Van lò hơi đóng vai trò quan trọng trong hệ thống hơi nước và nước nóng, giúp kiểm soát áp suất, nhiệt độ và dòng chảy. Chúng không chỉ đảm bảo vận hành hiệu quả mà còn là thiết bị an toàn, ngăn ngừa tình trạng quá áp và hỗ trợ bảo trì hệ thống. Tìm hiểu các loại van phổ biến và chức năng của chúng trong bài viết này!
1. Van bi (Ball Valve)
1.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của van bi
Van bi là loại van đóng mở nhanh bằng thao tác xoay 90 độ. Cấu tạo chính của van gồm một viên bi rỗng có lỗ xuyên tâm, khi xoay bi sao cho lỗ thông thẳng hàng với dòng chảy, van mở hoàn toàn và cho phép lưu chất đi qua. Ngược lại, khi xoay bi vuông góc với dòng chảy, van sẽ đóng hoàn toàn, ngăn chặn lưu chất.
Van bi thường được sử dụng trong hệ thống nồi hơi, đặc biệt ở những vị trí cần đóng mở nhanh như đường cấp hơi hoặc hệ thống nước cấp. Lớp đệm kín của van thường làm từ vật liệu mềm để đảm bảo độ kín cao, tuy nhiên cũng có thể làm từ nhựa hoặc kim loại tùy theo yêu cầu sử dụng. Một điểm hạn chế của van bi là không thích hợp để vận hành ở trạng thái mở một phần, vì có thể gây mài mòn nhanh và làm giảm tuổi thọ van.
Khi van bi ở trạng thái mở, có thể xảy ra hiện tượng sụt áp do sự lệch hướng của dòng chảy với lỗ thông của viên bi, làm giảm hiệu suất truyền hơi hoặc nước trong hệ thống nồi hơi.
1.2. Ưu điểm
- Cấu tạo đơn giản, dễ vận hành: Van bi có thiết kế nhỏ gọn, ít bộ phận chuyển động, giúp việc lắp đặt, bảo trì và vận hành trở nên dễ dàng. Nhờ đó, chúng rất phù hợp với các hệ thống nồi hơi có không gian lắp đặt hạn chế.
- Khả năng đóng/mở nhanh: Van bi chỉ cần xoay 90 độ để chuyển từ trạng thái đóng sang mở hoặc ngược lại, giúp giảm thiểu thời gian thao tác. Điều này đặc biệt quan trọng trong các tình huống cần điều khiển dòng chảy tức thì trong hệ thống nồi hơi.
- Chịu được áp suất và nhiệt độ cao: Các dòng van bi chất lượng cao, đặc biệt là loại làm từ thép không gỉ hoặc sợi carbon, có thể chịu được áp suất lớn (lên đến 30 MPa) và nhiệt độ cao, phù hợp với môi trường vận hành khắc nghiệt của nồi hơi công nghiệp.
- Khả năng chống rò rỉ tốt: Nhờ thiết kế với gioăng làm kín chặt chẽ, van bi giúp hạn chế tình trạng rò rỉ hơi nước hoặc khí áp suất cao, đảm bảo an toàn và hiệu suất vận hành cho hệ thống nồi hơi.
- Độ bền cao: Với vật liệu chế tạo chắc chắn, van bi có thể hoạt động bền bỉ trong thời gian dài mà không cần bảo trì thường xuyên, giảm chi phí vận hành cho doanh nghiệp.
1.3. Nhược điểm
- Không phù hợp để điều tiết lưu lượng: Mặc dù có thể sử dụng để kiểm soát dòng chảy, nhưng van bi không phải là lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng cần điều chỉnh lưu lượng chính xác. Khi mở một phần, dòng chảy qua van có thể bị rối loạn, làm giảm hiệu suất và gây mài mòn nhanh chóng.
