Van an toàn là thiết bị không thể thiếu trong các hệ thống dẫn nước của gia đình. Đây là một thiết bị tránh hư hỏng cho các thiết bị đường ống hoặc bồn chứa, buồng chứa, bảo vệ thiết bị, con người và môi trường xung quanh.
Vậy chức năng và nguyên lý hoạt động của van là gì? Những lưu ý khi sử dung van? ...Để giải đáp các thắc mắc đó, cùng mình đi tìm hiểu về loại van là nhé.
Van an toàn là gì?
Van an toàn có tên gọi trong tiếng Anh là: Safety Valve. Đây là van tiêu biểu thuộc nhóm các loại van áp suất, van bảo vệ hệ thống thông qua việc điều chỉnh áp lực trong đường ống hoặc bồn chứa, buồng chứa, luôn luôn đảm bảo áp suất trong phạm vi an toàn.
Có thể hiểu là, ban đầu chúng ta cài đặt hoặc thiết lập mặc định một mức áp suất (tùy vào công việc, yêu cầu và thời điểm mà con số này có thể thay đổi) nếu áp vượt quá con số đó thì van sẽ hoạt động nhằm xả bớt áp suất để áp không vượt ngưỡng đã đề ra.
Nếu không có thì hệ thống sẽ rất dễ gặp trường hợp: nổ đường ống, hệ thống bị vỡ, hư hỏng các thiết bị hoặc thậm chí gây nguy hiểm cho con người và môi trường xung quanh.
Rõ ràng bản thân tên van đã cho chúng ta thấy chức năng của van là đảm bảo an toàn cho hệ thống đằng sau nó. Khi chúng ta cài đặt 1 áp lực nhất định thì hệ thống hoạt động quá áp lực đó van sẽ xả bớt lưu chất ra ngoài làm cho áp lực trên đường ống không vượt qua ngưỡng cài đặt.
Hình ảnh các loại van Safety Valve
Cấu tạo van an toàn như nào?
Cấu tạo của mỗi loại van sẽ khác nhau, tùy thuộc vào hãng sản xuất. Tuy nhiên về mặc cơ bản, van sẽ bao gồm các bộ phận như:
+ Thân van: Thông thường đồng là chất liệu được chọn để sản xuất van. Tuy nhiên để dùng trong một số môi trường có tính chất đặc biệt thì chất liệu này có sự thay đổi bằng: inox, thép hay hợp kim để hạn chế ăn mòn, oxi hóa.
+ Bộ phận kết nối: Giúp kết nối đường ống với an toàn một cách chắc chắn.
+ Bộ phận xả: Nhiệm vụ xả dòng lưu chất khí, dầu, nước…ra ngoài.
+ Vít điều chỉnh: Giúp điều chỉnh lượng áp lực đầu vào của van.
+ Tay giật: Tùy vào hãng sản xuất mà bộ phận này có thể có hoặc không.
+ Đĩa van: Khi áp suất cao, đĩa van được lò xo nâng lên để xả lưu chất. Khi áp suất thấp, lực của lò xo đóng đĩa để van về trạng thái đóng nhanh chóng.
+ Nắp: Bảo vệ những bộ phận ở bên trong thân van.
+ Lò xo: Bộ điều khiển
+ Nút bịt: Chức năng của nó là làm kín, tạo sự khép kín cho không gian bên trong van.
+ Đệm lò xo: Dùng để thực hiện việc đóng van khi van không hoạt động.
Chức năng của van an toàn
Có rất nhiều người cho rằng: Trong quá trình hoạt động van luôn luôn mở. Đây là nhận định chưa đúng, van sẽ luôn trong trạng thái đóng tuy nhiên nếu xuất hiện mức áp cao thì cửa van sẽ lập tức mở ra.
Và đây cũng chính là một trong những điểm khác biệt để chúng ta dễ dàng so sánh giữa van an toàn và van xả tràn.
