Van an toàn là gì? Cấu tạo, phân loại và nguyên lý hoạt động của nó

Thời gian gần đây, chúng tôi liên tục nhận được những câu hỏi, những thắc mắc của khách hàng về van an toàn – một loại van cần thiết trong bất kỳ hệ thống nước, thủy lực hay khí nén nào. Chắc hẳn bạn cũng đang thắc mắc về cấu tạo, cách thước phân loại và nguyên lý hoạt động của chúng thì đừng bỏ lỡ bài chia sẻ hôm nay của chúng tôi.

Van an toàn là gì?

Van an toàn có tên tiếng anh là Safety valve. Nó là một thiết bị thuộc nhóm van áp suất đầu vào được dùng cho các hệ thống khí, thủy lực, nước. Chính vì áp suất là một yếu tố ảnh hưởng đến tuổi thọ cũng như hiệu quả của hệ thống nên van an toàn có vai trò rất quan trọng.

Van thực hiện chức năng điều chỉnh áp suất của bồn chứa, hệ thống ống dẫn lưu chất.Van kiểm soát áp suất của dòng lưu chất và tự động thải một lượng chất lỏng mà không sử dụng điện năng nên rất an toàn, chính xác và tiết kiệm cho người dùng.

Cấu tạo chung của van an toàn đó là:

Vít điều chỉnh: Thông qua nó, người dùng sẽ điều chỉnh áp lực của dòng chất đi vào của van.

Lò xo: Đóng vai trò là bộ điều khiển

Đĩa van: Nếu áp suất của van cao thì đĩa van sẽ nâng lên để xả dòng lưu chất ra ngoài. Nếu áp suất của van thấp thì đĩa van sẽ hạ xuống để đóng cửa van.

Thân van: Hầu hết các van an toàn đều được làm bằng những chất liệu kim loại chịu nhiệt, chịu áp tốt như: đồng, inox, thép.

Nút bịt: Chi tiết này giúp van đóng kín, tạo nên một không gian khép kín, không rò rỉ chất ở bên trong của van.

van an toàn là gì

Chức năng của van an toàn

Van an toàn là một loại van tự động làm việc khi áp suất ở đầu vào van tăng lên nhanh chóng đến áp suất đã được định mức thì sẽ mở (nâng) đĩa van lên và xả dòng chất ra ngoài. Áp suất sẽ giảm về dưới mức định mức thì van sẽ đóng đĩa van và đóng cửa.

Van sẽ đảm bảo cho hệ thống luôn luôn ổn định, an toàn khi giúp hệ thống hoạt động dưới 1 mức áp lực nhất định. Và điều này khách hàng cần phải lưu ý để có thể phân biệt với loại van xả tràn.

Ngoài chức năng chính thì van còn giúp hạn chế những áp suất dư thừa có hại cho hệ thống, ngăn chặn tối đa việc cấp thêm lưu lượng khí, dầu hoặc nước khi áp suất đã bắt đầu chạm ngưỡng đã cài đặt. Theo một số khách hàng review thì lắp đặt van an toàn sẽ tăng tuổi thọ của bơm và các thiết bị khác trong hệ thống, giảm thiểu sự cố, tránh nổ hoặc vỡ ống dẫn nên sản lượng cũng như năng suất dần được cải thiện.

Van an toàn có thể được lắp đặt tại các bồn chứa khí, bể dầu, hệ thống ống dẫn nước, nồi hơi… dùng trong các nhà máy cơ khí chế tạo, luyện kim, sản xuất hóa chất, xử lý nước thải, công nghiệp sản xuất gỗ – giấy…

chức năng van an toàn

Phân loại van an toàn

Mặc dù có rất nhiều loại van an toàn trên thị trường với kích cỡ cũng như hình dáng, màu sắc, chất liệu, hãng sản xuất khác nhau nhưng thường người ta phân chia chúng thành hai nhóm chính, đó là:

Van an toàn tác động trực tiếp

Ưu điểm của loại van an toàn tác động trực tiếp đó là: Cấu trúc của van nhỏ gọn, kết cấu đơn giản và đặc biệt là tốc độ phản ứng rất nhanh.

Tuy nhiên nhược điểm lớn của loại van này đó là: Khi người điều khiển yêu cầu một lưu lượng dòng chất lớn thì van lại không đáp ứng được bởi nó đang bị giới hạn bởi kích thước lò xo.

Van có cấu tạo gồm nhiều thiết bị: Đĩa lò xo, thân van, lò xo, piston, vít điều chỉnh lò xo.

Hoạt động của van an toàn loại tác động trực tiếp dựa trên sự cân bằng của những lực ngược chiều nhau khi nó tác động lên nút van hoặc piston. Hai lực đó là: áp suất của dòng chất và lực của lò xo.