- Dễ bị hao mòn trong môi trường áp suất cao: Do đặc điểm đóng/mở nhanh, van bi tạo ra lực ma sát lớn giữa thân bi và gioăng làm kín, dễ dẫn đến hao mòn theo thời gian, đặc biệt khi sử dụng trong môi trường có áp suất và nhiệt độ cao liên tục như hệ thống nồi hơi.
- Không thích hợp cho lưu chất đặc và bẩn: Trong hệ thống nồi hơi có nhiều cặn bẩn hoặc hơi nước chứa tạp chất, van bi dễ bị kẹt hoặc hư hỏng gioăng làm kín. Khi đó, các loại van cổng hoặc van cầu có thể là lựa chọn tối ưu hơn.
- Áp suất giảm khi mở một phần: Khi van bi mở không hoàn toàn, sự chênh lệch áp suất giữa đầu vào và đầu ra có thể gây giảm hiệu suất hệ thống. Điều này không phải là vấn đề lớn với ứng dụng đóng/mở hoàn toàn nhưng lại ảnh hưởng nếu cần điều tiết lưu lượng một cách liên tục.
2. Van cổng (Gate Valve)
2.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Van cổng là loại van hoạt động theo cơ chế trượt, trong đó bộ phận đóng/mở chính là một cổng kim loại (gate) di chuyển theo phương thẳng đứng để điều chỉnh lưu lượng dòng chảy. Khi van mở hoàn toàn, cổng nâng lên và tạo ra một đường dẫn không bị cản trở, giúp lưu chất đi qua với tổn thất áp suất tối thiểu. Khi van đóng, cổng hạ xuống, chặn hoàn toàn dòng lưu chất.
Trong hệ thống nồi hơi, van cổng thường được lắp đặt tại các vị trí cần kiểm soát dòng chảy hơi nước hoặc chất lỏng có lưu lượng lớn, chẳng hạn như đường cấp hơi chính hoặc hệ thống cấp nước nồi hơi. Nhờ thiết kế tối ưu cho dòng chảy thẳng, van cổng giúp duy trì áp suất ổn định và giảm thiểu tổn thất năng lượng.
2.2. Ưu điểm
Van cổng có một số đặc điểm nổi bật khiến nó trở thành một trong những loại van được sử dụng phổ biến trong ngành nồi hơi:
- Giảm thiểu tổn thất áp suất: Khi ở trạng thái mở hoàn toàn, tiết diện dòng chảy bên trong van gần như tương đương với tiết diện ống, giúp giảm áp suất sụt áp trong hệ thống. Đây là yếu tố quan trọng đối với các hệ thống truyền hơi nước áp suất cao trong lò hơi công nghiệp.
- Thiết kế bền bỉ, ít yêu cầu bảo trì: Van cổng có cấu tạo đơn giản với số lượng bộ phận chuyển động hạn chế, giúp giảm thiểu nguy cơ hư hỏng cơ khí. Khi vận hành đúng cách, van có thể hoạt động ổn định trong thời gian dài mà không cần bảo trì thường xuyên.
- Không gây tăng áp suất đột ngột: Quá trình đóng/mở của van diễn ra từ từ, giúp hạn chế hiện tượng sốc áp và rung giật trong hệ thống đường ống. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các hệ thống hơi nước có áp suất cao, nơi sự thay đổi áp suất đột ngột có thể gây hư hại đường ống hoặc thiết bị.
- Ứng dụng rộng rãi: Van cổng có thể sử dụng cho nhiều loại lưu chất khác nhau, bao gồm hơi nước, nước nóng, dầu nhiệt và cả các lưu chất có độ nhớt cao hoặc chứa tạp chất. Điều này làm cho nó trở thành lựa chọn phù hợp cho các hệ thống nồi hơi công nghiệp có yêu cầu vận hành đa dạng.
- Thiết kế nhỏ gọn, phù hợp với nhiều không gian lắp đặt: Với thân van có chiều rộng hẹp, van cổng có thể được lắp đặt trong các hệ thống đường ống có không gian hạn chế mà không ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động.
2.3. Nhược điểm
Mặc dù có nhiều ưu điểm, van cổng cũng tồn tại một số hạn chế cần cân nhắc khi lựa chọn sử dụng trong hệ thống nồi hơi:
- Không phù hợp để điều tiết lưu lượng: Van cổng chỉ hoạt động hiệu quả khi đóng hoặc mở hoàn toàn. Khi vận hành ở trạng thái mở một phần, dòng chảy qua van có thể trở nên rối loạn, gây rung động và làm mài mòn bề mặt tiếp xúc của cổng van. Điều này không chỉ làm giảm tuổi thọ của van mà còn ảnh hưởng đến hiệu suất hệ thống.
- Hành trình đóng/mở chậm: Do cơ chế hoạt động của van yêu cầu nâng hoặc hạ một cổng kim loại lớn, thời gian đóng/mở thường lâu hơn so với các loại van khác như van bi hoặc van cầu. Điều này khiến van cổng không phù hợp cho những ứng dụng yêu cầu đóng/mở nhanh.
- Khả năng gây tiếng ồn khi không đóng hoàn toàn: Nếu van không được đóng chặt, dòng chảy có thể tạo ra hiện tượng rung động và tiếng ồn trong đường ống. Đây có thể là một vấn đề đáng lưu ý đối với các hệ thống có yêu cầu vận hành êm ái.
- Chi phí bảo trì và sửa chữa cao khi gặp sự cố: Mặc dù van cổng ít yêu cầu bảo trì định kỳ, khi xảy ra hư hỏng, việc sửa chữa hoặc thay thế thường phức tạp và tốn kém. Điều này là do cấu tạo bên trong van có nhiều bộ phận cần tháo lắp, đặc biệt là đối với các loại van cổng có kích thước lớn hoặc làm việc trong môi trường khắc nghiệt.
3. Van nút (Plug valve)
3.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Van nút là một loại van quay 90 độ với bộ phận đóng/mở chính là một nút (plug) có hình trụ hoặc hình nón. Bên trong nút có một khe hở xuyên suốt, khi xoay về hướng song song với dòng chảy, khe này cho phép lưu chất đi qua, và khi xoay 90 độ, khe trở nên vuông góc, chặn hoàn toàn dòng lưu chất.
Van nút hoạt động theo nguyên tắc quay 90°, giúp đóng/mở nhanh chóng nhờ cơ chế xoay của cửa van bên trong thân van.
Khi tay quay hoặc cần gạt ở vị trí song song với đường ống, khe hở trên cửa van thẳng hàng với dòng chảy, cho phép lưu chất đi qua một cách dễ dàng.
Khi xoay tay quay một góc 90°, cửa van chuyển sang vị trí vuông góc với đường ống, chặn hoàn toàn dòng chảy và đảm bảo độ kín cao.
Hiện tượng mài mòn và giải pháp
Trong quá trình vận hành, khi van ở trạng thái điều tiết (mở một phần), dòng chảy có thể tạo xoáy, gây sụt áp và làm mòn không đồng đều bề mặt van do tác động của dòng chảy. Khi đóng/mở, cửa van và thân van ma sát với nhau, dẫn đến hao mòn dần theo thời gian.
Để giảm thiểu hiện tượng này, có hai giải pháp kỹ thuật chính:
- Bôi trơn bằng dầu đặc biệt – Một số van nút được thiết kế với lỗ bôi trơn, sử dụng dầu chuyên dụng để giảm ma sát giữa cửa van và thân van. Lớp dầu này không chỉ giúp kéo dài tuổi thọ van mà còn cải thiện độ kín.
- Cơ chế nâng hạ cửa van – Một số thiết kế tiên tiến cho phép cửa van di chuyển lên xuống khi vận hành, giúp giảm ma sát và duy trì độ kín khi đóng van.
3.2. Ưu điểm
- Thiết kế đơn giản, độ kín cao: Van nút có ít bộ phận chuyển động hơn so với các loại van khác, giúp giảm nguy cơ rò rỉ và hư hỏng.
