Torrent 400Y: מגוף הצפה עתיר ביצועים להידראוליקה קיצונית

מגופי הצפה נדרשים לספק מגוון רחב של פונקציות—מ'פתוח-סגור' ועד ויסות לחץ מורד מדויק—לעיתים עם ספיקות גבוהות במיוחד ולחצי כניסה גבוהים הפועלים עליהם.

בעוד שעיצוב גוף מגוף הצפה מופעל דיאפרגמה הוא חשוב, עיצוב ובניית הדיאפרגמה של המגוף עצמם הם קריטיים ב:

1. היכולת של המגוף לעמוד בפני הכוחות הגדולים הנוצרים מהספיקה, ו
2. הפחתות לחץ גדולות אפשריות הפועלות על פני המגוף.

תכנון ה-400Y לביצועים חזקים

צוות ברמד בחן את האפשרות של תנאים הידראוליים קשים ותכנן את דגם 400Y כך שיוכל להתמודד בצורה מיטבית עם תנאים אלו. ברמד בחנה את מגוף הדיאפרגמה בתצורת Weir כנקודת מוצא לתכנון מגוף ה-Torrent 400Y. לאחר מכן, ברמד החליטה לנצל את היתרונות של עיצוב זה – פשטות, הכוללת שלושה רכיבים בלבד: מכסה המגוף, גוף המגוף ודיאפרגמת המגוף – ולמזער את החסרונות של העיצוב, שהם דיאפרגמה בעובי יחיד, לא נתמכת, האוטמת על תושבת Weir קטנה.

הצוות בברמד בחן בקפידה את כל רכיבי ה-Torrent 400Y להשגת ביצועים מיטביים בתנאי הידראוליקה קיצוניים של דרישה גבוהה.

הפתרון המשופר

הדיאפרגמה הגומית של Torrent 400Y מורכבת משני חלקים.

החלק העליון הוא דיאפרגמה גמישה מחוזקת בסיבים. החלק התחתון הוא סגר מוצק מחוזק בסיבים, שבתוכו מוטבע דיסק פלדה. הדיאפרגמה גם מאוזנת הידראולית ונתמכת היקפית על ידי גוף המגוף כדי למנוע מתיחות בדיאפרגמה.

החלק העליון של הדיאפרגמה

החלק העליון הדק, המחוזק בבד, מורכב מדיאפרגמה מתגלגלת הנתמכת באופן רציף על ידי גוף המגוף.

המטרה העיקרית של סעיף זה היא לספק את רגישות הוויסות הנדרשת להשגת בקרת לחץ מדויקת במיוחד, תוך מתן יכולת סגירה בהפרש לחצים נמוך.

החלק התחתון של הדיאפרגמה

החלק התחתון של הדיאפרגמה הוא פקק מחוזק מוצק. הוא מתוכנן לעמוד בפני השפעת כוחות גבוהים שינסו למשוך את הדיאפרגמה לכיוון מורד, וכן לעמוד בפני כוחות שינסו לנפח את פני השטח הפנימיים של הדיאפרגמה כלפי חוץ עקב לחץ מתא הבקרה של המגוף.

בנוסף, הסגר תמיד נשאר במישור אחד, מה שמבטיח שהוא תמיד אוטם כנגד תושבת ה-360 מעלות המעובדת בגוף המגוף

המשמעות היא שתקבל דיאפרגמה עם חוזק היכן שנדרש ורגישות היכן שנדרש.

הבנת ההשפעה הפוטנציאלית של תנאים הידראוליים ברמה גבוהה

קיימים מספר מגופי הצפה מופעלי דיאפרגמה הזמינים כיום בשוק הכיבוי אש, המבוססים על תצורת Weir Type.

שסתום בתצורת Weir מורכב מדיאפרגמה בעובי אחיד וגוף שסתום בעל תושבת בצורת Weir, אליה נלחצת הדיאפרגמה לאטימה באמצעות לחץ תא הבקרה של השסתום.

במצבי ספיקה גבוהה או בתנאים של הפרשי לחצים גבוהים, המבנה המובנה של גוף מגוף ההצפה — בשילוב עם הדיאפרגמה בעובי יחיד — עלול להפריע לפעולת המגוף או לגרום לירידה בעמידות המגוף.

בנוסף, לדיאפרגמה יש שטח תמיכה קטן על גוף המגוף, המסייע לה להתנגד לכוחות הגדולים הגוררים את הדיאפרגמה לכיוון המורד כאשר ישנם ספיקות גבוהות ונפילות לחץ גדולות במגוף. כמו כן, כאשר יש לחץ גבוה בתא הבקרה של המגוף, קיימת אפשרות שהלחץ ירחיב את הדיאפרגמה, מה שבשילוב עם כוחות הגרירה עלול לגרום לבעיות באטימה ולעיוות הדיאפרגמה.

מה עלול לקרות למגופים אלה ביישומים עם דרישה קיצונית?

הבדיקות הבאות מדגימות מה עלול לקרות כאשר מגוף בתצורת Weir נתון לתנאים הידראוליים ברמה גבוהה.

בוצע ניסוי על מגוף הצפה מופעל סולנואיד בקוטר 150 מ"מ, מסוג Weir, אשר כלל גם פונקציית ויסות לחץ.

בדיקות אלו בוצעו לאחרונה במתקני הבדיקה של מפעל הייצור של ברמד בישראל.

המגוף נבדק בתנאים הידראוליים הבאים:

בדיקה דינמית:

• לחץ מעלה: 2000kPa
• לחץ ויסות מורד: 350kPa
• ספיקה: 120 ליטר לשנייה

בדיקה סטטית:

• 2000kPa בתא הבקרה של המגוף
• לחץ אפס במעלה הזרם
• לחץ מורד אפס

נוהל בדיקה:

הבדיקה כללה שני פרקי בדיקה דינמית בני שעה כל אחד, ולאחריהם חמישה ימי בדיקה סטטית, לפני בדיקה דינמית נוספת בת שעה.

הדיאפרגמה התדרדרה בהדרגה עד לכשל מלא בסיום הבדיקה הדינמית השלישית.

לחץ סטטי של 2000kPA מציג דפורמציה בדיאפרגמה

כשל דיאפרגמה

אודות תוצאות הבדיקה

חשוב לציין כי תוצאות אלו מבוססות על יצרן אחד בלבד ומדגישות את תוצאות הבדיקה בתנאים הידראוליים קשים במיוחד. אין בכוונתנו בשום שלב לרמוז כי מגופי הצפה בתצורת Weir אינם מתאימים לשימוש כאשר פועלים עליהם תנאים הידראוליים כלליים.

ברמד ביצעה סדרת בדיקות דומה על מגוף 400Y Torrent, ואף חשפה אותו למהירויות זרימה ולחצים גבוהים בהרבה מהמתואר לעיל. המגופים עברו את כל הבדיקות הללו כדי לעמוד בדרישות תנאי ההפעלה הקיצוניים.

כדי לצפות בפעולת ה-Torrent, צפה בסרטון הבא: