Van an toàn là gì

 Van an toàn là gì ? Mục đích sử dụng? Các chủng loại? Cấu tạo và nguyên lý áp dụng, ứng dụng của loại van này như thế nào.

Hãy cùng VIMI tìm hiểu bài viết【 Van an toàn là gì 】để có cái nhìn tổng quan.

1  Van an toàn là gì?

Tên tiếng anh của van an toàn là gì?

Khi tìm hiểu qua các tài liệu nước ngoài, chúng ta sẽ biết tên tiếng anh là 『Pressure Safety Valve』,『Pressure Relief Valve|』

Hệ thống không có van an toàn.

Khi có sự cố xảy ra, nguy cơ hỏng hệ thống sẽ rất cao, có thể là hỏng máy bơm, vỡ ống, hỏng các thiết bị… Giải pháp là sử dụng 【 Van an toàn】

Hệ thống không có van an toàn

Hệ thống có van an toàn.

Là loại van, được lắp đặt trong hệ thống, nhằm mục đích đảm bảo an toàn cho hệ thống ống. Bảo vệ thệ thống, máy bơm hoặc các loại máy móc liên quan, không bị phá hỏng khi áp suất hệ thống vượt quá định mức thiết lập ban đầu. Van có kiểu tác động trực tiếp và kiểu tác động gián tiếp, với mỗi chủng loại cũng có những bộ phận, hình dạng khác nhau.

Hệ thống có van an toàn

2 Cấu tạo của van an toàn

Van an toàn có 2 loại: Tác động trực tiếp và tác động gián tiếp.

Chi tiết cấu tạo mỗi loại như hình vẽ trên

Cấu tạo van an toàn tác động trực tiếp

Van có cấu tạo gồm các bộ phận cơ bản

✲ Thân van: Vật liệu chủ yếu là gang, inox và đồng. Thân có phần kết nối với ống chính ( Inlet ) – ống cần giảm áp. Phần kết nối với ống, dẫn lưu chất xả ra quay lại nguồn ( Outlet ). Trên thân van có vít điều chỉnh đầu phun

✲ Lò xo: Là bộ phận tạo nên áp suất đẩy và giữ đĩa van ở trạng thái đóng

✲ Nắp van: Nắp thân van được lắp ghép với thân van, được đảm bảo kín lưu chất bằng goăng sẽ tạo nên 1 thân van hoàn chỉnh không rò rỉ.

✲ Trục đĩa van: Trục van nằm gọn trong lò xo, có mục đích định hướng sự di chuyển của đĩa van.

✲ Đĩa van: Ngăn dòng chảy lưu chất, bằng cách bịt chặt đầu phun, dựa vào lực đẩy (đè) của lò xo.

✲ Đầu phun: Được điều chỉnh khẩu độ bằng núm chỉnh đầu phun

Cấu tạo van an toàn tác động gián tiếp   

Van có cấu tạo gồm các bộ phận cơ bản:

✲ Thân van: Tương tự như cấu tạo thân van của loại tác động trực tiếp, tuy nhiên có thể vít ( núm ) điều chỉnh không nằm trên thân van, mà được gắn vào nắp

✲ Lò xo: Khác với loại tác động trực tiếp, loại tác động gián tiếp có 2 lò xo, gồm 1 lò xo chính va 1 lò xo điều chỉnh – dùng khi áp suất vượt quá áp suất thiết biên mức nhỏ

✲ Nắp van: Trên nắp thân van có gắn vít ( núm ) điều chỉnh, mục đích điều chỉnh lưu chất khi áp suất trong hệ thống mới vượt qua áp suất thiết định ban đầu

✲ Trục đĩa van: Trường hợp minh họa trong trục đĩa van được thay đổi bằng piston, khi đó thân van sẽ định hướng chuyển động của piston

✲ Đĩa van: Trường hợp minh họa, đĩa van thay bằng piston

Cấu tạo của van an toàn

3 Nguyên lý hoạt động của van an toàn

Van làm việc dựa trên nguyên lý sự cân bằng lực, của 2 tác dụng ngược chiều nhau. Lực đàn hồi của lò xo hoặc piston và áp lực của lưu chất, tác động lên đĩa van hoặc piston. Trạng thái thông thường, lực đàn hồi của lò xo ( thiết định ) thắng áp lực của dòng lưu chất, van ở trạng thái đóng.

 Áp suất định mức của van an toàn là gì?

Là Áp suất này được thiết lập, đảm bảo độ an toàn cho ống và các thiết bị máy móc trên hệ thống đó. Van an toàn tác động trực tiếp chỉ có 1 áp suất định mức.

Van an toàn tác động gián tiếp, áp suất định mức gồm có áp suất định mức van chính và áp suất định mức của van phụ. Áp suất định mức của van phụ có thể điều chỉnh biên độ áp suất định mức van phụ bằng núm điều chỉnh, tuy nhiên luôn nhỏ hơn áp suất định mức của van chính

Nguyên lý hoạt động của van an toàn tác động trực tiếp

Khi áp suất tăng cao hơn áp suất định mức

Khi áp suất đầu vào lớn hơn áp suất xả định mức ( lực đẩy thiết lập của lò xo hoặc piston). Đĩa van sẽ dịch chuyển và van an toàn bắt đầu mở cho lưu chất xả qua van. Nếu áp suất tiếp tục tăng cao, thì độ mở của van càng lớn.

Khi áp suất giảm tới áp suất định mức

Khi lưu chất được xả qua van, áp suất giảm dần. Khi áp suất đầu vào van hạ xuống dưới mức áp suất định mức của van. Khi đó lực đẩy của lò xo hoặc piston thắng lực đẩy của áp lực lưu chất, đẩy piston hoặc đĩa van về vị trí đóng.

  Nguyên lý hoạt động của van an toàn tác động gián tiếp

Ở trạng thái thông thường, áp suất đầu vào nhỏ hơn áp suất định mức. Cả van phụ và van chính cùng đóng.

Khi áp suất tăng cao hơn áp suất định mức van phụ

Khi áp suất đầu vào tăng cao hơn áp suất định mức van phụ, đĩa van phụ hoặc piston mở ra cho lưu chất chảy qua van phụ. Ở trạng thái này, áp suất lưu chất lớn hơn áp suất van phụ, nhưng  vẫn nhỏ hơn áp van chính.

Khi áp suất tăng cao hơn áp suất định mức van chính

Nếu áp suất vẫn tiếp tục tăng, lớn hơn áp suất định mức của van chính, thì van chính mở ra để lưu chất thoát ra nhiều hơn.

Khi áp suất giảm xuống dưới áp suất định mức van chính

Van chỉnh mở ra, cho lưu chất thoát ra với lượng nhiều hơn, làm giảm áp suất dòng. Tới khi áp suất giảm xuống dưới áp suất van chính, van chính sẽ đóng lại. Lưu chất vẫn thoát qua van phụ

Khi áp suất giảm xuống dưới áp suất định mức van phụ

Nếu áp suất trong hệ thống tiếp tục giảm, van phụ sẽ đóng lại, lưu chất không chảy qua van. Van trở về trạng thái thường đóng

Nguyên lý hoạt động của van an toàn

4 Các chủng loại của van an toàn là gì?

Thông thường van an toàn được phân loại theo phương pháp kết nối, theo vật liệu, theo xuất xứ hoặc thương hiệu. Có thể có nhiều cách chia khác nữa, tuy nhiên trong phạm vi bài viết chúng tôi chia sẻ các cách phân loại như dưới đây

Phân loại theo kết nối

Van chủ yếu được kết nối với ống bằng mặt bích, nối ren kết hợp hàn socket

Phân loại van an toàn theo kết nối

Phân loại theo vật liệu

Theo vật liệu chế tạo

Van giảm áp inoxVan giảm áp đồng
Van giảm áp gangVan giảm áp nhựa

Riêng van an toàn nhựa.

Có van kết nối mặt bích và kết nối kiểu rắc co.

Phân loại van an toàn theo vật liệu

Riêng van an toàn nhựa.

Có van kết nối mặt bích và kết nối kiểu rắc co.

Van an toàn nhựa

Phân loại theo thương hiệu và xuất xứ

Theo các phân loại này chúng ta có các loại van

Thương hiệuXuất xứ
Asahi relief ValenciaJapan relief valve
Yoshitake relief valveItalya relief valve
Shin yi relief valveTaiwan relief valve

5 Ưu nhược điểm của van an toàn là gì?

Mỗi chủng loại van đều được áp dụng một cách hiệu quả, bởi theo từng hệ thống chúng ta các loại van khác nhau cho phù hợp. Trong mỗi chủng loại van, lại được phân chia theo nhiều cách khác nhau và chúng có ưu nhược điểm riêng. Với van an toàn thì loại tác động trực tiếp và gián tiếp cũng có những ưu nhược điểm khác nhau.

Ưu nhược điểm của van an toàn tác động trực tiếp

Ưu điểm 

✔ Kết cấu đơn giản, tốc độ phản ứng nhanh.

✔  Phù hợp với những van có kích thước nhỏ

✔ Có thể sử dụng được trong hầu hết các hệ thống

✔ Chi phí thấp hơn so với loại van khác

✔ Phù hợp cho các hệ thống có nhiệt độ và áp suất cao

Nhược điểm

✘ Kích thước van bị giới hạn bởi kích thước lò xo.

Khi cần giảm áp suất lớn, thì kích thước van không đủ kích thước chứ lò xo, hoặc kích thước van quá đồ sộ.

✘ Áp suất ngược có thể ảnh hưởng tới chức năng van

✘ Lò xo có thể bị ăn mòn nếu sử dụng cho lưu chất có tính ăn mòn

ưu nhược điểm của van an toàn tác động gián tiếp

Ưu điểm

✔ Kích thước nhỏ gọn, độ kín khí cao, làm việc được trong hệ thống có áp suất, lưu lượng lớn.

✔ Có thể sử dụng được trong hầu hết các hệ thống

✔ Điều tiết áp suất định mức ở nhiều giá trị, dễ dàng hơn

✔ Phù hợp cho các hệ thống có nhiệt độ và áp suất cao

Nhược điểm

✘ Tốc độ phản ứng thấp hơn so với van tác động trực tiếp

✘ Cấu tạo phức tạp hơn so với loại tác động trực tiếp

✘ Giá thành cao hơn

6 Ứng dụng của van an toàn là gì?

Như đã phân tích ở trên. Van giảm áp có chức năng bảo vệ hệ thống trước van.Chúng ta cùng tham khảo sơ đồ minh họa, về vị trí lắp đặt van an toàn, cũng như sơ đồ hoạt động của loại van này.Van được sử dụng trong các hệ thống

Trống hơi, nồi hơi

Đầu đốt siêu tốc

Các máy hâm nóng

Hệ thống hóa chất, lọc hóa dầu

Hệ thống chế biến thực phẩm

Ứng dụng của van an toàn

7 Tổng kết hoạt động của van an toàn là gì?

óm lại van an toàn, lấy tín hiệu đầu vào của van để làm việc và bảo vệ hệ thống trước van, áp suất đầu ra của van luôn bằng 0. Cùng mục đích giảm áp suất, nhưng ngược lại với loại van này, van giảm áp lấy tín hiệu đầu ra của van để làm việc, đảm bảo cho hệ thống sau van. Không bảo vệ hệ thống trước van

Hãy tham khảo bài viết 「 Van giảm áp là gì 」và bài viết 「 Van áp suất là gì 」để hiểu rõ về sự liên quan của các loại van này