- Hoạt động nhanh chóng: Với cơ chế quay 90 độ, van có thể mở hoặc đóng tức thì, phù hợp cho các hệ thống cần phản ứng nhanh.
- Ứng dụng linh hoạt: Van có thể sử dụng cho hơi nước, nước nóng, dầu nhiệt và khí đốt, đáp ứng được nhiều nhu cầu vận hành trong hệ thống nồi hơi.
- Độ bền cao, ít yêu cầu bảo trì: Nhờ cấu tạo chắc chắn, van có tuổi thọ dài và ít bị ăn mòn khi làm việc trong điều kiện áp suất cao.
3.3. Nhược điểm
- Lực đóng/mở lớn hơn so với các loại van khác: Vì van sử dụng cơ chế xoay toàn bộ nút, mô-men xoắn cần thiết để vận hành có thể cao hơn, đặc biệt đối với các loại van có kích thước lớn.
- Không tối ưu cho điều tiết dòng chảy: Van nút chủ yếu được sử dụng để đóng/mở hoàn toàn, khi mở một phần có thể gây xáo trộn dòng chảy và làm mòn nhanh bề mặt tiếp xúc.
4. Van bướm (Butterfly valve)
4.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Van bướm hoạt động theo cơ chế xoay 90° để điều khiển dòng chảy. Khi tác động lực lên tay van hoặc bộ truyền động, momen xoắn sẽ được truyền đến trục van, làm cho đĩa van xoay theo:
Mở van: Khi xoay tay van theo chiều ngược kim đồng hồ, đĩa van xoay song song với đường ống, cho phép dòng lưu chất chảy qua gần như không bị cản trở.
Đóng van: Khi xoay theo chiều kim đồng hồ, đĩa van xoay vuông góc với dòng chảy, ngăn chặn hoàn toàn lưu chất.
Lưu ý quan trọng:
Van bướm hoạt động tối ưu khi mở hoặc đóng hoàn toàn. Nếu sử dụng để điều tiết dòng chảy trong khoảng 15° – 75°, dòng lưu chất có thể tạo xoáy mạnh, gây hao mòn không đều trên bề mặt đĩa van, làm giảm tuổi thọ van.
Trong quá trình vận hành, cần đảm bảo lắp đặt đúng loại van phù hợp với áp suất và nhiệt độ của hệ thống để tránh hư hỏng sớm.
4.2. Ưu điểm
Van bướm được sử dụng phổ biến trong hệ thống lò hơi nhờ thiết kế gọn nhẹ, vận hành đơn giản và chi phí thấp. Một số ưu điểm chính của loại van này bao gồm:
- Thiết kế nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt: So với các loại van công nghiệp khác như van cổng hoặc van cầu, van bướm có kích thước nhỏ hơn và trọng lượng nhẹ hơn đáng kể. Điều này giúp quá trình lắp đặt và bảo trì trở nên thuận tiện hơn, đặc biệt là trong các không gian hạn chế của hệ thống lò hơi.
- Khả năng đóng/mở nhanh chóng: Với cơ chế xoay 90°, van bướm có thể chuyển từ trạng thái đóng sang mở hoặc ngược lại trong thời gian ngắn. Điều này rất hữu ích trong các hệ thống yêu cầu phản ứng nhanh, giúp giảm thời gian điều chỉnh lưu lượng hơi.
- Tổn thất áp suất thấp khi mở hoàn toàn: Khi ở trạng thái mở hoàn toàn, đĩa van nằm song song với hướng dòng chảy, giúp hơi nước hoặc lưu chất di chuyển qua van với mức cản trở tối thiểu. Điều này giúp duy trì áp suất ổn định trong hệ thống và hạn chế hao phí năng lượng.
- Chi phí đầu tư và bảo trì thấp: So với các loại van công nghiệp khác, van bướm có giá thành thấp hơn nhưng vẫn đảm bảo hiệu suất hoạt động tốt trong nhiều ứng dụng. Cấu tạo đơn giản giúp quá trình bảo trì và thay thế dễ dàng, giảm chi phí vận hành lâu dài.
