Nội dung chính
Van một chiều là gì?
Sản xuất công nghiệp ngày nay được năng suất cao, ít tốn kém chi phí cũng một phần nhờ vào hoạt động hiệu quả của hệ thống khí nén và hệ thống thủy lực. trong các hệ thống ấy, có một thiết bị không thể thiếu đó là van một chiều.
Vậy van một chiều là gì? Đây là một thiết bị được lắp trên đường ống dẫn lưu chất với chức năng cho dòng chất hơi, khí nén, dầu thủy lực… đi theo một chiều duy nhất, ngăn cản dòng chảy ngược hay rò rỉ về bơm hay thiết bị gây hư hỏng, sự cố.
Van 1 chiều trong tiếng anh có nhiều tên gọi khác nhau: one way valve, check valve hay non return valve. Khả năng ứng dụng của thiết bị rất phong phú với đường ống dẫn, hệ thống bình chứa, thiết bị bơm…
Về cơ bản, van 1 chiều máy nén khí sẽ có cấu tạp gồm 2 cửa van: 1 cửa vào là cửa dung chất có thể đi qua, 1 cửa là ngăn không cho dung chất có thể đi ngược lại. Trong các dây chuyền, hệ thống thì van một chiều hoạt động một cách tự động hoàn toàn. Khi trạng thái bình thường, van xả khí nén 1 chiều sẽ đóng cửa van.
Cấu tạo van 1 chiều
Van 1 chiều được các hãng kỹ thuật nghiên cứu và sản xuất sao cho theo tiêu chuẩn châu Âu, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường. Cấu tạo của van này khá đơn giản với các bộ phận như:
1. Nắp đậy: Chất liệu để sản xuất chi tiết này trùng với chất liệu của thân van như: gang, inox, đồng…
2. Chốt: Thường được làm bằng thép bu lông không gỉ.
3. Thân van: Có nhiều sự lựa chọn cho khách hàng hơn khi chất liệu chế tạo chi tiết này đa dạng: đồng, inox, nhựa, gang, thép đúc.
4. Chốt định bị hay còn gọi là chốt xoay bản lề: Nó được làm bằng thép không gỉ.
5. Vòng đệm hay còn gọi phớt: Được làm bằng cao su có độ mềm, dẻo, đàn hồi tốt. Chức năng của nó đó là làm kín, giảm độ ồn và giảm âm khi làm việc.
6. Chốt đĩa: Chi tiết này được làm bằng thép không gỉ.
7. Đĩa van: Thông thường người ta thường chọn van 1 chiều có đĩa làm bằng inox, thép bọc cao su, kim loại gang, để hạn chế ăn mòn, oxi hóa.
Nguyên lý hoạt động của van một chiều
Van 1 chiều cho máy nén khí hay van 1 chiều của hệ thống dầu đều có chung một nguyên lý hoạt động.
Ở trạng thái không hoạt động có nghĩa là van một chiều ở trạng thái bình thường. Lực đàn hồi của lò xo sẽ làm bi bị áp chặt và bị kín van. Tuy nhiên, khi chúng ta cho dòng lưu chất: hơi, khí, dầu, nhớt… có áp suất và tạo lực tác động lên bi. Lực này lúc đầu sẽ nhỏ hơn lực lò xo rồi sau đó tăng dần lên. Đến một mức, lực của dòng chất sẽ lớn hơn lực của lò xo nên dòng chất được đi qua van một cách dễ dàng.
Nếu như không cấp dòng lưu chất theo chiều ban đầu mà theo hướng ngược lại, lực đàn hồi lò xo làm bi bị chặt, van sẽ đóng kín. Chính vì thế mà ở chiều ngược lại, lưu chất sẽ không bao giờ được phép đi qua van.
Khi nào cần dùng van 1 chiều
Chắc không ít khách hàng thắc mắc: Tại sao chất lỏng, khí nén hay hơi không thể đi qua ở chiều ngược lại của van 1 chiều?
