Van 1 chiều mặt bích

Van 1 chiều mặt bích, còn được gọi là van không hồi lưu, van một chiều hoặc van chống chảy ngược, là một loại van tự động dựa vào dòng chảy của môi chất để tự động mở và đóng đĩa van. Chức năng chính của nó là ngăn chặn dòng chảy ngược của môi chất, sự quay ngược của bơm và thiết bị truyền động, và sự rò rỉ môi chất từ các thùng chứa. Van này bao gồm các bộ phận như thân van, nắp van và đĩa van. Về cấu trúc, nó được chia thành loại xoay và loại nâng: loại xoay sử dụng cơ cấu bản lề để thực hiện việc mở và đóng quay, dẫn đến lực cản chất lỏng thấp hơn; loại nâng điều khiển hướng dòng chảy của môi chất thông qua chuyển động dọc trục, dẫn đến lực cản dòng chảy cao hơn và phù hợp với các đường ống có đường kính nhỏ.

Van 1 chiều mặt bích sử dụng thiết kế dạng tấm mỏng nhỏ gọn và có thể được điều chỉnh cho các kết nối mặt bích DN150-DN250. Vật liệu bao gồm thép không gỉ AISI 316L/304 và vòng đệm có thể được làm bằng các vật liệu như EPDM, FKM và PTFE. Hướng lắp đặt phải được xác định theo từng loại: loại thẳng yêu cầu lắp đặt theo chiều ngang, loại thẳng đứng yêu cầu lắp đặt theo chiều dọc và loại xoay có thể thích ứng với nhiều vị trí lắp đặt khác nhau. Phạm vi áp suất áp dụng PN1.0-42.0MPa, phạm vi nhiệt độ hoạt động -196℃ đến 540℃, đáp ứng nhu cầu của ngành dầu khí, hóa chất, dược phẩm và các lĩnh vực khác, và đã đạt tiêu chuẩn EN 12050-4 và chứng nhận CE. Áp suất búa nước có thể xảy ra khi dừng hệ thống; cần lựa chọn phù hợp đối với đường ống có đường kính lớn hoặc áp suất cao.

Thông số kỹ thuật Van 1 chiều mặt bích (tham khảo phổ biến):

Kích thước (DN): DN50 – DN600 (tuỳ loại có thể lớn hơn)
Áp suất làm việc: PN10 / PN16 / PN25
Vật liệu thân: Gang, gang dẻo, thép, inox 304/316
Đĩa van: Inox / gang bọc cao su / thép
Kiểu kết nối: Mặt bích tiêu chuẩn JIS / DIN / ANSI
Nhiệt độ làm việc: 0 – 120°C (inox có thể cao hơn)
Môi chất sử dụng: Nước sạch, nước thải, hơi, dầu
Kiểu van: Lá lật / lò xo / cánh bướm (tuỳ model)

Giới thiệu van 1 chiều mặt bích

Van 1 chiều mặt bích là loại van vận hành hoàn toàn tự động, hoạt động dựa trên lực dòng chảy của môi chất để đóng mở đĩa van, nhằm ngăn hiện tượng dòng chảy ngược trong hệ thống đường ống. Thiết bị còn được gọi là van một chiều, van chống hồi lưu hoặc van ngăn dòng chảy ngược. Chức năng chính của van là bảo vệ hệ thống đường ống, hạn chế hiện tượng đảo chiều dòng chảy, tránh hư hỏng cho máy bơm và động cơ truyền động, đồng thời giảm thất thoát môi chất từ các thiết bị chứa. Ngoài ra, van một chiều còn được sử dụng trong các đường ống phụ trợ khi áp suất có thể vượt quá mức cho phép của hệ thống. Van một chiều thường được chia thành hai nhóm chính gồm van một chiều kiểu xoay (quay quanh trục trọng tâm) và van một chiều kiểu nâng (chuyển động theo phương thẳng đứng dọc trục). “Mặt bích” thể hiện phương thức kết nối của van với hệ thống đường ống thông qua mặt bích tiêu chuẩn. Bên cạnh đó, van một chiều còn có thể phân loại theo cấu tạo như van một chiều dạng bướm, dạng màng hoặc dạng bi; theo kiểu kết nối như nối ren, nối hàn hoặc kiểu wafer; và theo cấp áp suất gồm áp suất thấp, trung bình và cao.

Loại van này chỉ cho phép môi chất đi qua theo một chiều xác định và tự động ngăn dòng chảy ngược lại. Thông thường, van hoạt động hoàn toàn tự động mà không cần tác động bên ngoài. Khi dòng môi chất đi đúng chiều, áp lực dòng chảy sẽ đẩy đĩa van mở ra; ngược lại khi xảy ra dòng chảy đảo chiều, áp suất ngược kết hợp với trọng lượng đĩa van sẽ ép chặt đĩa vào bề mặt đế van, từ đó chặn hoàn toàn dòng chảy ngược.

Van 1 chiều mặt bích thuộc nhóm van một chiều nói chung, bao gồm hai dạng phổ biến là van kiểu xoay và van kiểu nâng. Van kiểu xoay sử dụng cơ cấu bản lề để đĩa van hoạt động như một cánh cửa, tự do xoay trên trục và tựa vào bề mặt đế van nghiêng. Cơ cấu bản lề giúp đảm bảo đĩa van luôn trở về đúng vị trí đóng, đồng thời tạo điều kiện tiếp xúc kín giữa đĩa và đế van. Đĩa van có thể chế tạo bằng kim loại nguyên khối hoặc được bọc vật liệu như cao su, da hoặc vật liệu tổng hợp tùy theo yêu cầu kỹ thuật. Khi mở hoàn toàn, van kiểu xoay có tổn thất áp suất rất thấp do dòng chảy ít bị cản trở. Ngược lại, van kiểu nâng có đĩa van di chuyển theo phương thẳng đứng trên bề mặt làm kín của thân van, tương tự nguyên lý hoạt động của van cổng. Khi có dòng chảy, áp lực sẽ nâng đĩa van lên; khi dòng chảy ngược xuất hiện, đĩa van sẽ tự rơi xuống để đóng kín. Tùy theo ứng dụng, đĩa van có thể là kim loại hoàn toàn hoặc kết hợp gioăng làm kín. So với van kiểu xoay, van kiểu nâng có tiết diện dòng chảy hẹp hơn nên gây tổn thất áp suất lớn hơn, trong khi van kiểu xoay có khả năng lưu thông tốt hơn.

Cấu tạo và phân loại van 1 chiều mặt bích

Phân loại theo hình thức cấu tạo

Van một chiều kiểu nâng có đĩa van chuyển động tịnh tiến theo phương thẳng đứng, vuông góc với trục đường ống. Van mở khi có áp suất dòng chảy và tự động đóng lại nhờ trọng lực hoặc lực lò xo khi dòng chảy đảo chiều. Loại van này có khả năng làm kín tốt, phù hợp với môi chất sạch và hệ thống đường ống có đường kính nhỏ (DN≤200mm). Van một chiều kiểu xoay có đĩa van quay quanh một chốt bản lề đặt ngoài thân van. Khi dòng chảy thuận, đĩa van bị đẩy mở; khi dòng chảy ngược, đĩa van tự động ép vào đế van nhờ trọng lượng hoặc áp lực dòng chảy. Loại này có tổn thất áp suất thấp, thích hợp cho đường ống đường kính lớn (DN≥50mm). Van một chiều kiểu bướm có đĩa van dạng bản lật quay quanh trục trung tâm. Van mở nhờ chênh lệch áp suất và đóng nhanh khi có dòng chảy ngược. Kết cấu nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ, chi phí thấp, phù hợp hệ thống đường kính lớn và áp suất thấp. Van một chiều kiểu màng sử dụng màng đàn hồi thay cho đĩa van. Khi dòng chảy thuận, màng biến dạng để mở; khi dòng chảy ngược, màng ép sát đế van để làm kín. Loại này không có bộ phận cơ khí chuyển động, có khả năng chống ăn mòn tốt và phù hợp môi chất có hạt hoặc độ nhớt cao. Van bi một chiều sử dụng bi cầu làm bộ phận đóng mở. Khi dòng chảy thuận, bi bị đẩy mở; khi dòng chảy ngược, bi chặn kín đế van nhờ trọng lực hoặc lò xo. Loại này có độ kín cao, phù hợp áp suất cao và đường kính nhỏ. Van con thoi một chiều sử dụng piston dạng con thoi chuyển động trong thân van, tự động đóng mở theo chênh lệch áp suất hai phía, phản ứng nhanh và kích thước nhỏ.

Phân loại theo phương thức kết nối

Van một chiều mặt bích được lắp đặt bằng kết nối mặt bích, phù hợp hệ thống áp suất trung bình đến cao và đường kính lớn (DN≥50mm). Van một chiều ren sử dụng kết nối ren, phù hợp đường kính nhỏ (DN≤50mm) và áp suất thấp. Van một chiều hàn được hàn trực tiếp vào đường ống, đảm bảo độ kín cao, thích hợp môi trường nhiệt độ và áp suất cao hoặc môi trường ăn mòn. Van một chiều dạng wafer được kẹp giữa hai mặt bích, không cần mặt bích riêng, giúp tiết kiệm không gian và dễ lắp đặt.

Phân loại theo mức áp suất

Van một chiều áp suất thấp có PN≤1,6MPa, dùng trong hệ thống cấp thoát nước và điều hòa. Van một chiều áp suất trung bình có PN từ 2,5–6,4MPa, dùng trong hệ thống công nghiệp và thủy lực. Van một chiều áp suất cao có PN≥10MPa, dùng trong ngành hóa dầu và nhà máy điện. Van một chiều siêu cao áp có PN≥100MPa, sử dụng trong các môi trường đặc biệt.