Khi áp suất ở cửa vào nhỏ hơn áp suất ở cửa ra của van thì piston sẽ đóng hoàn toàn. Khi áp suất ở cửa van lơn hơn so với áp suất của ra thì piston sẽ dần dần dịch chuyển và van an toàn sẽ mở để dòng chất qua cửa van xả ra môi trường bên ngoài hoặc vào đường ống về bể. Đến khi áp suất ở cửa vào của van hạ xuống bằng áp xuất xả, quá trình này sẽ ngưng.

Vậy bạn có biết áp suất định mức là gì không? Đó là mức áp suất của hệ thống, của van mà người điều khiển đã thiết lập nên thông qua việc điều chỉnh lực đàn hồi của lò xo.

Van an toàn tác động gián tiếp

Điểm nổi bật của loại van an toàn tác động gián tiếp đó là: Độ kín khít cao. Hầu hết các hãng sản xuất đều nghiên cứu, thiết kế có kích thước nhỏ gọn nhất. Van có thể làm việc trong nhiều môi trường khác nhau với áp suất, nhiệt độ lớn.

Nếu so sánh với van an toàn tác động trực tiếp thì loại van này lại có tốc độ phản ứng chậm hơn. Đây cũng chính là điều mà khách hàng nên cân nhắc.

Van loại này có cấu tạo  phức tạp hơn khi gồm 2 van: Van chính có lò xo độ cứng nhỏ, piston đường kính lớn. Van phụ thì ngược lại với piston đường kính nhỏ và lò xo có độ cứng lớn.

Nguyên lý hoạt động của van đó là: Sự cân bằng của những lực tác động ngược chiều nhau lên nút van. Đó là các lực đàn hồi của lò xo, áp lực của chất trong khoang và áp suất của chất ở cửa vào.

Nếu áp suất cửa vào nhỏ hơn áp suất định mức tại van phụ thì cả van chính lẫn van phụ sẽ đóng. Lúc này, áp suất trong khoang chính sẽ bằng với áp suất đầu vào của van phụ.

Nếu áp suất ở cửa vào tăng và cao hơn so với áp suất định mức thì ngay lập tức van phụ mở cho lưu chất đi về thùng chứa thông qua đường ống. Lúc này, áp suất của ra, áp khoang chính bằng với áp suất định mức.

Và trong quá trình làm việc, thỉnh thoảng sẽ gặp trường hợp áp của cửa vào tiếp tục tăng lên sẽ kéo theo hiệu suất của áp đầu vào và áp định mức tăng lên. Lực của hiệu suất này sẽ lớn dần để đủ mạnh để thắng được lực của lò xo thì van lúc mới bắt đầu mở cửa để dòng chất đi qua và chảy về bể chứa.

Chính vì thế mà van an toàn loại gián tiếp được chọn sử dụng trong những hệ thống có áp suất lớn mà van an toàn loại trực tiếp không đem lại hiệu quả.

Ngoài ra, người ta còn chia theo môi chất sử dụng:

Van an toàn thủy lực

Van an toàn nước

Van an toàn máy nén khí

Theo hãng sản xuất với van an toàn Trung Quốc, Đài Loan, Đức, Nhật Bản, Hàn Quốc.

Lựa chọn van an toàn không quá khó khăn tuy nhiên cần phải hiểu được cách hoạt động, nhu cầu và đặc điểm của hệ thống như: áp suất min, áp suất max, nhiệt độ, trọng lượng, lưu lượng qua van, kích thước và cách lắp đặt.

Hoạt động của van an toàn

Van an toàn thủy lực hay các loại van dùng cho khí nén, hơi, nước đều hoạt động ở cả 3 trạng thái: cân bằng, khi mở hoàn toàn và khi đóng hoàn toàn.

Trạng thái cân bằng

Khi van ở trạng thái cân bằng có nghĩa là các lực đã đóng, lực áp dụng vào lò xo hay áp suất quay ngược đều ở trạng thái cân bằng với lực mở tức nghĩa là áp suất hệ thống. Lúc này ghế và đĩa đệm tiếp xúc nên sẽ làm dòng chảy lưu chất bắt đầu.

van cân bằng trạng thái cân bằng

Trạng thái mở hoàn toàn

Lúc này, lực của hệ thống vượt quá lực cân bằng. Điều này có nghĩa là lực hệ thống vượt khỏi lực của áp suất áp dụng và lực lò xo.

Van có thể vượt qua công suất lớn nhất khi áp suất vượt quá áp suất định mức. Hiện nay, có một số loại van an toàn thiết kế tốc độ dòng chất xả cao hơn bằng cách thay đổi kích thước xả lớn hơn,

van an toàn mở hoàn toàn

Trạng thái đóng hoàn toàn

Khi van an toàn ở trạng thái đóng hoàn toàn có nghĩa là không có sự rò rỉ. Lực mở thấp hơn lực cân bằng và đồng nghĩa là lực đóng lớn hơn lực mở sẽ làm van đóng cửa.

van an toàn đóng hoàn toàn

Các lưu ý khi sử dụng van an toàn

Van an toàn là một thiết bị chuyên dùng để bảo vệ hệ thống, bảo vệ thiết bị khỏi tình trạng quá áp với vị trí lắp đa dạng tại các đường ống, bơm thủy lực, các thiết bị chịu áp lực… Chính vì nó có vai trò quan trọng nên cần phải được đảm bảo cả khi lựa chọn, lắp đặt, vận hành và bảo dưỡng nhằm giúp van cũng như hệ thống đạt được hiệu quả tối đa.