Chức năng chính của van là bảo vệ áp suất của hệ thống. Khi áp suất ở đầu vào của van tăng lên và vượt qua phạm vi an toàn thì van mở cửa để một phần dòng lưu chất, có thể là khí, hơi, nước hoặc dầu xả ra môi trường bên ngoài đối với khí nén hoặc chảy về thùng chứa đối với dầu, nhớt thủy lực.
Bên cạnh đó, nó còn giúp hạn chế áp lực dư thừa, ngăn việc cấp thêm lưu lượng, áp suất vào đường ống khi áp đã bắt đầu vượt ngưỡng.
Nhờ lắp đặt loại van này mà tuổi thọ của đường ống, van, bơm trong hệ thống được lâu dài, độ bền và ổn định cao, ít xảy ra sự cố và từ đó năng suất cao, sản lượng, hiệu quả công việc đảm bảo theo yêu cầu.
Van được lắp đặt và sử dụng rất nhiều trong các hệ thống nồi hơi, bình tích áp, bồn chứa khí… Chúng ta thường bắt gặp van máy nén khí an toàn trong công nghiệp sản xuất, cơ khí chế tạo, vệ sinh công nghiệp hay chế biến gỗ.
Nguyên lý hoạt động của van Safety Valve
Về cơ bản van được chia ra làm 2 loại là van tác động trực tiếp và van tác động gián tiếp
Cả 2 loại van trên đều hoạt động dựa trên nguyên lý bảo vệ hệ thống thiết bị đằng sau của van.
Khi van được lắp trên đường ống thì van đã được cài đặt mức độ an toàn nhất định. Ví dụ van đã được cài đặt áp lực an toàn là 5bar, 8bar, 10bar, 20bar, v.v…
Lưu chất sau khi được bơm, bơm tăng áp, hệ thống khí nén, lò hơi, v.v… sẽ được luân chuyển qua van. Ở trạng thái làm việc bình thường thì van gần như không hoạt động,
Khi hệ thống có xảy ra 1 sự cố nào đó, do cố ý, hoặc chủ ý làm hệ thống tăng áp dần, tăng áp đột ngột thì khi đó áp lực trên đường ống sẽ phá vỡ cân bằng với lực lò xò, khi áp lực lớn hơn mức cài đặt thì van sẽ mở và xả bớt lưu chất trên đường ống giúp cho áp lực trên ống giảm như vậy sẽ đảm bảo được an toàn cho hệ thống.
Khi áp lực trên đường ống giảm quá mức cài đặt thì van lại trở về vị trí đóng lại và không hoạt động cho tới khi áp suất lại tăng lên đến áp suất cài đặt
Van tay giật an toàn: có tay giật giúp cho chúng ta tự giật mà không cần đạt đến áp an toàn. Ngoài ra tay giật cũng giúp cho quá trình van lâu ngày không hoạt động bị kẹt cứng có thể hoạt động trở lại.
1. Nguyên lý hoạt động của van an toàn trực tiếp
Nguyên lý làm việc dựa trên sự cân bằng tác dụng của những lực ngược chiều nhau tác động lên nút van hoặc pittong: lực đàn hồi của lò xo và áp suất lưu chất.
Khi áp suất đầu vào nhỏ hơn áp suất xả của van thì pittong ở vị trí đóng hoàn toàn, khi áp suất đầu vào lớn hơn áp suất xả định mức thì pittong sẽ dịch chuyển và van bắt đầu mở, lưu chất được xả qua van tới khi áp suất đầu vào van hạ xuống trở về bằng mức áp suất xả định mức của van.
2. Nguyên lý hoạt động của van an toàn gián tiếp
Nguyên lý hoạt động dựa trên sự cân bằng tác dụng của những lực ngược chiều nhau tác dụng lên nút van(Pittong): lực đàn hồi của lò xo và áp suất lưu chất trong khoang van chính(được thiết lập bởi van phụ) với áp suất lưu chất đầu vào.
