Van một chiều

Van một chiều (tên tiếng anh là check valve, non-return valve, one-way valve) là dòng van chỉ cho phép lưu chất đi qua nó theo một hướng nhất định và chặn chiều ngược lại.

Van một chiều là dòng van đa dang về mẫu mã, cấu tạo và chất liệu. Van được ứng dụng rộng rãi trong rất nhiều hệ thống từ dân dụng đến công nghiệp. Van đóng vai trò rất quan trọng trong việc bảo vệ hệ thống và thiết bị, đặc biệt là trong các hệ thống có máy bơm, bồn chứa.

Một số thuật ngữ kỹ thuật trong van một chiều:

Áp suất nứt – Áp suất chênh lệch tối thiểu giữa đầu vào và đầu ra của van mà tại đó, đĩa van mở cho phép dòng chảy đi qua. Áp suất nứt còn gọi là áp suất đầu hoặc áp suất mở.

Áp suất đóng – Áp suất chêch lệch giữa đầu ra và đầu vào của van trong quá trình đóng. Tại áp suất đó mà van đóng kín hoàn toàn.

Áp suất ngược – Áp suất đầu ra cao hơn đầu vào của van.

Phân loại và cấu tạo của van một chiều

Khác với các dòng van công nghiệp khác, tùy vào môi trường sử dụng mà van một chiều có cấu tạo khác nhau. Sau đây là các dòng van phổ biến có mặt nhiều trên thị trường Việt Nam.

Van một chiều lá lật (swing check valve)

Van còn có tên gọi khác là van một chiều cánh lật, cửa lật. Van có đĩa van được lật lên xuống quanh một bản lề để đóng mở van.

Khi dòng lưu chất đi theo đúng chiều của van. Áp suất nứt đủ lớn để thắng được trọng lượng của đĩa van, đĩa van được nâng lên cho phép dòng lưu chất chảy qua. Khi không còn áp lực, do trọng lượng đĩa, đĩa tự động hạ xuống.

Áp lực ngược càng lớn thì van càng đóng chặt.

Nhược điểm của van lá lật là gây ra hiện tượng búa nước. Khi đĩa van đóng lại và dòng chảy đột ngột dừng lại, gây ra sự gia tăng áp lực dẫn đến sóng xung kích tốc độ cao tác động lên đường ống và van.

Búa nước có thể là vỡ đường ống, máy bơm và van, gây thiệt hại lớn cho hệ thống.

Van một chiều hơi (Lift check valve)

Van còn có tên gọi khác là van một chiều chữ ngã. Chúng có hình dáng giống của van cầu. van thường dùng cho các hệ hơi, không khí, khí nén và trên các đường hơi có vận tốc dòng chảy cao.

Van chỉ thích hợp lắp đặt theo phương ngang, hạn chế lắp đặt theo phương thẳng đứng.

Van có cấu tạo gồm một đĩa van có thể được đặt dưới một lò xo hoặc không. Để mở van nó đòi hỏi áp suất nứt phải đủ lớn để thắng được trọng lượng của đĩa, lực đàn hồi của lò xo.

Khi áp suất đầu vào giảm xuống dưới áp suất nứt hoặc có áp suất ngược, van sẽ tự đóng lại bằng trọng lực hoặc lực đàn hồi của lò xo.

Van có cấu tạo đơn giản và hoạt động ổn đinh. Van cũng bị giới hạn kích thước chỉ đến DN80, van cỡ lớn hơn rất cồng kềnh dẫn đến khó thi công lắp đặt và bảo dưỡng.

Van một chiều cánh bướm (Butterfly check valve hay wafer check valve)

Đúng như cái tên của nó, van có phần đóng mở gồm hai cánh như cánh bướm. Hai cánh bướm của van được gắn vào bản lề và thông qua lò xo đàn hồi, van luôn được ở vị trí đóng.

Khi có dòng lưu chất đi qua, thắng được lực đàn hồi của lò xo, van mở cho dòng lưu chất đi qua. Khi không còn áp lực, hoặc có áp suất ngược, đĩa van đóng kín ngăn chặn lưu chất đi qua hoàn toàn.

Van 1 chiều cánh bướm có kích thước nhỏ gọn, lắp đặt dễ dàng, chiếm không gian lắp đặt nhỏ. Van có thể là dạng nối bích hoặc dạng kẹp (wafer) cho phép kẹp giữa 2 mặt bích.

Phù hợp với nhiều tiêu chuẩn mặt bích khác nhau. Nhược điểm của van là lưu lượng dòng chảy đi qua bị giảm nhiều so với ban đầu.

Van chặn một chiều (Stop check valve)

Van chặn một chiều là tích hợp giữa van đóng mở và van một chiều. Nó có thể hoạt động như một van cầu để đóng mở, kiểm soát tốc độ dòng chảy.

Hoạt động như van một chiều để cho dòng lưu chất đi qua theo hướng nhất định và ngăn đi theo chiều ngược lại.

Van chặn một chiều có thêm tính năng điều khiển bằng tay. Tay vặn, vô lăng bên ngoài được sử dụng để duy trì van ở trạng thái mở hoặc đóng.

Van được dùng nhiều trong các môi trường hơi, khí nén, các ứng dụng có nhiệt độ và áp suất cao. Van thường được sử dụng nhiều trong các nhà máy nhiệt điện, lò hơi, sấy, v.v…

Khi có nhiều nồi hơi được lắp đặt song song, van chặn một chiều thường là van đặt đầu tiên trên đường xả để bảo vệ nồi hơi riêng lẻ.

Rọ bơm, rọ hút (Foot valve)

Rọ bơm là van một chiều kết hợp với lưới lọc, được lắp đặt ở đầu ống hút của máy bơm. Rọ bơm thường là dạng chặn lá lật hoặc lò xo, cho phép dòng chảy chảy theo một hướng lên duy nhất.

Van được sử dụng để chống lại sự sụt áp cho máy bơm, lưới lọc giúp ngăn cản các vật chất rắn lọt vào máy bơm làm hư hỏng thiết bị.

Phân loại theo vật liệu

Van một chiều đồng

Van đồng an toàn cho các ứng dụng liên quan đến nước sạch, dầu hoặc nhiên liệu. Tuy nhiên nó không sử dụng được trong các môi trường có tính axit, clo hoặc nước biển. Van  sử dụng trong các ứng dụng có nhiệt độ và áp lực thấp.

Van một chiều gang

Cũng cùng tính chất như van đồng, nhưng van gang chịu được nhiệt độ và áp lực cao hơn. Van gang cũng được ứng dụng nhiều cho các đường ống cỡ lớn vì hiệu quả kinh tế cao hơn so với van làm bằng đồng.

Van một chiều inox

Van inox có khả năng chống ăn mòn tốt, chịu áp lực và nhiệt độ cao, tính chất cơ học tốt. Đối với các ứng dụng không yêu cầu điện trở cao thì van inox là lựa chọn hiệu quả về kinh tế.

Van một chiều nhựa

Van nhựa được sử dụng trong hầu hết các ứng dụng có lưu chất gây ăn mòn mạnh như nước biển, axit, bazo và dung môi hữu cơ. Van chịu được nhiệt độ thấp khoảng 70 độ C và áp lực nhỏ.

Van không sử dụng được trong các môi trường dung dịch hydrocacbon thơm.

Một số lưu ý khi lựa chọn van một chiều

Trước khi lựa chọn van, chúng ta cần để ý các tiêu chí sau:

Tính tương thích giữa vật liệu chế tạo và lưu chất

Cần xác đinh lưu chất trong đường ống là gì, có gây phản ứng với vật liệu chế tạo van hay không. Cần lựa chọn vật liệu có tính trơ với lưu chất để đảm bảo chất lượng lâu dài của van.

1. Áp lực van chịu được là bao nhiêu? Áp lực đóng mở van là bao nhiêu?

Cần xem xét áp lực của lưu chất là bao nhiêu, có vượt quá áp lực chịu được của van hay không.

Nếu áp lực quá lớn so với áp lực van chịu được, điều đó sẽ dẫn đến rò rỉ lưu chất ra ngoài.

Áp lực nứt hay áp lực mở lớn hơn so với áp lực của lưu chất cũng sẽ khiến van không thể mở ra cho lưu chất đi qua được.

2. Hướng cài đặt là ngang hay dọc

Tùy theo hướng cài đặt theo phương đứng hay phương ngang mà dẫn đến cấu tạo van khác nhau. Lưu ý điều này để lựa chọn cấu tạo van phù hợp, giúp đảm bảo hiệu quả kinh tế một cách tốt nhất.

3. Nhu cầu kiểm tra và sửa chữa

Cấu tạo của van ảnh hưởng rất lớn đến việc kiểm tra bảo trì và sửa chữa van. Ví dụ các dạng van như lá lật, van hơi lò xo rất dễ dàng cho việc tháo dỡ để bảo trì, sửa chữa.

Cần xem xét tần suất làm việc của van để chọn lựa dạng van thích hợp, tiện lợi cho việc bảo trì, sửa chữa.