Kích cỡ van an toàn

Đối với việc lựa chọn van thì kích cỡ là yếu tố quan trọng. Nếu van lớn quá sẽ gây lãng phí, cồng kềnh còn van nhỏ thì không đảm bảo tốc độ xả.

Van an toàn có kích thước nhỏ thì công suất xả tối đa của mức áp suất vượt quá quy định. Điều này sẽ khiến áp lực của hệ thống không giảm đi mà còn tăng lên tiếp tục.

Van an toàn quá lớn thì ngoài cồng kềnh nó còn không đạt được độ mở cửa lớn nhất, cửa van sẽ không mở hoàn toàn. Áp lực trong hệ thống khi tăng lên chỉ nâng nhẹ đĩa van ra khỏi ghế. Nó tiến hành giải phóng áp suất dư thừa và làm van từ từ đóng lại. Vậy nên van an toàn sẽ cho 1 chu trình đóng mở không đạt tiêu chuẩn như khi đã thiết kế.

Việc xác định kích thước của van cần được kỹ sư tư có kinh nghiệm, trình độ để tư vấn và hỗ trợ nhiệt tình.

van an toàn

Lắp đặt ở vị trí an toàn

Vị trí lắp đặt của van an toàn cần được chú ý kỹ hơn. Nó chỉ thích hợp lắp thẳng đứng với buồng lò xo, có nghĩa là ở phía trên, nắp ca pô. Giữa van an toàn và hệ thống không được lắp bất kỳ một van cách ly nào để đảm bảo hoạt động của van tốt nhất, hiệu quả cao và không bị ảnh hưởng đến các chức năng.

Có 3 điều mà chúng tôi muốn khách hàng nên tránh đó là: Lắp van an toàn đảo ngược, có một đường ống dài giữa van an toàn và hệ thống hoặc có nhiều phụ kiện, phụ tùng, uống giữa hệ thống và van an toàn.

Điều kiện để van an toàn hoạt động tốt

Để van an toàn có thể hoạt động tốt nhất thì khách hàng cần phải đảm bảo các điều kiện cơ bản như sau:
+ Sự tích lũy

+ Thổi khí

+ Áp lực ngược

+ Áp lực quá cao

+ Cài đặt áp suất

Bảo trì van an toàn

Bảo trì rất cần thiết để bảo vệ và làm tăng tuổi thọ của van. Quá trình bảo trì sẽ bao gồm các bước sau:

+ Test thử nghiệm van an toàn

Khi thực hiện bước này khách hàng có thể đánh giá được những rủi ro thực địa. Từ đó, người vận hành có thể thiết lập nên một chế độ bảo trì phù hợp để kiểm tra tổng thể, kiểm tra chức năng của van an toàn. Thông thường, các hãng đều khuyên người dùng nên bảo dưỡng 3 tháng 1 lần

+ Kiểm tra van an toàn

Tất cả các loại van an toàn trên thị trường đều được thiết kế cho phép người dùng có thể vệ sinh, kiểm tra, làm sạch bụi bẩn bên trong mà không làm thay đổi mức áp suất đã thiết lập.

+ Hiệu chỉnh van an toàn

Trong khi chúng ta đánh giá rủi ro thực tế thì cũng là lúc thiết lập nên mốc thời gian hiệu chỉnh lại van. Hầu như các hãng sản xuất đều khuyến cáo người dùng nên hiệu chỉnh lại van an toàn nước, khí, dầu… mỗi năm một lần

Khách nên quan sát bằng mắt thường để xem xét độ gia công tỉ mỉ của van cũng như tình trạng kỹ thuật của van. Tùy vào loại lưu chất đang dùng mà khách có thể dùng khí, hơi, dầu, nước để tăng áp, test thiết bị. Cuối cùng là kiểm tra độ khít, kín của van.

 Đây chính là thông tin mà chúng tôi muốn chia sẻ đến quý khách hàng và mong mỏi mỗi người, mỗi đơn vị, công ty khi có nhu cầu về thiết bị này đều có thể tìm được đúng loại, lắp đặt và sử dụng đúng cách.

Để có thể tìm cho mình một van an toàn phù hợp với nhu cầu, khách có thể liên hệ ngay với cửa hàng phân phối thiết bị khí nén, thiết bị thủy lực, điện miền Trung. Tại đây cung ứng đầy đủ các loại van an toàn thủy lực đến từ những thương hiệu nổi tiếng trên thế giới và Việt Nam: HDX, Saintfon, Yuken, Rexroth… với giá bán vô cùng hấp dẫn, số lượng phong phú và cam kết thời gian bảo hành lâu dài.

Hotline tư vấn: 0344.88.08.99

Website: https://thuylucmientrung.vn/