Phân loại theo chức năng hoạt động

Van một chiều giảm chấn có lò xo hoặc cơ cấu giảm chấn giúp giảm tiếng ồn và búa nước khi đóng van. Van một chiều đóng chậm có cơ cấu đệm giúp kéo dài thời gian đóng, hạn chế sốc áp. Van một chiều đĩa kép sử dụng hai đĩa đối xứng giúp giảm lực cản và lực đóng mở. Van một chiều chống chảy ngược tự động có khả năng bảo vệ hệ thống khi áp suất vượt ngưỡng cho phép.

Phân loại theo hướng lắp đặt

Van một chiều lắp ngang dùng cho đường ống nằm ngang, van một chiều lắp đứng dùng cho đường ống thẳng đứng, tùy theo thiết kế hệ thống.

Tiêu chuẩn liên quan: Các tiêu chuẩn phổ biến cho van một chiều bao gồm GB/T592-93, CBM1089-81, GB/T586-1999 và các tiêu chuẩn kỹ thuật tương đương khác.

Nguyên lý hoạt động van 1 chiều mặt bích

Van một chiều là loại van vận hành hoàn toàn tự động, hoạt động dựa trên áp suất của dòng môi chất trong đường ống để mở đĩa van. Khi dòng môi chất dừng lại hoặc xảy ra hiện tượng chảy ngược, đĩa van sẽ tự động đóng lại nhờ áp suất ngược của chất lỏng, trọng lượng bản thân hoặc lực lò xo, từ đó ngăn chặn dòng chảy quay ngược trong hệ thống đường ống. [7-9]

Thông số hiệu suất van 1 chiều mặt bích

Phạm vi áp suất danh nghĩa của van một chiều mặt bích bao gồm: van chân không (áp suất làm việc thấp hơn áp suất khí quyển), van áp suất thấp (PN≤1,6MPa), van áp suất trung bình (PN2,5~6,4MPa), van áp suất cao (PN10,0~80,0MPa) và van siêu cao áp (PN≥100MPa).

Phạm vi nhiệt độ làm việc gồm: van nhiệt độ cực thấp (t < -100℃), van nhiệt độ thấp (-100℃ < t < -40℃), van nhiệt độ thường (-40℃ < t < 120℃), van nhiệt độ trung bình (120℃ < t < 450℃) và van nhiệt độ cao (t > 450℃).

Các phương thức kết nối chủ yếu gồm mặt bích, hàn, ren, wafer, kẹp, kết nối nhanh… Phương thức vận hành thường là tự động, ngoài ra có thể kết hợp cơ cấu hỗ trợ khi cần. Cấu hình kênh dòng chảy có thể là dạng thẳng, vuông góc, hai chiều, ba chiều tùy thiết kế. [7]

Môi chất sử dụng phổ biến gồm nước, hơi nước, không khí, oxy, dầu và nhiều loại chất lỏng hoặc khí công nghiệp khác. Hướng dòng chảy chỉ cho phép theo một chiều.

Lựa chọn và lắp đặt van 1 chiều mặt bích

Khi lựa chọn van một chiều cần căn cứ vào cấu trúc van, phương thức kết nối, cấp áp suất, điều kiện nhiệt độ, đặc tính môi chất và yêu cầu vận hành thực tế.

Hướng lắp đặt phải tuân theo từng loại van. Van lắp ngang được lắp trên đường ống nằm ngang, van lắp đứng được lắp trên đường ống thẳng đứng.

Vị trí lắp đặt phổ biến gồm: lắp tại đầu ống hút thẳng đứng trước máy bơm (đóng vai trò như van chân), phù hợp trường hợp máy bơm đặt cao hơn mực chất lỏng; hoặc lắp sau máy bơm để ngăn dòng chảy ngược khi hệ thống dừng hoạt động.

Trình tự lắp đặt thông thường ở đường ống đầu ra bơm là: khớp nối mềm (giảm chấn) → van một chiều → van khóa (van bướm, van cổng hoặc van cầu…). Van một chiều thường được lắp trước van điều khiển để thuận tiện cho bảo trì và bảo vệ hệ thống.

Các lĩnh vực ứng dụng van 1 chiều mặt bích

Van một chiều mặt bích được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp đóng tàu, hệ thống nhà máy điện, dầu khí, hóa chất và nhiều ngành công nghiệp khác. Trong hệ thống tàu biển, van được dùng trong các cụm van như van bướm, van cổng, van một chiều và van an toàn.

Trong các trạm bơm tự động, van một chiều là thiết bị quan trọng giúp ngăn dòng chảy ngược khi bơm dừng hoạt động. Tuy nhiên, một số loại van cơ khí có thể gây tiêu hao năng lượng, tạo búa nước hoặc bị rò rỉ trong quá trình vận hành lâu dài.