Van an toàn (Safety valve)

Van an toàn là gì ?

Van an toàn (Safety valve) là một thiết bị dùng để điều chỉnh áp suất trong hệ thống ống dẫn hoặc bồn chứa khí, chất lỏng. Van an toàn là loại van thuộc nhóm thiết bị điều chỉnh áp suất đầu vào.

Van an toàn vận hành theo định lý Becnuli. Nhiệm vụ chính của van an toàn là bảo vệ hệ thống đường ống khỏi sự tăng áp vượt giá trị định mức (giá trị định mực được cài đặt sẵn) khiến cho hệ thống có thể vỡ, hư hỏng, đôi khi còn gây ra những vụ nổ gây nguy hiểm cho tính mạng con người. Trong thời gian làm việc, van an toàn luôn ở trạng thái đóng khi áp suất đầu vào của van vượt giá trị định mức, van an toàn mở ra cho phép một phần lưu chất đi qua van về lại hệ thống đường ống.

Cấu tạo của van an toàn

• Thân van : Thường được làm từ inox, gang, hoặc thép không rỉ, đồng. Có nhiệm vụ bảo vệ van khỏi những tác động ngoại lực.
• Bộ phận kết nối vào đường ống: Dùng để kết nối đường ống với van an toàn.
• Phần xoay xả lưu chất ra ngoài: Là phần kết nối với đường xả của van an toàn khi vượt quá áp suất.
• Đệm lò xo: Dùng để giữ lò xo ở vị trí đứng yên khi không hoạt động.
• Đĩa: Là bộ phận chịu lực áp suất và khi áp suất vượt ngưỡng thì đĩa van sẽ đẩy lò xo lên để mở xả lưu chất.
• Nắp chụp bảo vệ: Dùng để bảo vệ các bộ phận bên trong của van an toàn
• Lò xo: Dùng để đóng đĩa van khi van bình thường không hoạt động.
• Nút bịt: dùng để làm kín van an toàn.
• Vít điều chỉnh: Dùng để điều chỉnh áp suất đầu vào của van an toàn.
• Tay giật: Thường thì có loại có, có loại không, dùng để giật khi chưa tới ngưỡng an toàn.

Nguyên lý hoạt động của van an toàn:

Về cơ bản van an toàn được chia ra làm 2 loại là van an toàn tác động trực tiếp và van an toàn tác động gián tiếp

Cả 2 loại van an toàn trên đều hoạt động dựa trên nguyên lý bảo vệ hệ thống thiết bị đằng sau của van an toàn

Khi van an toàn được lắp trên đường ống thì van an toàn đã được cài đặt mức độ an toàn nhất định. Ví dụ van an toàn đã được cài đặt áp lực an toàn là 5bar, 8bar, 10bar, 20bar, v.v...

Lưu chất sau khi được bơm, bơm tăng áp, hệ thống khí nén , lò hơi, v.v... sẽ được luân chuyển qua van an toàn. Ở trạng thái làm việc bình thường thì van an toàn gần như không hoạt động,

Khi hệ thống có xảy ra 1 sự cố nào đó, do cố ý, hoặc chủ ý làm hệ thống tăng áp dần, tăng áp đột ngột thì khi đó áp lực trên đường ống sẽ phá vỡ cân bằng với lực lò xò, khi áp lực lớn hơn mức cài đặt thì van an toàn sẽ mở và xả bớt lưu chất trên đường ống giúp cho áp lực trên ống giảm như vậy sẽ đảm bảo được an toàn cho hệ thống.

Khi áp lực trên đường ống giảm quá mức cài đặt thì van an toàn lại trở về vị trí đóng lại và không hoạt động cho tới khi áp suất lại tăng lên đến áp suất cài đặt

Van an toàn tay giật: có tay giật giúp cho chúng ta tự giật mà không cần đạt đến áp an toàn. Ngoài ra tay giật cũng giúp cho quá trình van an toàn lâu ngày không hoạt động bị kẹt cứng có thể hoạt động trở lại.

Phân loại van an toàn

Phân loại theo môi trường sử dụng, vật liệu chế tạo, đơn vị sản xuất chúng ta có rất nhiều các loại van an toàn sau:

• Van an toàn đồng
• Van an toàn inox
• Van an toàn nhựa
• Van an toàn áp lực cao
• Van an toàn nước
• Van an toàn hơi
• Van an toàn khí nén

Phân loại theo nguyên lý hoạt động:

Van an toàn trực tiếp:

Loại van này có cấu trúc bao gồm: Pittong, thân van, lò xo, đĩa lò xo, vít điều chỉnh lò xo.

Nguyên lý làm việc của van an toàn dựa trên sự cân bằng tác dụng của những lực ngược chiều nhau tác động lên nút van hoặc pittong: lực đàn hồi của lò xo và áp suất lưu chất. Khi áp suất đầu vào nhỏ hơn áp suất xả của van(áp suất xả là áp suất định mức được thiết lập bằng cách điều chỉnh lực đàn hồi của lò xo) thì pittong ở vị trí đóng hoàn toàn, khi áp suất đầu vào lớn hơn áp suất xả định mức thì pittong sẽ dịch chuyển và van an toàn bắt đầu mở, lưu chất được xả qua van tới khi áp suất đầu vào van hạ xuống trở về bằng mức áp suất xả định mức của van.

Van an toàn gián tiếp:

Được sử dụng trong các hệ thống thủy lực có áp suất cao mà van tác động trực tiếp không thể được ứng dụng. Cấu tạo van tác động gián tiếp bao gồm: van chính có pittong đường kính lớn và lò xo có độ cứng nhỏ, van phụ có pittong có đường kính nhỏ và lò xo có độ cứng lớn.

Nguyên lý hoạt động dựa trên sự cân bằng tác dụng của những lực ngược chiều nhau tác dụng lên nút van(Pittong): lực đàn hồi của lò xo và áp suất lưu chất trong khoang van chính(được thiết lập bởi van phụ) với áp suất lưu chất đầu vào.

Khi áp suất đầu vào nhỏ hơn áp suất xả định mức của van phụ thì van phụ và van chính cùng đóng, áp suất trong khoang chính bằng áp suất đầu vào van phụ

Khi áp suất đầu vào tăng thì áp suất trong khoang van chính cũng tăng, khi áp suất này lớn hơn áp suất định mức của van phụ thì van phụ sẽ mở cho lưu chất đi qua về bể hoặc bồn chứa, áp suất trong khoang van chính bằng áp suất xả định mức.

Trong trường hợp áp suất đầu vào tiếp tục tăng thì hiệu suất giữa áp suất đầu vào và áp suất định mức của van phụ cũng tăng cho đến khi lực tác động của hiệu áp suất này thắng lực đàn hồi của lò xo van chính thì van chính mở cho lưu chất qua van chính về bể/ bồn chứa.