Van giảm áp là gì? Cấu tạo và vai trò của van giảm áp

Van chỉnh áp là gì? Là thiết bị điều chỉnh áp suất, duy trì mức áp suất phù hợp cho hệ thống; đảm bảo an toàn cho thiết bị và ngăn ngừa sự cố do áp suất bất thường. Với vai trò quan trọng trong việc kiểm soát dòng chảy áp suất chất lỏng, khí,...van chỉnh áp được sử dụng phổ biến cho hệ thống cấp nước, khí nén và bạn dễ dàng bắt gặp trên các thiết bị như máy rửa xe, máy nén khí,...

Van giảm áp là gì?

Van giảm áp là gì? van điều áp là gì? là câu hỏi của rất nhiều người.

Van giảm áp (có tên gọi khác như van điều áp, van ổn áp, van chỉnh áp,...) được lắp đặt trên đường ống để điều chỉnh áp suất nước hoặc hơi nóng, khí nén sao cho áp lực đầu ra luôn ổn định và thấp hơn so với áp lực đầu vào. Chẳng hạn, trong một hệ thống dẫn nước, lưu lượng nước bên trong đường ống quá lớn, vượt qua áp lực chịu đựng của đường ống. Lúc này, van điều áp sẽ thực hiện nhiệm vụ điều tiết, giảm lưu lượng đi qua van.

Van giảm áp trên máy rửa xe cao áp

Van điều áp thường được làm từ gang, đồng, thép, inox,...; vận hành hoàn toàn tự động nhờ vào áp lực của lưu lượng tác động vào bên trong thân. Van giảm áp giữ vai trò không thể thiếu trong việc kiểm soát áp suất, đảm bảo an toàn, tối ưu hiệu suất vận hành và kéo dài tuổi thọ của thiết bị trong hệ thống.

Van giảm áp tiếng anh là gì? Trong tiếng anh van giảm áp, van điều áp có tên gọi là Pressure reducing valve.

Định mức áp suất của van giảm áp

Định mức áp suất của van giảm áp là thông số quan trọng, chỉ ra phạm vi áp suất mà van có thể hoạt động hiệu quả. Định mức áp suất gồm 2 giá trị:

• Áp suất đầu vào tối đa (Maximum Inlet Pressure): Là định mức áp suất lớn nhất mà van có thể chịu được ở phía đầu vào mà không gây hư hỏng. Giá trị thường nằm trong khoảng từ 6 - 40 bar, tùy theo loại van và mục đích sử dụng.
• Áp suất đầu ra điều chỉnh được (Outlet Pressure Range): Là phạm vi áp suất mà van có thể điều chỉnh và duy trì ở phía đầu ra. Giá trị thường dao động từ 0.1 đến 10 bar hoặc cao hơn.

Mỗi loại van (dùng cho nước, khí nén, hơi nước, dầu) có định mức áp suất khác nhau. Vì thế khi chọn van giảm áp, cần xem xét kỹ định mức áp suất để đảm bảo phù hợp với yêu cầu của hệ thống, tránh hư hỏng hoặc mất an toàn.

Phân loại van giảm áp

Căn cứ vào nhiều tiêu chí, người ta chia van giảm áp thành các loại sau:

Phân loại van điều áp theo phương thức hoạt động

• Van điều áp trực tiếp: Khi lắp đặt vào hệ thống đường ống, áp lực sẽ giảm ngay tại đầu ra của van. Điểm cộng của van này đó là hoạt động ổn định, điều chỉnh nhanh nhạy. Tuy nhiên, lại có nhược điểm về kích thước, những đường ống có kích thước lớn hơn 4 inch sẽ không phù hợp.

Van điều áp gián tiếp và trực tiếp

• Van giảm áp gián tiếp: Còn được gọi là van giảm áp thủy lực, điều chỉnh áp lực của đường ống thông qua pilot. Loại van này nổi bật với kết cấu chắc chắn, chịu lực tốt nên thường được lắp đặt cho đường ống kích cỡ lớn như hệ thống cấp thoát nước, dầu khí,...Bù lại, giá thành hơi cao và đòi hỏi kỹ thuật cao khi lắp đặt.