– Khi áp suất đầu vào nhỏ hơn áp suất xả định mức của van phụ thì van phụ và van chính cùng đóng, áp suất trong khoang chính bằng áp suất đầu vào van phụ
Khi áp suất đầu vào tăng thì áp suất trong khoang van chính cũng tăng, khi áp suất này lớn hơn áp suất định mức của van phụ thì van phụ sẽ mở cho lưu chất đi qua về bể hoặc bồn chứa, áp suất trong khoang van chính bằng áp suất xả định mức.
– Trong trường hợp áp suất đầu vào tiếp tục tăng thì hiệu suất giữa áp suất đầu vào và áp suất định mức của van phụ cũng tăng cho đến khi lực tác động của hiệu áp suất này thắng lực đàn hồi của lò xo van chính thì van chính mở cho lưu chất qua van chính về bể/ bồn chứa.
Phân loại van an toàn (Safety Valve)
Phân loại thiết bị là phương pháp giúp chúng ta khi có nhu cầu lắp mới, thay thế có thể tìm được đúng van một cách nhanh chóng và chính xác nhất. Về cơ bản, chúng ta có thể phân loại van thành hai loại như sau: van trực tiếp, van gián tiếp.
Cả hai loại van đều được lắp đặt và hoạt dộng dựa trên một nguyên lý: Bảo vệ thiết bị trong hệ thống ở sau của van.
1. Van an toàn tác động trực tiếp
Cấu tạo:
Cấu trúc của van tác động trực tiếp sẽ bao gồm các thiết bị như: Thân van, đĩa, lò xo, vít điều chỉnh lò xo, cửa khí vào, cửa khí ra.
Đây là loại van được sử dụng nhiều nhất hiện nay. Van hoạt động theo nguyên lý riêng đó là: Sự cân bằng khi tác dụng của những lực ngược chiều nhau khi chúng tác động lên piston hay nút van. Hai lực ngược chiều đó là: Lực của lò xo và lực áp suất lưu chất.
Khi áp suất của khí, dầu, nước đi vào nhỏ hơn áp suất xả định mức được thiết lập lúc ban đầu bằng cách vặn chỉnh đàn hồi của lò xo trong van thì piston sẽ đóng hoàn toàn.
Khi áp suất đi vào lớn hơn áp suất xả, lúc này piston sẽ dịch chuyển làm cửa van mở để dòng lưu chất xả. Khi áp suất về lại mức áp suất xả mặc định ban đầu thì ngưng.
Khi đưa vào lắp đặt và sử dụng, sau một thời gian van tác động trực tiếp có những ưu và nhược điểm như sau:
Ưu điểm
Kết cấu của loại van này đơn giản, ít các bộ phận và chi tiết. Van phù hợp lắp đặt cho nhiều hệ thống nhỏ và trung bình.
Tốc độ phản ứng của van nhanh và mạnh mẽ giúp kịp thời giảm và điều chỉnh áp.
Nhược điểm
Tuy có nhiều ưu điểm nhưng van tác động trực tiếp vẫn có những nhược điểm lớn như: Nó chỉ phù hợp với những hệ thống có lưu lượng chất đi qua đường ống hay van lớn. Việc điều chỉnh của van sẽ bị giới hạn bởi kích thước của lò xo.
2. Van an toàn tác động gián tiếp
Loại van gián tiếp này sẽ là lựa chọn hàng đầu của khách hàng khi cần bảo vệ cho hệ thống nước, thủy lực có công suất lớn ở vị trí mà van trực tiếp không thể sử dụng được.
Cấu tạo:
- Van chính: lò xo có độ cứng nhỏ, piston có đường kính lớn.
- Van phụ: Ngược lại, piston đường kính nhỏ nhưng lò xo lại có độ cứng lớn.
Nếu áp suất của lưu chất ở đường vào nhỏ hơn áp suất xả của van phụ đã thiết lập ban đầu thì van chính và van phụ sẽ cùng đóng. Lúc này, áp suất của van phụ sẽ bằng đúng với áp suất trong khoang chính.