4.3. Nhược điểm
Mặc dù có nhiều ưu điểm, van bướm cũng tồn tại một số hạn chế, đặc biệt khi sử dụng trong hệ thống lò hơi có áp suất và nhiệt độ cao:
- Không phù hợp để điều tiết lưu lượng hơi: Khi van bướm mở một phần (trong khoảng 15° – 75°), đĩa van vẫn nằm trong dòng hơi, tạo ra hiện tượng xoáy và sụt áp. Điều này không chỉ làm giảm hiệu suất hệ thống mà còn gây ra hiện tượng mài mòn không đều trên đĩa van, làm giảm tuổi thọ thiết bị.
- Độ kín không cao trong điều kiện áp suất lớn: Trong các hệ thống lò hơi có áp suất cao, van bướm có thể không đạt được độ kín hoàn toàn như van cầu hoặc van nút. Hiện tượng rò rỉ có thể xảy ra nếu lớp làm kín bị mài mòn hoặc hư hỏng do điều kiện vận hành khắc nghiệt.
- Hạn chế trong môi trường nhiệt độ cao và áp suất lớn: Khi nhiệt độ vận hành vượt quá 300°C hoặc áp suất vượt quá 25 bar, hiệu suất làm kín của van bướm giảm đáng kể. Trong những môi trường này, các loại van có khả năng chịu nhiệt và áp suất tốt hơn như van cầu hoặc van cổng sẽ là lựa chọn phù hợp hơn.
5. Van cầu (Globe valve)
5.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Van cầu (Globe Valve) là một loại van chuyển động thẳng (linear motion) được sử dụng phổ biến trong hệ thống lò hơi để điều tiết lưu lượng hơi và nước cấp. Đặc điểm nổi bật của van cầu là dòng chảy qua van có dạng chữ “S”, nghĩa là môi chất phải đổi hướng hai lần khi đi qua thân van. Điều này tạo ra sự thay đổi áp suất đáng kể nhưng đồng thời mang lại khả năng điều tiết chính xác.
Cấu tạo của van cầu gồm các bộ phận chính:
- Thân van (Body): Được làm từ các vật liệu chịu nhiệt cao như gang dẻo, thép hợp kim hoặc inox, phù hợp với áp suất và nhiệt độ cao trong lò hơi.
- Nắp van (Bonnet): Che chắn và bảo vệ các bộ phận bên trong, có thể tháo rời để bảo trì.
- Đĩa van (Disc): Di chuyển theo phương thẳng đứng để kiểm soát lưu lượng hơi/nước qua hệ thống.
- Ghế van (Seat): Tiếp xúc trực tiếp với đĩa van, giúp van đóng kín và giảm rò rỉ.
- Trục van (Stem): Kết nối giữa tay quay và đĩa van, giúp truyền lực khi vận hành van.
- Bộ truyền động (Actuator – nếu có): Có thể sử dụng tay quay (Handwheel) hoặc bộ điều khiển tự động bằng khí nén hoặc điện.
Nguyên lý hoạt động:
- Khi xoay tay quay ngược chiều kim đồng hồ, trục van nâng đĩa van lên, tạo khe hở cho dòng lưu chất đi qua.
- Khi xoay theo chiều kim đồng hồ, đĩa van hạ xuống, áp chặt vào ghế van để chặn dòng chảy.
Do cấu tạo dòng chảy uốn lượn trong thân van, áp suất đầu ra luôn thấp hơn áp suất đầu vào, gây sụt áp nhưng cho phép kiểm soát lưu lượng tốt hơn.
5.2. Ưu điểm
Khả năng điều tiết lưu lượng tốt: Van cầu có thiết kế giúp kiểm soát chính xác lưu lượng hơi và nước cấp, điều này rất quan trọng trong lò hơi, nơi áp suất và nhiệt độ luôn biến động.