Phân loại van chỉnh áp theo môi trường sử dụng

• Van giảm áp lực nước: Có công dụng giảm áp suất và ổn định áp lực đầu ra của hệ thống, bảo vệ an toàn cho đường ống và các thiết bị nên được sử dụng trong các hệ thống cấp nước dân dụng, công nghiệp.
• Van giảm áp khí: Có tên gọi khác là van chỉnh áp khí nén, van điều áp khí nén,...Thực hiện nhiệm vụ điều chỉnh áp suất khí để bảo đảm sự ổn định áp suất đầu ra; thường được sử dụng cho các loại máy nén khí. Van sẽ có 2 đồng hồ được gắn vào 2 đầu để hiển thị áp lực đầu vào và áp lực đầu ra.

Van điều áp khí trên máy nén khí

• Van giảm áp hơi nóng: Thường được sử dụng trong các nhà máy hơi, hệ thống nồi hơi, lò hơi; hệ thống sấy, hấp thực phẩm,...Thực hiện chức năng điều chỉnh hơi nóng đúng với áp lực và nhiệt độ; duy trì sự ổn định áp suất đầu ra theo định mức có sẵn.
• Van giảm áp thủy lực: Hoạt động theo kiểu gián tiếp, dựa vào áp lực của dòng chảy đẩy vào hệ thống và áp lực dòng chảy được điều chỉnh qua pilot; được làm từ gang với kích thước từ DN50 – DN500.

Phân loại van ổn áp theo phương thức kết nối

• Mối nối hàn: Van được hàn kín trong đường ống, thường là những đường ống có kích thước lớn. Mối nối hàn giúp van có sự kết nối chắc chắn, không bị rơi vỡ khi va chạm, rung lắc.
• Mối nối ren: Được lắp đặt cho các đường ống nhỏ, dưới DN50; vật liệu sản xuất chủ yếu là đồng, thép, inox, gang,..
• Mối nối lắp bích: Sử dụng cho hệ thống có đường ống từ DN40 – DN300, trên thân có mặt bích để lắp đặt. Loại van mối nối lắp bích có khả năng làm kín tốt hơn so với van lắp ren, hạn chế được rò rỉ.

Van điều áp mối nối lắp bích, nối ren, nối hàn

Phân loại theo vật liệu

• Van chỉnh áp đồng: Có khả năng chịu nhiệt, độ bền cao; thường là kiểu lắp ren hoặc lắp bích. Vì có độ bền, khả năng điều chỉnh áp suất dễ dàng nên hay được dùng trong hệ thống nước sạch tòa nhà chung cư, trong ngành thực phẩm,...
• Van chỉnh áp gang: Lớp ngoài thường được sơn một lớp epoxy, có độ bền cơ học cao, chống chịu được trong môi trường khắc nghiệt nên được sử dụng trong hệ thống khí nén, khí nóng,...
• Van chỉnh áp inox: Được làm từ hợp kim cứng, khả năng chống ăn mòn và oxy hóa khá tốt; thích hợp sử dụng trong hệ thống hóa chất, xăng, gas, khí nén,...

Van giảm áp bằng đồng, gang, inox

Cấu tạo, nguyên lý của van giảm áp

Dưới đây là cấu tạo và nguyên lý làm việc của 2 loại van giảm áp được sử dụng phổ biến nhất.

Van giảm áp trực tiếp (Direct Operated Pressure Reducing Valve)

• Cấu tạo:

+ Thân van: Được kết nối bằng các mối hàn, mối ren hoặc lắp bích với nhau; có sự liên kết chặt chẽ với bộ phận nắp van; thực hiện nhiệm vụ chứa đựng và bảo vệ các thành phần chứa bên trong ren.

+ Nắp van: Có chức năng cách ly hoàn toàn bộ phận bên trong đường ống với môi trường bên ngoài. Nhờ đó, giúp các lưu chất không bị trào ngược trong quá trình chuyển dịch lưu chất.

+ Lò xo áp lực van: Được làm từ thép không gỉ, bao gồm lò xo điều chỉnh và lò xo van chính.

+ Trục van: Được kết nối trực tiếp với đĩa van, có nhiệm vụ nhận lực từ tay vặn rồi tác động lên đĩa và làm đĩa van hoạt động.

+ Đĩa van: Được thiết kế với nhiều hình dạng khác nhau như dạng bóng, dạng chốt, dạng nón,... Đĩa van hoạt động bằng cách nâng lên hoặc hạ xuống khi có tác động để thực hiện nhiệm vụ giảm áp suất trong hệ thống.

+ Tay quay: Được sử dụng cùng với vít để điều chỉnh áp lực đầu ra.

+ Nắp đáy: Được lắp đặt với thân van, giúp việc tháo lắp và bảo dưỡng, sửa chữa dễ dàng và nhanh chóng hơn.

• Nguyên lý làm việc:

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

Nguyên lý làm việc của điều áp trực tiếp theo độ nén của lò xo

+ Tăng áp suất đầu ra van: Điều chỉnh núm vặn theo chiều kim đồng hồ, trục van đè xuống dưới khiến cho lò xo nén lại. Lò xo nén lại sẽ tác động lên đĩa van khiến đĩa van bị đẩy xuống dưới. Khi đó, van mở theo góc cài đặt và đồng hồ đo áp suất sẽ hiển thị mức áp suất đầu ra.

+ Giảm áp suất đầu ra van: Điều chỉnh núm vặn theo chiều kim đồng hồ để lò xo giãn ra, độ nén giảm, đĩa van và trục van dần thu hồi do lực đàn hồi của lò xo. Sau đó, quan sát trên đồng hồ đo, lượng áp suất giảm dần.

Van điều áp gián tiếp (Indirect Operated Pressure Reducing Valve)

• Cấu tạo:

Các bộ phận của van điều áp gián tiếp

+ Thân van, nắp van: Hai bên có mặt bích để kết nối với đường ống.

+ Trục van: Được lắp đặt cố định vào đĩa van.

+ Đĩa van: Được làm từ gang, thép và bọc cao su EPDM.

+ Hệ thống ống dẫn: Được chế tạo từ đồng thay, thép hoặc inox.

+ Đồng hồ đo áp: Gồm có 2 chiếc, dùng để đo áp suất đầu vào và đầu ra.

+ Pilot: Là hệ thống điều khiển lá van tự động, có chức năng điều chỉnh áp suất đầu ra theo yêu cầu của người dùng.

• Nguyên lý vận hành:

Khác biệt với van điều áp trực tiếp, loại van này sẽ điều chỉnh sao cho cân bằng giữa áp suất đầu ra và áp suất tác động vào màng van chính. Sau đó, thiết lập độ mở lớn/nhỏ của van chính để đạt mức áp suất mong muốn.

+ Tăng áp suất đầu ra: Vặn vít theo chiều kim đồng hồ để tạo momen xoắn tác động lên lò xo làm cho độ nén lò xo tăng liên. Theo đó, khẩu độ của van điều chỉnh được mở rộng, làm giảm áp lực lên van chính; giúp mở rộng khe hở giữa ghế van và đĩa van khiến cho lưu lượng dòng chảy đi qua van chính tăng lên, làm tăng áp suất đầu ra.

+ Giảm áp suất đầu ra: Thực hiện vặn vít ngược với chiều kim đồng hồ để giảm độ nén của lò xo. Lực nén của lò xo giảm, khẩu độ của van điều chỉnh cũng nhỏ lại, áp lực lên màng van chính tăng lên làm cho khe hở giữa ghế van và đĩa van hẹp lại. Khi đó, lưu lượng dòng chảy đi qua van sẽ giảm và áp suất đầu ra cũng sẽ giảm.

Đặc điểm của van giảm áp

Pressure reducing valve có những đặc điểm nổi bật sau:

Đặc điểm nổi bật của van chỉnh áp

• Vận hành tự động: Một số loại van có khả năng làm việc tự động nhờ vào lưu lượng chất trong ống.
• Điều chỉnh áp suất ổn định: Van điều áp tự động giảm áp suất đầu vào cao xuống mức thấp hơn, ổn định ở đầu ra.
• Bảo vệ hệ thống: Van giảm áp có tác dụng gì? Ngăn chặn áp suất vượt quá giới hạn thiết kế, tránh nguy cơ hỏng hóc thiết bị trong hệ thống.
• Thiết kế linh hoạt, đa dạng: Pressure reducing valve rất đa dạng từ kích thước cho đến chất liệu, thương hiệu sản xuất; đáp ứng tốt yêu cầu của hệ thống từ nhỏ đến lớn.
• Độ bền cao, dễ bảo trì: Cấu trúc bền bỉ, chắc chắn; có khả năng chống ăn mòn tốt giúp van hoạt động lâu dài. Giao diện đơn giản giúp ích cho việc bảo trì và thay thế linh kiện.