Câu trả lời rất đơn giản đó là do thiết kế của van. Các chi tiết, bộ phận được kết nối với nhau theo 1 cấu trúc. Ở chiều ngược lại, không có lực tác động nào lớn hơn lực lò xo nên không thể làm lò xo mở cửa van và lưu chất sẽ bị chặn, không đi qua van. Đó cũng chính là cách lý giải cho chính tên gọi: Van một chiều.
Khi nào cần dùng loại van 1 chiều? Khi mà dòng chảy của khí hay dầu theo chiều ngược lại có thể gây nguy hại cho hệ thống thì cần lắp và sử dụng ngay loại van này. Và có một lưu ý dành cho khách hàng đó là ngay cả khi lưu chất có áp nhưng áp không đủ lớn thì van an toàn cũng không mở, không hoạt động được.
Van một chiều đóng vai trò an toàn khi khi nó ngăn việc chảy ngược lại của dòng chất bởi nếu di chuyển ngược lại sẽ làm hư hỏng bơm, động cơ thủy lực, những thiết bị trước nó.
Van cũng được dùng trong một số trường hợp cần phải đảm bảo an toàn thực sự an toàn thực sự.Với các hệ thống thủy lực dùng cho thang máy mà sự chuyển động ngược lại của dòng chất có thể gây rơi tải, hạ tải một các không kiểm soát thì cần phải lắp van một chiều.
Cụ thể là trong trường hợp cẩu nâng hàng hóa từ mặt đất lên vị trí cao 5m, bơm bị hỏng hay động cơ rò rỉ gây mất áp suất. Nếu không có van một chiều thì vật sẽ rơi tự do với vận tốc lớn gây nguy hiểm cho người và máy móc xung quanh.
Cách lắp đặt van 1 chiều
Trên van một chiều khí nén hay thủy lực đều có những ký hiệu đó là mũi tên thông tin chiều dòng chảy của van.
Dựa vào đó, người vận hành tiến hành lắp đặt theo đúng chiều mà muốn lưu chất đi qua.
Vậy nếu lắp đặt bị ngược chiều mũi tên thì hiển nhiên hệ thống sẽ không hoạt động, người lắp phải tốn thời gian, sức lực để tháo và lắp cho đúng yêu cầu. Tuy không ảnh hưởng đến hệ thống, không gây hư hỏng nhưng quá trình lắp cần được chú ý, tỉ mỉ và cẩn thận.
Phân biệt các loại van một chiều
Chúng ta cùng khám phá xem thị trường hiện nay có bao nhiêu loại van 1 chiều để giúp việc lựa chọn van khi có nhu càu được chính xác, nhanh chóng hơn.
Van một chiều lá lật
Cấu tạo của van 1 chiều lá lật đặc biệt khi thân và cửa van được gắn với nhau bằng hệ thống bản lề. Nhờ vào thiết kế bản lề này mà khi có dòng chất đi qua thì lực đẩy của dòng sẽ làm van mở cửa. Vậy khi ngắt dòng thì van sẽ có cơ chế đóng như thế nào? Do trọng lượng cửa van nặng nên ngắt dòng, cửa van sẽ đóng tại vị trí đệm làm kín và sẽ ngăn không cho dòng chất qua van.
Van một chiều cối
Van một chiều cối có đĩa van có thể di chuyển trượt lên và xuống. Thông qua đó, van cũng cho phép dòng chất đi qua hoặc không đi qua.
Khi cho khí nén hay hơi, dầu đi vào van, lực của dòng lưu chất sẽ đẩy đĩa van trượt lên và cho phép dòng chất đi qua van. Khi ngắt dòng chất, điều đó cũng có nghĩa là không có lực đẩy, trọng lượng đĩa van sẽ làm van trượt xuống và ngăn cản hiệu quả dòng chất đi qua van.
