Luftlås

Denna artikel handlar om gas som orsakar en förträngning i ett rör. För begränsat bränsleflöde i en motor, se ångspärr. För andra betydelser, se Airlock (disambiguering).

En airlock är en begränsning av, eller ett fullständigt stopp för, vätskeflödet som orsakas av ånga som fångas upp i en hög punkt i ett vätskefyllt rörsystem. Gasen, som är mindre tät än vätskan, stiger upp till alla höga punkter. Detta fenomen är känt som ångspärr eller luftspärr.

Spolning av systemet med högt flöde eller tryck kan hjälpa till att flytta gasen från den högsta punkten. Man kan också installera en kran (eller en automatisk avluftningsventil) för att släppa ut gasen.

Luftlåsningsproblem uppstår ofta när man försöker återstarta ett system efter att det avsiktligt (för service) eller oavsiktligt har tömts. Till exempel ett centralvärmesystem som använder en cirkulationspump för att pumpa vatten genom radiatorerna. När ett sådant system fylls på fastnar luft i radiatorerna. Denna luft måste ventileras med hjälp av skruvventiler som är inbyggda i radiatorerna. Beroende på hur rören är placerade – om det finns några upp och nedvända U:n i kretsen – måste man ventilera den högsta punkten eller de högsta punkterna. Om inte kan luftlåsning orsaka vattenfallsflöde där förlusten av hydraulisk höjd är lika stor som luftlåsningens höjd. Om den hydrauliska nivålinjen sjunker under utloppet av röret skulle flödet genom den delen av kretsen upphöra helt och hållet. Observera att cirkulationspumpar vanligtvis inte genererar tillräckligt tryck för att övervinna luftlås.

Fig 1 Gravitationsfyllning av ett tomt distributionsrör med böljande mark

Fig 1 visar en reservoar som matar ett gravitationsdistributionssystem – för dricksvatten eller bevattning. Om marken där röret är förlagt har höga punkter – såsom Hi1, 2 etc. – och låga punkter mellan dem såsom Lo1, 2 etc., så om röret fylls uppifrån, och var tomt, fylls röret OK så långt som till Hi1. Om vattnets flödeshastighet är lägre än luftbubblornas stigande hastighet, sipprar vattnet ner till den låga punkten Lo2 och fångar upp den återstående luften mellan Hi1 och Lo2. När mer vatten strömmar nedåt fylls den uppåtgående delen Lo2 till Hi2. Detta utövar ett tryck på den instängda luften på antingen H2 m vatten (WG = vattenmätare) eller H1, beroende på vilket som är minst. Om H2 är större än H1 har man en full luftsluss, och vattennivån i den uppåtgående delen Lo2 till Hi2 stannar vid H1 och inget ytterligare vatten kan flöda. Om H1 är större än H2 kan en del vatten rinna, men den fulla hydrauliska höjden H3 i röret uppnås inte och flödet blir därför mycket mindre än förväntat. Om det finns ytterligare kuperingar, summeras effekterna av mottrycket. Det är uppenbart att långa rörledningar över tämligen plan, men kuperad mark, kommer att ha många sådana höga och låga punkter. För att undvika luft- eller gaslåsning monteras automatiska ventiler som släpper ut luft eller gas när trycket överstiger ett visst värde. De kan också vara utformade så att de släpper in luft under vakuum. Det finns många andra konstruktionsöverväganden för utformning av vattenledningssystem, t.ex.

”S”-fälla inlopp till avlopp

Fenomenet luftlås kan användas på ett antal användbara sätt. I diagrammet bredvid visas en S-fälla. Denna har egenskaperna a) att vätska kan strömma obehindrat från toppen (1) till botten (4) och b) att gas inte kan strömma genom fällan om den inte har tillräckligt med extra tryck för att övervinna fällans vätskehöjd. Detta är vanligtvis ca 75-100 mm vatten och förhindrar att illaluktande luft kommer tillbaka från vattenavloppssystem via anslutningar till toaletter, diskbänkar och så vidare. S-fällor fungerar bra om det inte finns sand i dräneringsvattnet, som då samlas i U-delen av S-fällan.