Van Giảm Áp: Phân Loại, Cấu Tạo,...

Van Giảm Áp là gì ? 

Thông thường, đầu ra của hệ thống thường có áp suất rất cao. Vì vậy, để lưu chất có thể thuận tiện truyền đi đến nhiều thiết bị và ứng dụng khác nhau, áp suất tại vị trí đó cần nhỏ hơn áp suất ban đầu. Để thực hiện điều này, người ta thường sử dụng van giảm áp để giảm áp suất đầu ra của hệ thống.

Van giảm áp (Pressure Reducing Valve) hay còn được gọi là van điều áp, van ổn áp, van điều tiết áp suất,… Là loại van công nghiệp được lắp lên đường ống, có chức năng làm giảm áp suất và ổn định áp lực đầu ra, để áp lực đầu ra luôn nhỏ hơn áp lực đầu vào của hệ thống, giúp các lưu chất có thể truyền đi dễ dàng đến các thiết bị khác nhau. nhưng áp suất không bị chênh lệch quá nhiều.

Định mức áp suất của van giảm áp là gì?

Khi dòng lưu chất được đưa vào hệ thống, các tác động bên trong ống cũng như tốc độ dòng chảy sẽ tạo áp suất cao, khiến áp lực dòng chảy tăng lên và cao hơn cả áp suất đầu vào.

Tuy nhiên, đến một lúc nào đó, đòi hỏi hệ thống phải phân chia lưu chất vào từng nhánh hoặc thiết bị khác nhau. Mỗi nhánh sẽ có loại áp suất khác nhau và thông thường đều thấp hơn áp suất của ống. Vì vậy, để đảm bảo áp suất đầu ra của những nhánh này được tương thích và phù hợp, không bị chênh lệch quá nhiều, người ta sẽ gắn vào ống một van giảm áp để tạo ra áp suất định mức.

Khi đi qua van, áp suất của lưu chất dù cao hay thấp đều sẽ bị biến đối về áp suất định mức này, tùy theo con số mà người vận hành mong muốn. Loại van này có thể điều chỉnh cho cả van giảm tác động trực tiếp và van giảm tác động gián tiếp.

Cấu tạo của van giảm áp

Van giảm áp có nhiều loại cấu tạo và hình dạng khác nhau. Tuy nhiên, theo nguyên lý hoạt động, hai loại cơ bản có thể kể đến là: Van giảm tác động trực tiếp (Direct Operated Pressure Reducing Valve) và van giảm tác động gián tiếp (Indirect Operated Pressure Reducing Valve).

                             

Cấu tạo van giảm tác động trực tiếp

• Thân van: Có nhiệm vụ chứa đựng và bảo vệ các thành phần bên trong thân. Kết nối với hệ thống bằng phương thức nối ren, nối hàn, mặt bích… cùng với nắp van tạo thành một thiết bị hoàn chỉnh, khép kín.
• Nắp van: Liên kết trực tiếp với thân van để đóng kín thiết bị, không cho lưu chất bị trào ngược ra ngoài trong quá trình hoạt động.
• Lò xo áp lực van: Bao gồm lò xo điều chỉnh, lò xo van chính.
• Trục van: Kết nối trực tiếp với đĩa van, có nhiệm vụ nhận lực từ tay vặn, sau đó tác động đến đĩa van, làm đĩa van hoạt động.
• Đĩa van: Có nhiều hình dạng khác nhau từ dạng bóng, dạng đĩa chốt, dạng nón,… Khi được tác động, đĩa van sẽ thực hiện hành động nâng lên, hạ xuống, giúp giảm áp suất cho hệ thống, có khả năng chống ăn mòn và oxy hóa tốt.
• Vít điều chỉnh áp suất: Có trách nhiệm điều chỉnh áp lực định mức cho đầu ra.

Cấu tạo van giảm tác động gián tiếp:

• Van chính: Là nơi thân van và đĩa van chính hoạt động. Được kết nối trực tiếp với ống, có chức năng điều chỉnh áp lực dòng chảy đầu ra và đầu vào của van.
• Vít điều chỉnh: Nơi điều chỉnh áp suất đầu ra của van.
• Lo xo điều chỉnh: Khi thực hiện hành động điều chỉnh, vít điều chỉnh sẽ tác động lực lên lò xo, từ đó truyền tín hiệu đến bộ điều khiển.
• Bộ điều chỉnh: Bộ điều chỉnh tự động, là nơi nhận tín hiệu của áp suất đầu ra. Van điều chỉnh có nhiệm vụ điều chỉnh áp suất tác động đến đĩa van, tạo nên sự cân bằng giữa áp suất trong van và áp suất đầu ra của van.
• Bộ điều khiển: Có nhiệm vụ quan trọng, tác động trực tiếp lên lò xo của van chính, giúp điều chỉnh độ mở của van chính, từ đó giúp tăng hoặc giảm áp suất đầu ra để lưu chất có thể lưu thông một cách dễ dàng đến các thiết bị khác mà không có sự chênh lệch.

Nguyên lý hoạt động của van giảm áp

Vì có cấu tạo khác nhau nên van giảm tác động trực tiếp hoặc van giảm tác động gián tiếp cũng sẽ có nguyên lý hoạt động khác nhau. Tuy nhiên chúng cũng có điểm chung là điều chỉnh áp suất dựa vào độ nén của lò xo điều chỉnh.

                               

Nguyên lý hoạt động của van giảm áp tác động trực tiếp

Ở trạng thái bình thường, van mở hoàn toàn, độ rộng của cửa van sẽ thiết lập bằng vít điều chỉnh, điều này sẽ tác động trực tiếp đến lò xo van, chỉ cần tăng hoặc giảm  độ nén của lò xo để tăng hoặc giảm áp. Áp suất định mức sẽ luôn giữa cho giá trị của áp suất đầu ra được ổn định và không thay đổi.

• Tăng áp suất đầu ra của van: Thực hiện vặn vít theo chiều kim đồng hồ, lò xo van bị tác động dẫn đến độ nén tăng. Hành động này sẽ làm giảm khẩu độ trực tiếp của van chính, tăng khe hở giữa ghế van và đĩa van. Lưu lượng dòng chảy của lưu chất qua van chính tăng, từ đó làm tăng áp suất đầu ra của van.
• Giảm áp suất đầu ra của van: Người vận hành chỉ cần vặn vít theo chiều ngược lại kim đồng hồ để độ nén lò xo giảm. Điều đó sẽ làm cho khe hở giữa ghế van và đĩa van hẹp lại. Lưu lượng dòng chảy của lưu chất qua van sẽ giảm, từ đó làm giảm áp suất đầu ra của van.

Nguyên lý hoạt động của van giảm áp tác động gián tiếp

Ở loại van này sẽ có một sự khác nhau so với loại van tác động trực tiếp là điều chỉnh sao cho cân bằng giữa áp suất đầu ra và áp suất tác động lên màng van chính. Sau đó thiết lập độ mở lớn, nhỏ của van chính để đạt được áp suất mong muốn.

• Tăng áp suất đầu ra: Vặn vít theo chiều quay của kim đồng hồ, điều này sẽ tạo nên momen xoắn tác động đến lò xo làm cho độ nén lò xo tăng lên. Bằng cách này, khẩu độ của van điều chỉnh được mở rộng, làm giảm áp lực lên màng van chính, giúp mở rộng khe hở giữa ghế van và đĩa van. Từ đó, lưu lượng dòng chảy đi qua van chính sẽ tăng hơn, làm tăng áp suất đầu ra của van.
• Giảm áp suất đầu ra: Vặn vít theo chiều ngược lại kim đồng hồ để giảm độ nén của lò xo. Lực nén lò xo giảm, khẩu độ của van điều chỉnh sẽ nhỏ lại, áp lực lên màng van chính tăng lên làm khe hở giữa ghế van và đĩa van hẹp lại. Lưu lượng dòng chảy đi qua van chính giảm sẽ làm giảm áp suất đầu ra của van.

Thông số kỹ thuật chung của van giảm áp

Mỗi loại van giảm áp sẽ có những thông số kỹ thuật khác nhau tùy vào nhu cầu sử dụng, dưới đây là bảng thông số chung của các thiết bị này:

• Kích thước: Từ 15A – 1000A
• Kích thước đường ống phi: Từ 21mm (DN15) – 114mm (DN100).
• Vật liệu: Inox, đồng, thép, gang,…
• Áp suất đầu vào: PN10, PN16, PN25, PN40, PN60
• Áp suất đầu ra: 0.5 – 35 kgf/cm2
• Nhiệt độ: -5 độ C – 350 độ C
• Tiêu chuẩn: IP67, BS, JIS
• Môi trường sử dụng: Nước, hơi, gas, khí, dầu
• Kiểu kết nối: Mối nối hàn, mối nối ren, mối nối lắp bích
• Xuất xứ: Nhật Bản, Hàn Quốc, Italia, Trung Quốc, Đài Loan, các nước châu Âu,…

                           

Phân loại van giảm áp

Có nhiều loại Pressure Reducing Valve trên thị trường với những đặc điểm riêng biệt. Vì vậy, để thuận tiện cho người sử dụng, dựa vào một số tiêu chí. thiết bị này được phân chia thành nhiều loại khác nhau như:

Phân loại theo phương thức hoạt động

Van giảm áp tác động trực tiếp

Loại van này thường được làm bằng các loại hợp kim rắn như inox, đồng, gang, thép,… thường có cấu tạo đơn giản hơn so với loại van gián tiếp.

Khi tác động một lực bằng cách xoay vít sẽ tác động trực tiếp đến lò xo của van, điều này sẽ làm tăng hoặc giảm độ nén của lò xo, giúp mở rộng hoặc thu hẹp khoảng cách giữa ghế van và đĩa van, từ đó sẽ làm tăng hoặc giảm áp suất đầu ra của hệ thống.

Van giảm áp gián tiếp

Loại van này hoạt động trên cơ chế gián tiếp và có cấu tạo phức tạp hơn van giảm áp trực tiếp. Cơ chế hoạt động dựa trên việc điều chỉnh sao cho cân bằng giữa áp suất đầu ra và áp suất tác động lên màng van chính. Sau đó thiết lập độ mở lớn, nhỏ của van chính để đạt được áp suất mong muốn.

Có tỉ lệ giảm áp cao nhưng van điều chỉnh dòng chỉ cho phép điều chỉnh một mức nhỏ áp suất tại mỗi lần điều chỉnh.