Efekt vodního rázu – Woltmanův průtokoměr – Woltmanův objemový vodoměr

Existuje mnoho opatření na ochranu před vodním rázem, ale v závislosti na možných příčinách vodního rázu by měla být přijata různá opatření.

1. Snížení průtoku vodovodního potrubí může do určité míry snížit tlak vodního rázu, ale tím se zvětší průměr vodovodního potrubí a zvýší se investice do projektu. Při instalaci vodovodního potrubí je třeba se co nejvíce vyhnout hrbům a prudkým změnám sklonu.

Zkraťte délku vodovodního potrubí, čím delší je potrubí, tím větší je hodnota hydraulického rázu při zastavení čerpadla. Nahraďte jednu čerpací stanici dvěma čerpacími stanicemi a obě čerpací stanice propojte sacími studnami.

Velikost vodního rázu při zastavení čerpadla souvisí hlavně s geometrickým spádem v čerpací stanici. Čím vyšší je geometrický spád, tím větší je vodní ráz při zastavení čerpadla. Proto by měla být zvolena přiměřená výška čerpadla podle aktuálních místních podmínek.

Po zastavení čerpadla v důsledku nehody je nutné čerpadlo po naplnění potrubí vodou za zpětným ventilem znovu spustit.

Při spouštění čerpadla neotevírejte úplně výstupní ventil čerpadla, jinak dojde k silnému hydraulickému rázu. V této situaci dochází na mnoha čerpacích stanicích nejčastěji k velkým nehodám s hydraulickým rázem.

Hydraulický ráz zastavovacího čerpadla

Takzvaný vodní ráz při zastavení čerpadla označuje jev vodního rázu, kdy tlak ve vodním čerpadle a výtlačném potrubí stoupá a klesá v důsledku náhlé změny průtoku, kdy se ventil otevírá a zastavuje v důsledku náhlého výpadku proudu nebo z jiných důvodů. Například porucha napájecího systému nebo elektrického zařízení, náhodná porucha čerpací jednotky atd. může způsobit otevření ventilu a zastavení odstředivého čerpadla, což má za následek zastavení čerpadla a vodní ráz.

Maximální tlak vodního rázu při zastavení čerpadla může dosáhnout 200 procent normálního pracovního tlaku a i vyššího, což může vést ke zničení potrubí a zařízení. Běžné havárie způsobují „tekoucí vodu“ a zastavení vody; vážné havárie vedou k zaplavení čerpací stanice, poškození zařízení a ničení konstrukcí, poškození nebo dokonce zranění.

Nastavení zařízení pro eliminaci vodního rázu

(1) Použití technologie regulace konstantním napětím

Pro řízení frekvenčního měniče a regulace otáček čerpadla je použit automatický řídicí systém PLC, který automaticky řídí provoz celého systému čerpací stanice vody. Vzhledem k tomu, že tlak ve vodovodní síti se neustále mění se změnou provozních podmínek, dochází při provozu systému často k podtlaku nebo přetlaku, což vede k poškození potrubí a zařízení. Je použit automatický řídicí systém PLC. Detekce tlaku, zpětnovazební řízení spouštění a zastavování vodního čerpadla a nastavení otáček, regulace průtoku a následné udržování tlaku na určité úrovni lze pomocí mikropočítačového řízení nastavit tlak přívodu vody do čerpadla, aby se udržel konstantní tlak přívodu vody, zabránilo se nadměrnému kolísání tlaku a tím se snížila možnost vzniku vodního rázu.

(2) Namontujte hydraulický tlumič.

Toto zařízení je navrženo především k prevenci vodního rázu při zastavení čerpadla. Obvykle se instaluje v blízkosti výstupního potrubí čerpadla. Využívá tlak v samotném potrubí jako hnací sílu k realizaci automatického nízkotlakého opatření, tj. když tlak v potrubí klesne pod nastavenou ochrannou hodnotu, výstup vody se automaticky otevře a voda se vypustí. Odlehčení tlaku slouží k vyrovnání tlaku v místním potrubí a k zabránění dopadu vodního rázu na zařízení a potrubí. Obecně lze eliminátory rozdělit na dva typy: mechanické a hydraulické. restartování.

(3) Na výstupní potrubí vodního čerpadla s velkým průměrem nainstalujte zpětný ventil s pomalým uzavíráním.

Může účinně eliminovat vodní ráz při zastavení čerpadla, ale kvůli zpětnému toku určitého množství vody při pohybu ventilu musí mít sací studna přepadové potrubí. Existují dva typy pomalu uzavíracích zpětných ventilů: typ s těžkým kladivem a typ s akumulací energie. Tento typ ventilu dokáže podle potřeby upravit dobu uzavírání ventilu v určitém rozsahu (pozor: řízení čerpadla). Ventil se obecně uzavře na 70 % až 80 % během 3–7 s po výpadku napájení a zbývajících 20 % až 30 % doby uzavírání se upravuje podle stavu čerpadla a potrubí, obvykle v rozmezí 10 až 30 s. Stojí za zmínku, že pokud je na potrubí hrb, který blokuje vodní ráz, je účinek pomalu uzavíracího zpětného ventilu velmi omezený.

(4) Instalace jednosměrné regulační věže tlaku

Je postavena v blízkosti čerpací stanice nebo na vhodném místě na potrubí a výška jednocestné vyrovnávací věže je nižší než tlak v potrubí. Pokud je tlak v potrubí nižší než hladina vody ve věži, regulační věž tlaku dodává vodu do potrubí, aby se zabránilo zhroucení vodního sloupce a překonalo se vodní ráz. Její snižující účinek na vodní rázy jiné než vodní rázy zastavující čerpadlo, jako je vodní ráz uzavírající ventil, je však omezený. Jednocestný ventil použitý v jednocestné regulační věži tlaku musí být navíc naprosto spolehlivý. Pokud ventil selže, může to způsobit silný vodní ráz.

(5) Na čerpací stanici nainstalujte obtokové potrubí (ventil).