Van một chiều cánh bướm
Van 1 chiều cánh bướm hay van 1 chiều cửa đôi đều là tên gọi chung để chỉ loại van có 2 cánh van dạng hình cánh bướm.
Dòng lưu chất sẽ qua cửa vào để đi vào van, dòng chất có áp suất và lực tác động lên cánh van khiến chúng mở ra và dòng chất khí, dầu sẽ đi qua.
Khi tiến hành ngắt dòng lưu chất đi vào thì lực đàn hồi lò xo làm cánh van khép lại. Van đóng và dòng chất không được phép đi qua.
Van một chiều lò xo – Spring Loaded In-Line valve
Loại van một chiều này có kết cấu đặc biệt hơn khi lò xo gắn vào tâm đĩa. Vị trí của lò xo đó là song song với dòng chảy và trục của ống. Khi dòng chảy của lưu chất tạo ra áp lực lớn và nó tác động lên bề mặt dĩa, thắng được lực đàn hồi của lò xo thì van một chiều mới mở. Và theo như đánh giá của chúng tôi thì loại van này là phổ biến nhất.
Van một chiều cầu – Ball Loaded valve
Van 1 chiều cầu hay van 1 chiều dạng bi cầu có cấu tạo được nhận xét là giống với van 1 chiều đĩa lò xo.Tuy nhiên, van này nổi trội hơn do tổn thất áp suất nhỏ hơn. Thiết kế biên thon hơn nên hạn chế được ma sát, tổn hao năng lượng.
Van một chiều dạng màng – Diaphragm Loaded valve
Cấu tạo của loại van này có 1 màng cao su. Nó có độ đàn hồi, dẻo tốt giúp chặn cửa ống và bịt kín ống. Dòng chất như: khí, hơi, dầu… đi đến màng cao su. Áp lực của dòng chất tăng lên do đang bị chặn, đến ngưỡng thì thắng được lực đàn hồi của màng cao su. Van mở để dòng chất đi qua.
Và ngược lại, khi dòng chất không đi qua hoặc áp của chúng chưa đủ lớn thì van sẽ ở trạng thái đóng kín.
Van một chiều dạng nâng hạ – Lift check valve
Van một chiều dạng nâng hạ có nhiều nét tương đồng với van 1 chiều dạng đĩa. Tuy nhiên điểm phân biệt của nó đó là vị trí lò xo. Van đĩa thì lò xo song song với trục ống còn van dạng nâng hạ có lò xo vuông góc với dòng chất, trục ống.
Van một chiều kiểu xoay – Swing check valve
Van một chiều kiểu xoay là loại van 1 chiều dạng đĩa giống van một chiều, tuy nhiên không mở van theo chiều chuyển động tịnh tiến, mà van một chiều này sẽ đóng mở van bằng tác động của áp lực khí nén hay dầu thủy lực làm xoay quanh bản lề.
Van một chiều mỏ vịt – Duckbill check valve
Van một chiều mỏ vịt ít được thông dụng hơn so với các loại van còn lại. Nhiều người nhận xét van khá giống với van màng vì cấu tạo có cao su đàn hồi, mềm. Khi không làm việc, van 1 chiều mỏ vịt có dạng nón tròn xoay. Đỉnh nón đóng lại nên dòng chất không đi qua van.
Áp lực của dòng chất tăng dần lên và lực này thắng được lực đàn hồi của cao su nên van mở. Quá trìn này khá giống với mở của mỏ vịt nên van có tên là van 1 chiều mỏ vịt.
Các chất liệu làm van một chiều
Chất liệu là điều mà hầu hết các khách hàng quan tâm khi lựa chọn van vì nó là yếu tố tác động đến tuổi thọ và giá thành van.
Bằng đồng thau
Đồng thau là chất liệu hàng đầu mà các hãng sản xuất lựa chọn với mong muốn thiết bị bền bỉ, tuổi thọ cao.Van một chiều làm bằng đồng có độ cứng cáp nhất định. Van chịu được áp suất cao. Tuy nhiên nhược điểm của loại van này là vẫn bị ăn mòn khi môi trường là nước biển.
