイプライン上のエアバルブが属する場所

配置は習慣ではなく、パイプラインのプロファイルに従います。目的は、空気が自然に集まる場所の排気ポイントです。これは、パイプの頂部が動水勾配の近くを走っているすべての高い地点と長い区間を意味します。

• プロファイルに沿ったすべての重要な高点または頂上で
• 長い上り坂で、水中練習では通常 500 ～ 800 m 間隔で、直径と勾配に合わせて調整されます。
• 長い水平または水平に近い走行では、通常 1 ～ 2 km ごと
• 高所の後の長い下り坂では、真空を制限するために空気を入れる必要があります。
• 放出された空気が溜まりやすい、調節弁、流量計、配管の絞りのすぐ上流
• ポンプステーションの吐出ヘッダー、通常は空気および真空または組み合わせバルブとして

これらの間隔は、上水サービスの計画の経験則です。最終的なレイアウトは、実際のプロファイルおよび充填手順と照らし合わせてチェックする必要があります。

実際のサイジングと選択

オリフィスのサイジングは 2 つの質問から始まります。充填中にどのくらいの空気を残す必要があるか、もう 1 つは作動圧力でどのくらいの量を連続的に排出する必要があるかです。充填空気量はパイプの直径と充填速度に応じて変化しますが、連続排気能力はオリフィス全体で利用可能な差圧に依存します。信頼できるメーカーは両方の条件の空気容量曲線を公開しているため、仕様ではパイプのサイズだけに依存するのではなく、実際の圧力でのそれらの曲線を参照する必要があります。

次に圧力クラスと接続が続きます。本体はパイプラインのフランジ規格と定格に一致する必要があります。多くの産業プロジェクトでは、これは圧力温度定格をチェックすることを意味します。 ASME B16.34 一方、大規模な送水本管は通常、エアバルブの設計とテストに関して AWWA C512 に従います。サイズが適切であっても、フランジの評価が過小評価されているバルブでも、漏れが発生するのを待っています。

最後に、バルブをメディアに合わせます。廃水および汚泥サービスには、より大きなフロート、動的逆洗、および特大のオリフィスを備えた詰まり防止設計が必要です。寒冷地での屋外設置には凍結防止が必要で、激しい水にはステンレス製の内部が必要です。

エアバルブと他のラインの調整

エアバルブは、その絶縁と同じくらい役に立ちます。標準的な方法では、ラインを排出することなく装置を検査または交換できるように、エアバルブ接続部の直下に遮断バルブを取り付けることになっており、この用途にはコンパクトなフランジ付きボールバルブが通常選択されます。

手動二方フランジ型ボールバルブ 耐噴出ステムと調整可能な PTFE パッキンを備えたフランジ付き二方ボール バルブで、ステンレスおよび二相合金で提供されます。これはエアバルブの下に取り付けられる標準的な遮断バルブであり、ラインを排出せずにデバイスの保守を行うことができます。 製品を見る→

ポンプ場では、エアバルブが他の保護機能と並行して機能します。吐出側のスイングチェックバルブは、ポンプ停止時の逆流と衝撃を防ぎ、エアバルブと真空バルブが同じ過渡状態の真空側をカバーします。 1 つのサージ シナリオに対して 2 つを一緒に指定することで、ステーションをシステムとして保護し続けることができます。

H44H スイングチェックバルブ STL硬化処理ディスクとシートシールにより逆流を阻止する自動スイング逆止弁です。ポンプの吐出時には、ポンプ停止時の逆流やスラムを防止し、同じサージ過渡現象に対して空気バルブと真空バルブを補完します。 製品を見る→

空気の問題は、ラインが計装されるときにも目に見える問題になります。疑わしい最高点またはポンプ吐出口にある圧力トランスミッタは、エアバルブが吸収している過渡現象を記録し、ライン内の空気に関する漠然とした苦情をバルブレイアウトを正当化するデータ、または改訂されたデータに変換します。

FDP3000 単結晶シリコンスマートトランスミッター 4 ～ 20mA HART 出力、高い長期安定性、雷保護機能を備えたスマート圧力トランスミッタ。疑わしい高所またはポンプ吐出口に設置され、エアバルブが吸収する過渡現象を記録し、空気に関する苦情をデータに変換します。 製品を見る→

6 項目の仕様チェックリスト

注文書に署名する前に、次の 6 つのチェックを実行してください。

1. 重要な主管およびポンプステーションにはコンビネーションバルブをお勧めします。
2. 実際の使用圧力におけるメーカーの曲線から空気の排出量と吸気量を確認してください。
3. フランジの規格、圧力クラス、および材料をパイプラインの仕様に合わせます。
4. 廃水、汚泥、またはその他の汚れたサービスには、詰まり防止設計を選択してください。
5. すべてのエアバルブの下に遮断バルブを設置し、さらにサージリスクが実際にある場合にはアンチスラム装置を設置します。
6. 定期的なフロートとシートの検査のために安全なアクセスを確認してください。

エアリリースバルブは静かに稼動します。ディスプレイ、アクチュエータ、アラームはありません。季節のあらゆる充填、排水、圧力過渡現象を通じてフロートがその役割を果たしているだけです。それらをパイプ継手ではなくエンジニアリングコンポーネントとして扱うことは、保護されたパイプラインと、毎年夏に不思議なことに容量が失われるパイプラインを区別するものです。アイソレーションボールバルブ、チェックバルブ、コントロールバルブ、空気の問題を測定可能にする圧力計器などの周囲のハードウェアも必要な場合、単一のバルブパートナーから調達することで、システム全体で圧力クラスと材料の一貫性を保つことができます。 バッテンバルブグループ は、要求の厳しい業界全体でプロジェクト レベルのバルブ供給の経験を持ち、水処理、化学、および一般プロセス サービス向けにこれらのカテゴリを提供しています。