Nếu áp suất của lưu chất ở đường vào tăng sẽ làm cho áp suất ở trong khoang chính tăng theo. Nó cao hơn áp suất xả của van phụ thì van phụ mở để lưu chất về bồn chứa hoặc xả ra ngoài cho đến khi áp suất trong khoang chính bằng với áp suất xả.
Cũng giống với van tác động trực tiếp, van gián tiếp cũng có những ưu nhược điểm riêng mà người dùng cần nắm:
Ưu điểm:
Đầu tiên phải nói đến thiết kế, van nhỏ gọn nên rất phù hợp để lắp đặt trong những không gian nhỏ, chật hẹp. Van có độ kín cao. Loại van gián tiếp này thường được chọn lựa dùng cho hệ thống có lưu lượng dòng chất lớn, áp suất cao.
Nhược điểm:
Điều khiến khách hàng cảm thấy không hài lòng ở loại van này đó là tốc độ phản ứng của van khi áp suất bắt đầu tăng không nhanh, không nhạy so với van trực tiếp.
3. Một số cách phân loại khác
Ngoài cách phân chia trên, người ta còn có thể phân chia theo các cách khác như:
Theo vật liệu chế tạo van
+ Bằng đồng.
+ Bằng gang.
+ Bằng inox.
+ Bằng thép.
+ Bằng nhựa.
Theo môi trường, lưu chất sử dụng
+ Dùng cho khí nén, hơi.
+ Dùng cho nước nóng, nước lạnh.
+ Thủy lực: dầu, nhớt.
Theo xuất xứ van
+ Đài Loan.
+ Đức.
+ Hàn Quốc.
+ Trung Quốc.
Tùy vào nhu cầu sử dụng thực tế mà khách hàng có thể dễ dàng chọn lựa các loại van phù hợp nhất.
Các lưu ý khi sử dụng van an toàn
Không phải bất kỳ van nào cũng đem lại hiệu quả cao khi sử dụng chính vì thế mà việc lựa chọn, lắp đặt, bảo trì cần phải được chú ý và quan tâm.
Kích cỡ
Kích cỡ của van là một điều rất quan trọng. Một van phù hợp là khi cỡ size đáp ứng công suất của hệ thống, lưu lượng của đường ống.
Nếu van có kích thước quá bé thì tốc độ xả cũng như công suất xả không đạt yêu cầu, áp suất lúc này không thể giảm mà còn tăng khiến tăng nguy cơ vỡ nổ.
Nếu van có kích cỡ quá lớn thì việc không mở cửa van hoàn toàn có thể xảy ra. Áp suất dư thừa làm van đóng lại. Chu kỳ làm việc của van không đạt hiệu quả.
Lắp đặt ở vị trí an toàn
không phải van có thể lắp đặt ở bất cứ vị trí nào trong hệ thống. Nó chỉ phù hợp lắp ở vị trí trên, nắp capo, vị trí thẳng đứng với lò xo. Lưu ý một điều đó là giữa van và hệ thống, chúng ta không nên lắp đặt một loại van nào.
Qua quan sát cũng như tổng hợp của chúng tôi thì không nên lắp một đường ống dài giữa hệ thống và van. Tránh việc lắp đảo ngược van, không nên lắp phụ kiện hoặc các đường ống uốn, gấp giữa van và hệ thống.
Điều kiện để van hoạt động tốt
Muốn van có thể hoạt động tốt thì chúng ta cần đạt một số điều kiện làm việc như sau:
Cài đặt áp suất nên thiết lập áp suất cân bằng ( áp suất mở), áp suất bắt đầu mở.
Áp suất quá cao, áp suất ngược.
Sự tích lũy: Áp suất tăng lên trên mức áp suất làm việc tối đa của hệ thống trong quá trình vận hành, xả qua van.
Chú ý đến sự chênh lệch giữa áp suất thiết lập và áp suất reseating.