4. Nhiệt độ lưu chất và môi trường bên ngoài

Tùy chất liệu van mà van chịu được nhiệt độ khác nhau. Ví dụ các dòng van nhựa PVC, nhiệt độ tối đa để sử dụng bình thường là 70 độ C. Đối với van inox hoặc gang thì chúng chịu được nhiệt độ cao hơn, có thể đến 300 độ C.

Lưu ý nhiệt độ hệ thống mà lựa chọn chất liệu van cho phù hợp.

Ứng dụng của van một chiều

Van một chiều được sử dụng để phục vụ những chức năng sau đây

• Để bảo vệ thiết bị hạ lưu của hệ thống
• Để ngăn ngừa ô nhiễm do dòng chảy ngược
• Để tránh các hiện tượng sụt áp trong máy bơm
• Để tránh tụt nước trong các thiết bị bình chứa

Van được sử dụng trong hầu hết các ngành công nghiệp và dân dụng. Bạn có thể thấy chúng xuất hiện khắp nơi từ máy giặt, bình nóng lạnh, máy rửa chén, đường nước thải.

Trong công nghiệp chúng được sử dụng trong cá nồi hơi, hệ thống gas, hệ thống bơm nước, hệ thống chân không.

Ứng dụng môi trường nước

Van được sử dụng nhiều trong các ứng dụng liên quan đến cung cấp nước sạch, xử lý nước thải và còn có tên gọi khác là van nước một chiều.

Trong các phòng bơm, rọ bơm được sử dụng để đảm bảo không có vật chất rắn lọt vào máy bơm gây hỏng hóc và tránh hiện tượng sụt áp máy bơm. Van được lắp sau máy bơm để tránh hiện tượng nước dồn ngược về máy bơm.

Với các ứng dụng nước sạch, van được lắp để đảm bảo không có vật chất nào từ môi trường bên ngoài từ phần đầu ra của van, xâm nhập vào nguồn nước.

Ứng dụng môi trường khí

Van cho phép luông khí đi ra hoặc đi vào thiết bị và ngăn không cho nó ra ngoài, xâm nhập vào thiết bị.

Vi dụ trong các hệ thống khí làm lạnh, van giúp khí bên ngoài không thể xâm nhập vào trong hệ thống đường ống, gây tổn thất nhiệt.

Van giúp máy nén khí, bình khí nén giữ được áp suất ổn định và các thiết bị khác được khử áp suất.

Các câu hỏi thường gặp về van một chiều

Kí hiêu van trong bản vẽ là gì?

Biểu tượng của van chỉ ra hướng của dòng chảy. Tam giác quay chiều nào thì đấy là hướng dòng lưu chất đi qua. Biểu tượng gạch đứng thể hiện không cho phép dòng lưu chất chảy ngược lại.

Vấn đề thường gặp ở van một chiều là gì?

Các vấn đề hay xảy ra ở van một chiều đó là tiếng ồn lớn, búa nước, dòng chảy ngược. Trong đó vấn đề trên thì vấn đề phổ biến và gây nguy hiểm nhất đó là búa nước và dòng chảy ngược.

Để khắc phục chúng cần lựa chọn đặc điểm kỹ thuật của van sao cho phù hợp. Đối với hai vấn đề ta cần dùng van đóng mở nhanh.

Dòng chảy có thể chảy ngược lại nếu van đóng không đủ nhanh, và búa nước xảy ra khi áp lực nước dồn về phía van.

Van có thể ngăn búa nước nếu đóng đủ nhanh. Điều này ngăn chặn sự rung động truyền khắp hệ thống đường ống. Rung động này có thể phá hư đường ống và các thiết bị trong hệ thống.

Hướng cài đặt của van như thế nào?

Cần lắp đặt hướng mũi tên trên thân van trùng với hướng của dòng chảy. Về phần lắp đặt theo phương đứng hay ngang thì tùy thuộc vào cấu tạo của van. Nếu van có lò xo hỗ trợ, ta có thể lắp đặt theo hai phương.

Nếu là dạng không có lò xo, trọng lực của phần đĩa van, bi van, có thể ảnh hưởng đến hoạt động của van. Vì vậy cần lựa chọn chính xác cấu tạo của van để bố trí lắp đặt cho phù hợp.

Tại sao van một chiều không hoạt động?

Khi van không hoạt động, tức là nó cho phép dòng chảy ngược. Lý do của việc này là do bản lề bị kẹt, van đóng quá chậm, vật rắn kẹt vào giữa đĩa và phần của van khiến nó đóng không kín.

Cần lắp đặt trước van một lọc y giúp loại bỏ bụi bẩn, rác, mảnh vụn. Đảm bảo rằng cấu tạo van phù hợp với phương lắp đặt để trọng lực, lò xo giúp van đóng mở đủ nhanh.