- Độ kín cao: Do đĩa van ép trực tiếp vào ghế van theo phương thẳng đứng, khả năng rò rỉ lưu chất thấp hơn nhiều so với các loại van khác như van bướm hay van cổng. Điều này giúp duy trì áp suất ổn định trong hệ thống lò hơi.
- Độ bền cao trong điều kiện hoạt động thường xuyên: Nếu được vận hành đúng cách, van cầu ít bị hư hỏng, mài mòn hơn so với các loại van khác nhờ cơ chế đóng mở theo phương thẳng đứng, tránh ma sát ngang.
- Phù hợp với áp suất và nhiệt độ cao: Trong hệ thống lò hơi, nơi môi chất có nhiệt độ lên đến hàng trăm độ C và áp suất cao, van cầu với vật liệu chịu nhiệt tốt có thể hoạt động ổn định và bền bỉ.
- Dễ bảo trì và thay thế: Thiết kế của van cầu cho phép tháo rời nắp van để kiểm tra và thay thế đĩa van hoặc ghế van mà không cần tháo toàn bộ van ra khỏi hệ thống.
- Linh hoạt trong lắp đặt: Có thể lắp đặt ở nhiều vị trí khác nhau và dễ dàng tích hợp với bộ điều khiển tự động.
5.3. Nhược điểm
- Tổn thất áp suất cao: Do dòng chảy bị đổi hướng hai lần khi qua van, áp suất đầu ra bị giảm đáng kể. Điều này có thể gây ảnh hưởng đến hiệu suất truyền dẫn của hơi và nước trong lò hơi.
- Giá thành cao hơn so với các loại van khác: So với van bướm hay van cổng, van cầu có cấu tạo phức tạp hơn nên chi phí đầu tư ban đầu cao hơn.
- Cần lực lớn để vận hành: Đặc biệt với các van cầu có kích thước lớn, cần một lực tác động đáng kể để đóng mở van, nếu không có bộ trợ lực thì việc vận hành thủ công sẽ khá khó khăn.
- Trọng lượng và kích thước lớn: Với cùng một đường kính danh nghĩa (DN), van cầu có kích thước và khối lượng lớn hơn so với các loại van khác, đòi hỏi không gian lắp đặt nhiều hơn.
- Hiện tượng ăn mòn xâm thực (Cavitation): Khi áp suất thay đổi đột ngột, đặc biệt trong điều kiện dòng chảy có áp suất cao trong lò hơi, bọt khí có thể hình thành và gây xâm thực ghế van, dẫn đến giảm tuổi thọ của van. Khi lắp đặt van cầu trong hệ thống lò hơi, cần cân nhắc hướng dòng chảy để hạn chế hiện tượng này.
6. Van một chiều dạng đĩa (Disc check valve)
Van một chiều dạng đĩa, còn được gọi là van chống chảy ngược (non-return valve), được thiết kế để cho phép dòng lưu chất đi qua theo một hướng duy nhất và ngăn chặn dòng chảy ngược. Chính vì đặc tính này, van một chiều được ứng dụng trong nhiều hệ thống quan trọng, đặc biệt là trong các hệ thống hơi nước, nơi dòng chảy ngược có thể gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến thiết bị và hiệu suất vận hành.
6.1. Các loại van một chiều
6.1.1. Van một chiều nâng (Lift Check Valve)
Loại van này hoạt động dựa trên nguyên lý trọng lực. Khi lưu chất di chuyển theo hướng thuận, áp lực dòng chảy tác động lên đĩa van, nâng nó khỏi vị trí ghế van và cho phép lưu chất đi qua. Ngược lại, khi dòng chảy đảo chiều, trọng lực kết hợp với áp suất ngược giữ đĩa van áp sát vào ghế van, ngăn chặn dòng lưu chất quay trở lại.
Van một chiều nâng thường được sử dụng trong hệ thống có vận tốc dòng chảy cao và áp suất ổn định. Nhờ cơ chế đóng mở nhanh, loại van này giúp hạn chế hiện tượng búa nước (water hammer) – một vấn đề phổ biến trong hệ thống hơi nước. