Cấu Tạo Và Hoạt Động Của Các Loại Van Một Chiều

Van một chiều là gì và tại sao lại sử dụng van một chiều cho hệ thống đường ống?

Van một chiều: Được lắp đặt trên hệ thống đường ống giúp bảo vệ đường ống dẫn vận hành ổn định, van cho phép dòng chất lỏng - khí đi qua van ống chỉ theo 1 hướng nhất định và ngăn cản dòng theo hướng ngược lại. Khi có sự cố tụt áp tại một máy bơm, nếu không có van 1 chiều lắp ở cửa đẩy của máy bơm đó, thì một phần lưu lượng chất lỏng có thể chảy ngược về máy bơm bị tụt áp. Điều này không có lợi trong quá trình vận hành hệ thống. Van một chiều được sử dụng để bảo vệ các thiết bị của mạch thủy lực như ống dẫn, máy bơm, bình chứa… Ngoài ra van một chiều còn có tác dụng ngăn ngừa sự mất mát chất lỏng-khí khi có sự cố rò rỉ, hỏng hóc ống dẫn.

Van một chiều có nhiều kiểu như loại có hai lá lật, mặt bích, van bằng đồng, inox,...

Như vậy bất kì hệ thống đường ống cần lắp đặt van một chiều nhằm điều hướng dòng chảy và giúp tránh các sự cố bể ống, rò rỉ, hỏng hóc giúp hệ thống hoạt động ổn định.

[caption id="attachment_967" align="aligncenter" width="497"] Nguyên lý hoạt động của van 1 chiều[/caption]

Van một chiều bao gồm 2 dạng chính là: dạng trượt và dạng cửa xoay.

[gallery columns="2" link="none" size="full" ids="1935,1934"]

Nguyên tắc lắp đặt van 1 chiều: Van một chiều dạng trượt được lắp trên đoạn ống dẫn nằm ngang, van một chiều dạng cửa có thể lắp trên đoạn ống dẫn nhiều hướng như hướng nằm ngang hoặc thẳng đứng.

Các bộ phận chính của van bao gồm: Thân van, đĩa van, phần tử trượt – dạng trượt (cửa xoay – dạng cửa xoay), mặt đế đỡ, phần tử trợ lực (lò xo, then…).

I. Phạm vi ứng dụng van một chiều: 

Van 1 chiều có nhiều ứng dụng rộng rãi trong nhiều thiết bị thủy lực trong các: Hệ thống đường ống, hệ thống kỹ thuật nước, nhiệt, hơi, hệ thống thông gió, chữa cháy, điều hòa không khí, các khu xử lý chất thải,...

II. Nguyên lý hoạt động của van:

Cửa van ở trạng thái đóng khi không có dòng chất lỏng hay khí chảy qua van do tác dụng của trọng lượng của chính cửa van hoặc lực lò xo giúp cho van “Đóng”. Khi xuất hiện dòng chảy đến van, phần tử trượt (cửa xoay) dưới tác động của năng lượng dòng chảy bị đẩy khỏi vị trí đóng và cho phép dòng chảy đi qua van. Tại thời điểm vận tốc dòng chảy về không, phần tử trượt (cửa xoay) quay về vị trí đóng, áp suất cửa ra của van tác động lên phần tử trượt giữ chặt phần tử trượt ở vị trí đóng và ngăn cản dòng chảy về hướng cửa vào của van. Sự hoạt động của van một chiều hoạt động hoàn toàn tự động dưới tác động của dòng chảy chất lỏng - khí.

III. Cấu tạo van:

1. Van một chiều dạng trượt:

So với các dạng van một chiều khác, van một chiều dạng trượt có cấu trúc đơn giản hơn nhiều. Nhờ cấu tạo đơn giản van một chiều dạng trượt đảm bảo độ tin cậy khi làm việc, nhưng cũng vì thế mà van một chiều dạng trượt dễ bị tắc nếu chất lỏng không được lọc kỹ.

Về mặt cấu trúc van một chiều dạng trượt luôn đảm bảo trục đường ống dẫn vuông  góc với trục của mặt đế đỡ. Thường thì phần tử trượt nằm trên đĩa đỡ nhờ chính khối lượng của nó, nhưng như vậy luôn phải đảm bảo van được lắp đặt nằm ngang. Để đảm bảo van một chiều dạng trượt có thể lắp trên đoạn ống nằm đứng, người ta sử dụng lò xo làm phần tử hỗ trợ kẹp chặt. Một phương án khác có thể sử dụng là thay đổi cấu trúc van: van một chiều bi trượt. Loại van này chỉ được sử dụng ở đường ống nhỏ.

[caption id="attachment_1938" align="aligncenter" width="324"] Van một chiều bi trượt[/caption]

2. Van một chiều dạng cửa xoay:

Điểm đặc trưng của van một chiều dạng cửa xoay đó là trục của mặt đế đỡ luôn trùng với trục đường ống dẫn chất lỏng-khí. Khi không có dòng chất lỏng-khí tới van, mặt đế đỡ được đóng kín bởi cửa xoay. Khi có dòng chất lỏng-khí tới van, cửa xoay quay quanh trục tạo khe hở cho phép chất lỏng-khí đi qua van. Khi ngắt dòng qua van cửa xoay quay trở về vị trí đóng nhờ khối lượng của chính nó. Ở dạng van nằm ngang, trục quay của cửa xoay được thiết kế cao hơn so với trục đường ống, để đảm bảo cửa sập quay về vị trí đóng khi không có dòng. Tại thời điểm ngắt dòng qua van, cửa xoay từ vị trí mở quay về vị trí đóng, với những van có kích thước lớn, có thể tạo ra va đập thủy lực giữa cửa xoay và mặt đế đỡ.

Để khắc phục sự cố đó người ta phân 2 trường hợp:

-         Không cần khắc phục: Là khi đường kính cửa sập nhỏ hơn 400mm, khi đó va đập không gây ảnh hưởng nghiêm trọng tới khả năng làm việc của van và hệ thống.

-         Cần khắc phục: Với những van một chiều ở thiết bị chuyên dụng cần gia công phần va chạm của cửa sập đủ mềm và nhẵn. Gắn các thiết bị giảm chấn, tay đòn lên cửa xoay. Ưu điểm cửa loại van này so với các loại van một chiều khác là có thể đảm bảo khả năng làm việc với đường kính ống dẫn lớn, chất lỏng thô (nhiều tạp chất, chưa được lọc kỹ).

[caption id="attachment_1937" align="aligncenter" width="320"] Van một chiều cửa xoay - nằm ngang trong ống khí - siêu thanh của NASA (đường kích 7m)[/caption]

3. Van một chiều dạng bích.

Van một chiều dạng bích đem lại hiệu quả cao về mặt kỹ thuật với ưu điểm chính làm giảm chiều dài lắp van và chi phí lắp ráp.

Van một chiều dạng bích có 2 loại: Đĩa bích lò xo, cửa đôi.

Sự khác biệt cơ bản của van một chiều dạng bích với các van một chiều khác là không sử dụng các mặt bích để nối van với đường ống dẫn. Nhờ đó mà khối lượng van giảm 5 lần, và độ dài lắp ráp van giảm 6-8 lần so với các van một chiều khác.

Phần tử làm việc của van dưới tác dụng của dòng chất lỏng-khí di chuyển dọc theo hướng chảy và tạo ra khe hở cho phép dòng chất lỏng qua van. Van dạng bích có thể lắp đặt theo cả phương ngang và phương đứng.

-         Đĩa bích lò xo: Nguyên lý hoạt động tương tự với nguyên lý hoạt hoạt động của Van 1 chiều bi trượt. Sử dụng đĩa bích lò xo nhằm mục đích tiết kiệm chiều dài lắp van, và khối lượng van. Kích thước đĩa bích lò xo 15-200mm.

[gallery link="none" columns="2" size="full" ids="1939,1940"]

-         Dạng cửa đôi:  Kích thước 50-700mm. Sử dụng van 1 chiều dạng cửa đôi để ngăn ngừa va chạm thủy lực.

[gallery link="none" columns="2" size="full" ids="1936,1949"]