Ứng dụng của van điều áp

Van điều áp được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực từ công nghiệp nặng cho đến dân dụng nhờ khả năng kiểm soát áp suất ổn định và bảo vệ hệ thống. Van giảm áp được dùng trong:

Ứng dụng của van điều áp rất đa dạng

• Hệ thống cấp nước: Trong các khu dân cư, tòa nhà cao tầng, hệ thống tưới tiêu tự động để duy trì áp suất ổn định, đảm bảo áp lực nước phù hợp, tránh hư hỏng đường ống hoặc thiết bị đầu cuối như vòi nước, máy giặt,...
• Hệ thống khí nén: Tại các xưởng cơ khí, nhà máy sản xuất linh kiện, hệ thống vận chuyển bằng khí,...để giảm áp suất khí nén, bảo vệ thiết bị sử dụng khí nén như máy nén, xilanh, dụng cụ khí nén,...
• Hệ thống hơi nóng (Steam): Ứng dụng trong nhà máy nhiệt điện, xưởng chế biến thực phẩm, công nghiệp dệt may để bảo đảm hơi cung cấp đủ áp suất để vận hành thiết bị như nồi hơi, tua-bin, bồn gia nhiệt,...
• Hệ thống máy móc công nghiệp, gia đình: Van chỉnh áp có ở máy rửa xe, máy phun sơn, máy ép thủy lực, bình nước nóng, vòi xịt vệ sinh… để điều chỉnh áp suất đầu vào phù hợp với yêu cầu hoạt động của các thiết bị.
• Ngành dầu khí và hóa chất: Ứng dụng trong đường ống dẫn dầu, trạm xử lý hóa chất, trạm khí gas để duy trì áp suất ổn định trong quá trình vận chuyển chất lỏng hoặc khí dễ bay hơi, đảm bảo an toàn.
• Hệ thống HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning): Tại các tòa văn phòng, trung tâm thương mại, nhà xưởng công nghiệp,...van điều áp được sử dụng để đảm bảo luồng không khí và nước trong hệ thống HVAC đạt được áp suất mong muốn, vận hành hiệu quả.
• Ngành y tế: Sử dụng trong các thiết bị cung cấp oxy, khí nitơ, khí nén cho các thiết bị y tế.
• Hệ thống phòng cháy chữa cháy: Trong các tòa nhà, nhà máy, khu công nghiệp van dùng để giúp hệ thống chữa cháy hoạt động hiệu quả và an toàn.

Lưu ý khi sử dụng van điều áp

Trong quá trình sử dụng van điều áp bạn cần lưu ý những điều quan trọng sau:

• Lắp van giảm áp ở vị trí dễ kiểm tra và bảo trì; đảm bảo hướng dòng chảy theo đúng hướng mũi tên chỉ dẫn trên thân van.
• Không để cặn bẩn, mảnh vụn trong đường ống nước để hạn chế tắc nghẽn hoặc hư hỏng. Lắp thêm bộ lọc hoặc bẫy cặn để loại bỏ tạp chất của dòng chảy đi qua van nhất là hơi nước và khí nén.
• Điều chỉnh áp suất theo chỉ dẫn của nhà sản xuất, không vặn quá mức hoặc ngược chiều gây hỏng lò xo, màng chắn.
• Theo dõi áp suất đầu vào, đầu ra để đảm bảo van hoạt động ổn định.
• Loại bỏ bụi bẩn, cặn bã tích tụ trên các bộ phận của van để không làm ảnh hưởng đến hiệu suất.
• Thay lò xo, đĩa van, màn chắn nếu bị mài mòn và hư hỏng.
• Không vận hành van giảm áp quá nhiệt độ và áp suất tối đa.
• Không nên lắp đặt van ở nơi có môi trường quá ẩm, quá nóng hay có nhiều hóa chất ăn mòn.

Kiểm tra, vệ sinh và thay mới nếu hỏng hóc

Van giảm áp không chỉ giúp kiểm soát áp suất mà còn bảo vệ thiết bị và an toàn cho toàn bộ hệ thống. Việc hiểu rõ đặc điểm, ứng dụng và lưu ý khi sử dụng van chỉnh áp sẽ giúp bạn chọn mua và sử dụng thiết bị hiệu quả, tối ưu chi phí. Hãy tuân thủ nghiêm ngặt các quy định, hướng dẫn kỹ thuật và kiểm tra định kỳ để đảm bảo thiết bị hoạt động ổn định, an toàn.