Người ta thường chọn van 1 chiều máy nén khí Hitachi bằng đồng để không bị oxi hóa trong môi trường dầu, hơi, nước, khí.
Bằng thép không gỉ
Van 1 chiều máy nén khí piston thường được làm bằng chất liệu thép không gỉ. Đây là chất liệu tốt mà không chỉ hãng sản xuất mà còn các kỹ sư ưa chuộng. Khả năng chống ăn mòn của loại van 1 chiều này cực tốt, kể cả trong môi trường nước biển. Ngoài ra, nó còn chịu áp suất tốt, nhiệt độ cao, tính vật lý ổn định. Giá van 1 chiều máy nén khí bằng thép không gỉ cao. Đó là nhược điểm lớn của nó.
Bằng nhựa PVC (Polyvinyl Clorua)
Nếu môi trường và dung chất làm việc có áp suất, nhiệt độ thấp thì van 1 chiều PVC là lựa chọn phù hợp.Van chống ăn mòn tốt đối với các dung dịch: dung môi hữu cơ, axit, nước biển, dung dịch clorua. Tuy nhiên, nó lại không chịu được clo và hydrocarbon thơm có nhiệt dưới 60 độ C.
Bằng nhựa Polypropylen (PP)
Một điều mà khách hàng cần lưu ý đối với van 1 chiều PP đó là áp suất làm việc thấp, nhiệt độ dưới 100 độ C.
Ưu điểm mạnh mẽ của loại van này là chống ăn mòn khi làm việc trong môi trường ba zơ, axit vô cơ, dung dịch nước ăn mòn.Tuy nhiên nó lại không chịu được axit đậm đặc có nhiệt độ dưới 80 độ C
Tùy vào môi trường lắp đặt, chế độ làm việc, công suất và yêu cầu mà khách hàng có thể lựa chọn van 1 chiều được cấu tạo từ các chất liệu khác nhau, sao cho đảm bảo chất lượng cao, tuổi thọ lớn, giá thành phải chăng. Ví dụ như lựa chọn van 1 chiều máy nén khí fusheng thì chọn loại chất liệu thép không gỉ. Tuy giá thành cao nhưng ít hư hỏng, độ bền 2-3 năm hoặc hơn.
Vấn đề thường gặp khi sử dụng van 1 chiều
Van một chiều là thiết bị xuất hiện trong hầu hết các hệ thống khí nén, thủy lực và được sử dụng rộng rãi. Tuy nhiên, trong quá trình lắp đặt và làm việc của loại van này, chúng ta vẫn thường gặp những vấn đề gây ảnh hưởng đến hiệu quả, công suất.
Chúng tôi chỉ có thể liệt kê ra 2 vấn đề thường gặp nhất, đó là hiện tượng búa nước và hiện tượng chất lỏng chảy ngược lại.
Hiện tượng búa nước
Khi sử dụng dây chuyền, hệ thống thủy lực thì hiện tượng búa nước đã không còn xa lạ với người vận hành khi nó xảy ra một cách thường xuyên.
Van một chiều cần một khoảng thời gian nhất định để đóng van. Tuy nhiên thời gian lâu làm đóng van muộn thì van 1 chiều không thể nào đảm bảo được nhiệm vụ bảo vệ các thiết bị đằng trước van bởi những làn sóng xung kích vẫn có thể tràn qua van một chiều thủy lực và để lại hậu quả xấu.
Hiện tượng dòng chất lỏng chảy ngược lại
Chức năng của van 1 chiều đó là cho dòng chảy đi theo 1 chiều duy nhất. Nhưng do thời gian đóng của van một chiều không nhanh nên một phần của dòng chất lỏng sẽ bị rò rỉ và chảy ngược lại gây ảnh hưởng đến các thiết bị khác, thậm chí gây hỏng.
