Những điều cần biết về van cứu trợ

1. Van giảm áp là gì ?

Van giảm áp, còn được gọi là van an toàn theo áp suất làm việc của hệ thống có thể tự động mở và đóng, thường được cài đặt trong hệ thống bảo vệ an toàn đường ống thiết bị hoặc một hệ thống khép kín. Khi thiết bị hoặc áp lực ống vượt quá van bộ áp lực sẽ tự động mở cứu trợ để đảm bảo rằng thiết bị và áp lực phương tiện truyền thông trong các đường ống dưới áp lực bộ, thiết bị bảo hộ và đường ống, để ngăn ngừa tai nạn. Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại van và được ưa chuộng nhất là van cứu trợ an toàn Hàn quốc.

2.Phân loại, cấu tạo và nguyên lý của van giảm áp

Van giảm áp là một van áp suất có tác dụng giữ áp suất đầu ra của van ở một giá trị thiết lập sẵn thấp hơn áp suất đầu vào. Điểm khác nhau cơ bản giữa van giảm áp và các van áp suất đầu vào (van an toàn, van tràn) là thiết lập áp suất tại đầu ra của van.  Có 2 dạng van giảm áp.

Thiết lập quan hệ áp suất đầu vào và đầu ra của van P₁ và P₂
Cấu tạo của van: gồm phần tử điều khiển dạng ống trượt 1, ống trượt này bị ép vào đế bởi lò xo 2, lực ép của lò xo 2 được điều chỉnh bởi vít xoay 3. Cửa 4 của vỏ van nối với ống dẫn áp suất cao, cửa 5 của van nối với ống dẫn áp suất thấp. Ở vị trí ban đầu của van là vị trí bị ép vào đế đỡ, cửa vào và cửa ra không được thông nhau. Khi tăng áp suất cửa vào  P₁, áp suất  P₁ càng lớn tiết diện thông nhau giữa 2 cửa càng lớn và áp suất P₂ càng lớn.

  Quan hệ giữa áp suất đầu vào và đầu ra của van thể hiện bằng biểu thức dưới, lực lò xo ban đầu P_npvà C độ cứng của lò xo.

 Giữ cố định áp suất P₂ tại cửa ra của van – vì vậy có thể gọi là van ổn áp

Van giảm áp  dạng này giữ cố định áp suất tại cửa ra của van mà không phụ thuộc vào độ biến động áp suất của dòng chất lỏng tới hoặc đi khỏi van. Có 2 loại van dạng 2: van tác động trực tiếp và van tác động gián tiếp.

Van tác động trực tiếp
 

   1- Vỏ van, 2 – phần tử điều khiển, 3 – lò xo, 4 – vít điều chỉnh, 5 – rãnh nối, 6 – thùng chứa.
 

Tại vị trí ban đầu van mở hoàn toàn, độ rộng cửa ra thiết lập bởi vít 4. Tác dụng của van là hầu như giữ không đổi giá trị P₂ tại cửa ra.

Giả sử vì một lý do nào đó trong hệ thủy lực làm  P₂  tăng. Khi đó áp suất khoang trống nối với cửa ra của van bằng rãnh 5 cũng tăng lên, đẩy phần tử điều khiển đi lên trên, kết quả là làm giảm tiết diện cửa thoát, dẫn tới làm giảm P₂ . Trường hợp P₂ giảm thì phần tử điều khiển đi xuống làm tăng tiết diện cửa thoát kéo theo tăng P₂ Như vậy quá trình này làm cho P₂ gần như không đổi.

Van giảm áp tác động gián tiếp.
 

Cấu tạo : gồm phần tử điều khiển chính - ống trượt 1, ống trượt có dạng trụ với các đoạn có kích thước khác nhau (hình dưới), lò xo cố định 2 với độ cứng nhỏ, phần tử điều khiển phụ 5 ở dạng van bi trượt. Lực nén của lò xo 4 ở van phụ có thể điều chỉnh bởi vít xoay 3. Vỏ của van có các rãnh nối khoang 7 và 8 với cửa ra của van. Ống trượt 1 có rãnh 9 nối liền khoang 6 với khoang 8.

Lò xo 4 thiết lập một áp suất lớn hơn áp suất cửa vào của van  P₁ , khi đó ống trượt 1 ở vị trí ban đầu (nhìn hình ). Trong trường hợp khoang 6, 7 và 8 có cùng áp suất là  P₁, khoang 10 nối với khoang 11, khi đó chất lỏng chảy tự do qua van (tính chất giảm áp - ổn áp không được thể hiện). 

Khi thiết lập lò xo 4 một giá trị P_2>P₁,van phụ dạng bi trượt sẽ mở và chất lỏng từ khoang 6 thoát ra thùng chứa một lượng nhỏ. Nhờ đó dòng chảy qua rãnh 9 được tạo thành, cùng với nó trở lực thủy lực bị mất đi. Kết quả là áp suất ở khoang 6 tụt và ống trượt chính bị nâng lên, làm giảm tiết diện thông nhau giữa khoang 10 và 11.Vì thế mà áp suất trong khoang 11, 8 và 7 giảm xuống, tác động vào ống trượt và làm tăng tiết diện thông nhau giữa khoang 10 và 11. Quá trình đó lặp đi lặp lại, làm cho ống trượt thực hiện dao động quanh vị trí thiết lập. Mọi sự thay đổi áp suất ở cửa vào hoặc cửa ra của van đều kéo theo sự di chuyển của ống trượt. Tóm lại tại cửa ra áp suất được giữ cố định.
Trong van dạng này khoang 7 là một rãnh hẹp, nối khoang với cửa ra có tác dụng như một thiết bị chống rung và làm giảm dao động.

3. Chức năng của van giảm áp

Là loại van có khả năng làm suy giảm áp suất bên trong đường ống khi áp suất đạt đến một tới hạn nhất định. Loại van này có 2 kiểu giảm áp là điều chỉnh áp suất đầu vào xuống một mức thấp hơn ở đầu ra hoặc tự xả bớt áp suất xuống một mức định sẵn nhằm bảo vệ sự an toàn cho hệ thống ứng dụng.Van giảm áp còn tên gọi khác là van an toàn hoặc van xả, có thể được vận hành tự động hoặc được vận hành bằng tay. Tùy theo thiết kế mà van có thể tự vận hành do áp suất lên cao sẽ kích đẩy của van để thoát ra ngoài hoặc sử dụng cảm biến đo áp suất để mở cửa van. Với kiểu vận hành bằng tay, người ta thường dùng đồng hồ đo áp suất hoặc hệ thống đèn hiệu để theo dõi và chủ động xả van khi cần thiết.