Bảo trì van an toàn
Trước hết nên thử nghiệm van để đánh giá khả năng hoạt động, hiệu quả của van cũng như kiểm tra tất cả chức năng của van có ổn định, đạt yêu cầu hay không. Nên định kỳ 3 tháng hoặc 6 tháng để bảo dưỡng.
Kiểm tra van bên ngoài và bên trong. Hầu hết các hãng đều thiết kế để người dùng có thể kiểm tra và vệ sinh bên trong van.
Hiệu chỉnh lại van một cách kịp thời sau khi đánh giá để phù hợp với yêu cầu công việc ở từng giai đoạn, thời điểm khác nhau.
Lỗi thường gặp của van an toàn
1. Rò rỉ
Dưới áp suất làm việc bình thường của thiết bị, rò rỉ giữa đĩa van và bề mặt làm kín của bệ van vượt quá mức cho phép. Nguyên nhân là do: có cặn bẩn giữa đĩa van và bề mặt làm kín của bệ van.
Cách khắc phục:
Bạn có thể sử dụng cờ lê nâng để mở van nhiều lần để xả sạch bụi bẩn, bề mặt làm kín bị hỏng. Tùy theo mức độ hư hỏng nên sử dụng phương pháp mài hoặc mài sau khi quay để sửa chữa, thân van bị cong, nghiêng hoặc cần gạt và điểm tựa bị lệch dẫn đến lệch lõi van và đĩa van.
Nên lắp ráp lại hoặc thay thế; độ đàn hồi của lò xo bị giảm hoặc mất tính đàn hồi. Nên thực hiện các biện pháp như thay lò xo và điều chỉnh lại áp suất mở.
2. Không mở khi đạt đến áp suất quy định
Nguyên nhân là do áp suất không đổi không chính xác, cần phải điều chỉnh lại độ nén của lò xo hoặc vị trí của búa nặng, tắc van và chân van bị kẹt.
Cách khắc phục:
Van an toàn phải được xả bằng tay hoặc xả thường xuyên; đòn bẩy của van kiểu đòn bẩy bị kẹt hoặc búa bị di chuyển. Vị trí của búa nặng phải được điều chỉnh lại và cần có thể di chuyển tự do.
3. Mở dưới áp suất quy định
Nguyên nhân chính là do áp suất không đổi không chính xác, độ đàn hồi của lò xo bị giảm do lão hóa.
Cách khắc phục:
Vít điều chỉnh phải được vặn chặt hoặc phải thay lò xo.
4. Áp suất tiếp tục tăng sau khi xả
Điều này chủ yếu là do van đã chọn có dịch chuyển nhỏ và khả năng xả an toàn của thiết bị.
Cách khắc phục:
Nên chọn lại van phù hợp; đường tâm của thân van không đúng hoặc lò xo bị gỉ, do đó Đĩa van không thể mở đến độ cao dự kiến và cần lắp lại thân van hoặc thay thế lò xo; nếu ống xả bị cắt không đủ, nên sử dụng ống xả đáp ứng khu vực xả an toàn.
5. Tần số nắp van nhảy hoặc rung
Nguyên nhân chính là do độ cứng của lò xo quá cao nên sử dụng lò xo có độ cứng thích hợp để thay thế, việc điều chỉnh vòng điều chỉnh không phù hợp khiến áp suất hồi quá cao.
Cách khắc phục:
Vị trí của vòng điều chỉnh nên được điều chỉnh lại; lực cản của đường ống xả quá lớn dẫn đến áp suất ngược dòng xả quá mức. Nên giảm điện trở của ống xả.
6. Đĩa không quay trở lại chỗ ngồi của nó sau khi xả
Nguyên nhân chủ yếu là do lò xo làm cong cuống van, đĩa van lắp sai vị trí hoặc bị kẹt.
Cách khắc phục:
Cần lắp lại.
Hy vọng những thông tin trên đây sẽ giúp ích cho bạn trong việc chọn mua cũng như sử dụng van an toàn một cách hiệu quả và bền lâu.
