زنگ غواص (Diver’s Bell) چیست؟ روش اندازه‌گیری سطح آب در ایستگاه پمپاژ
کنترل دقیق سطح آب یکی از مهم‌ترین بخش‌های عملکرد ایستگاه‌های پمپاژ فاضلاب است. انتخاب روش مناسب برای اندازه‌گیری سطح مایع، علاوه بر کنترل صحیح روشن و خاموش شدن پمپ‌ها، در کاهش هزینه‌های نگهداری و افزایش قابلیت اطمینان سیستم نیز تأثیرگذار است.
یکی از روش‌های کاربردی برای این منظور، استفاده از زنگ غواص (Diver’s Bell) است. این روش در تابلوهای کنترل هوشمند PumpGuard برای اندازه‌گیری آنالوگ سطح آب مورد استفاده قرار می‌گیرد و امکان کنترل سطح بدون نیاز به پراب فشار غوطه‌ور 4 تا 20 میلی‌آمپر را فراهم می‌کند.
در این مقاله با نحوه عملکرد زنگ غواص، مزایای استفاده از آن، تجهیزات موردنیاز برای ساخت و نصب و همچنین تنظیم پارامترهای آن در PumpGuard آشنا می‌شویم.
زنگ غواص (Diver’s Bell) چیست؟
زنگ غواص (Diver’s Bell) در واقع یک محفظه استوانه‌ای یا لوله‌ای وارونه است که قسمت پایینی آن باز بوده و قسمت بالایی آن به وسیله یک شلنگ به سنسور فشار متصل می‌شود.
این تجهیز معمولاً از لوله‌های پلی‌پروپیلن (PP) یا لوله‌های پلاستیکی مشابه ساخته می‌شود و در داخل چاهک ایستگاه پمپاژ نصب می‌گردد.
با قرار گرفتن زنگ غواص در داخل چاهک، مقداری هوا درون آن محبوس می‌شود. با افزایش سطح آب، هوا فشرده شده و فشار ایجادشده از طریق شلنگ به سنسور فشار تابلو PumpGuard منتقل می‌شود.
از آنجا که میزان فشار با ارتفاع ستون آب ارتباط مستقیم دارد، تابلو کنترل می‌تواند سطح آب را به‌صورت پیوسته و آنالوگ اندازه‌گیری کند.
نحوه عملکرد زنگ غواص (Diver’s Bell) در ایستگاه پمپاژ
عملکرد این سیستم بر اساس تغییر فشار هوای محبوس در داخل زنگ غواص انجام می‌شود.
مراحل عملکرد به ترتیب زیر است:
- زنگ غواص (Diver’s Bell) در داخل چاهک پمپ و کمی بالاتر از حداقل سطح آب موردنظر نصب می‌شود.
- با افزایش سطح آب، آب در اطراف لوله بالا می‌آید و هوای داخل زنگ غواص تحت فشار قرار می‌گیرد.
- فشار هوای محبوس از طریق شلنگ به سنسور فشار PumpGuard منتقل می‌شود.
- سنسور فشار، مقدار فشار را اندازه‌گیری کرده و اطلاعات را در اختیار تابلو کنترل قرار می‌دهد.
- با افزایش سطح آب، فشار اندازه‌گیری‌شده نیز افزایش پیدا می‌کند و کنترلر بر اساس تنظیمات انجام‌شده، فرمان روشن یا خاموش شدن پمپ را صادر می‌کند.
به این ترتیب، PumpGuard می‌تواند بدون استفاده از پراب فشار غوطه‌ور، تغییرات سطح آب را به‌صورت آنالوگ تشخیص دهد.
مزایای اندازه‌گیری آنالوگ سطح آب با زنگ غواص
استفاده از زنگ غواص (Diver’s Bell) در مقایسه با روش‌های متداول کنترل سطح، مزایای متعددی دارد.
۱. هزینه ساخت و نصب پایین
برای ساخت این تجهیز به یک لوله پلاستیکی، درپوش، شلنگ و چند اتصال ساده نیاز است. بنابراین می‌توان با هزینه نسبتاً پایین، یک سیستم اندازه‌گیری سطح آنالوگ ایجاد کرد.
۲. قابلیت اطمینان بالا
در این روش، تجهیز اندازه‌گیری اصلی در داخل چاهک فاقد قطعات الکتریکی متحرک است. همین موضوع باعث می‌شود مشکلات مکانیکی رایج در برخی فلوترها، مانند گیرکردن یا اختلال در حرکت، وجود نداشته باشد.
۳. جلوگیری از ایجاد بوی نامطبوع
یکی از مزایای مهم اندازه‌گیری آنالوگ در سیستم PumpGuard، امکان مدیریت بهتر تخلیه چاهک است.
در سیستم‌های مبتنی بر فلوتر، کنترلر معمولاً تنها از رسیدن سطح آب به نقاط مشخص روشن و خاموش شدن اطلاع دارد. اما با اندازه‌گیری پیوسته سطح، امکان تشخیص تغییرات سطح آب در محدوده بین این نقاط فراهم می‌شود.
به همین دلیل می‌توان با استفاده از قابلیت ادامه کار پمپ پس از رسیدن به سطح خاموش (Overtravel)، چاهک را تا حد موردنظر تخلیه کرد و از باقی ماندن طولانی‌مدت فاضلاب و ایجاد بو جلوگیری نمود.
۴. نصب آسان و تنظیمات ساده
تغییر نقاط روشن و خاموش شدن پمپ و سایر تنظیمات مربوط به سطح آب، از طریق پارامترهای تابلو PumpGuard انجام می‌شود و نیازی به جابه‌جایی دستی فلوترها در داخل چاهک نیست.
تجهیزات موردنیاز برای ساخت زنگ غواص (Diver’s Bell)
یکی از ویژگی‌های این روش، سادگی ساخت آن با استفاده از قطعات رایج بازار است.
تجهیزات موردنیاز عبارت‌اند از:
- لوله PVC یا PP: با قطر ۵۰ یا ۷۵ میلی‌متر و ارتفاع تقریبی ۱۵۰ میلی‌متر
- درپوش لوله: برای بستن قسمت بالایی و ایجاد محل نصب اتصال عبوری
- شلنگ اتصال: با قطر داخلی حدود ۶ میلی‌متر و قطر خارجی حدود ۸ میلی‌متر
- اتصال عبوری (Bulkhead Fitting): برای اتصال شلنگ به زنگ غواص و تابلو
- بست نگهدارنده: برای تثبیت لوله به دیواره چاهک پمپ
شلنگ مورد استفاده باید انعطاف‌پذیری کافی داشته باشد، اما به‌راحتی دچار تاخوردگی (Kink) نشود؛ زیرا هرگونه انسداد در مسیر انتقال هوا می‌تواند عملکرد سیستم اندازه‌گیری را مختل کند.
نحوه ساخت و نصب زنگ غواص (Diver’s Bell)
ساخت زنگ غواص
برای ساخت این تجهیز، ابتدا لوله‌ای با قطر ۵۰ یا ۷۵ میلی‌متر و ارتفاع تقریبی ۱۵۰ میلی‌متر انتخاب می‌شود.
سپس درپوش مناسب برای قسمت بالایی لوله در نظر گرفته شده و سوراخی برای نصب اتصال عبوری (Bulkhead Fitting) روی آن ایجاد می‌شود.
اتصال عبوری باید به‌گونه‌ای نصب شود که امکان اتصال مطمئن شلنگ به محفظه فراهم گردد.
در نهایت، شلنگ به اتصال نصب‌شده متصل شده و زنگ غواص برای نصب در چاهک آماده می‌شود.
نصب زنگ غواص در چاهک پمپ
ارتفاع نصب زنگ غواص اهمیت زیادی دارد و باید با دقت انتخاب شود.
بر اساس دستورالعمل ارائه‌شده برای سیستم PumpGuard، انتهای پایینی لوله باید حدود ۱ تا ۳ سانتی‌متر بالاتر از حداقل سطح آب موردنظر در چاهک قرار گیرد.
این فاصله برای ورود هوای تازه به محفظه در زمان پایین آمدن سطح آب ضروری است. در غیر این صورت، هوای محبوس داخل زنگ به‌تدریج در آب حل می‌شود و اندازه‌گیری فشار با اختلال مواجه خواهد شد.
همچنین لازم است لوله با استفاده از بست یا نگهدارنده مناسب به دیواره چاهک متصل شود تا هنگام تغییر سطح آب جابه‌جا نشود.
[تصویر ۵: نحوه نصب زنگ غواص در داخل چاهک ایستگاه پمپاژ]
اتصال شلنگ به تابلو PumpGuard
پس از نصب زنگ غواص، یک سر شلنگ به اتصال بالایی آن و سر دیگر به اتصال عبوری نصب‌شده روی تابلو PumpGuard متصل می‌شود.
برای اتصال صحیح:
- شلنگ را روی رابط اتصال (Coupling) قرار دهید.
- از قرارگیری صحیح شلنگ روی رابط اطمینان حاصل کنید.
- مهره اتصال را محکم کنید تا مسیر انتقال هوا به‌درستی برقرار شود.
در این مرحله باید از باز بودن مسیر شلنگ و نبود هرگونه نشتی یا تاخوردگی اطمینان حاصل شود.
[تصویر ۶: نحوه اتصال شلنگ زنگ غواص به رابط تابلو PumpGuard]
نحوه تنظیم پارامترهای زنگ غواص در PumpGuard
پس از نصب مکانیکی، لازم است پارامترهای مربوط به اندازه‌گیری سطح آب در تابلو کنترل تنظیم شوند.
مهم‌ترین پارامترهای مورد استفاده عبارت‌اند از:
| پارامتر | عملکرد |
|---|---|
| PL1 | تعیین فشار مربوط به سطح خاموش شدن پمپ (OFF-Level) |
| PL2 | تعیین فشار مربوط به سطح روشن شدن پمپ اول (ON-Level) |
| PL3 | تعیین فشار مربوط به سطح هشدار (Alarm-Level) |
| PL4 | تعیین اختلاف سطح روشن شدن پمپ دوم نسبت به پمپ اول (Offset) |
| Ot | تعیین مدت‌زمان ادامه کار پمپ پس از رسیدن به سطح خاموش (Overtravel Duration) |
تنظیم سطح خاموش شدن (OFF-Level)
پارامتر PL1 برای تعیین فشار متناظر با سطح خاموش شدن پمپ استفاده می‌شود. این مقدار معمولاً در محدوده ۱ تا ۴ میلی‌بار تنظیم می‌شود و باید با توجه به ارتفاع نصب زنگ غواص و حداقل سطح موردنظر در چاهک انتخاب شود.
تنظیم سطح روشن شدن (ON-Level)
پارامتر PL2 فشار متناظر با سطح روشن شدن پمپ اول را مشخص می‌کند.
با رسیدن فشار اندازه‌گیری‌شده به مقدار تعیین‌شده، تابلو کنترل فرمان راه‌اندازی پمپ را صادر می‌کند.
تنظیم سطح هشدار (Alarm-Level)
پارامتر PL3 برای تعیین سطح هشدار استفاده می‌شود تا در صورت بالا رفتن سطح آب از محدوده تعیین‌شده، سیستم بتواند وضعیت غیرعادی را تشخیص دهد.
تنظیم اختلاف سطح پمپ دوم (Offset)
در ایستگاه‌های پمپاژ دارای دو پمپ، پارامتر PL4 اختلاف فشار یا ارتفاع سطح روشن شدن پمپ دوم نسبت به پمپ اول را مشخص می‌کند.
این قابلیت امکان تنظیم ترتیب ورود پمپ‌ها به مدار را فراهم می‌کند.
تنظیم مدت‌زمان ادامه کار پمپ (Overtravel Duration)
یکی دیگر از پارامترهای مهم، مدت‌زمان ادامه کار پمپ پس از رسیدن به فشار سطح خاموش است.
این زمان باید به‌اندازه‌ای تنظیم شود که پس از صدور فرمان خاموش شدن، پمپ برای مدت مشخصی به کار خود ادامه دهد و سطح آب تا حد لازم پایین بیاید؛ به‌طوری که زنگ غواص مجدداً در معرض هوا قرار گیرد.
[تصویر ۷: نقشه شماتیک نصب زنگ غواص و نمایش نقاط PL1، PL2، PL3 و PL4]
جمع‌بندی
زنگ غواص (Diver’s Bell) یک روش ساده و اقتصادی برای اندازه‌گیری آنالوگ سطح آب در ایستگاه‌های پمپاژ است که در ترکیب با تابلو کنترل PumpGuard، امکان کنترل دقیق‌تر عملکرد پمپ‌ها را فراهم می‌کند.
سادگی ساخت، هزینه پایین، قابلیت اطمینان مناسب و امکان تنظیم نقاط مختلف سطح آب از طریق تابلو کنترل، این روش را به گزینه‌ای کاربردی برای سیستم‌های پمپاژ فاضلاب تبدیل کرده است.
شرکت اسپید آب البرز با ارائه تابلوهای کنترل PumpGuard و راهکارهای تخصصی کنترل ایستگاه‌های پمپاژ، امکان بهره‌گیری از این فناوری را در پروژه‌های مختلف فراهم می‌کند.
برای دریافت اطلاعات بیشتر درباره تجهیزات کنترل ایستگاه پمپاژ و انتخاب راهکار مناسب پروژه خود، می‌توانید با کارشناسان فنی اسپید آب البرز در ارتباط باشید.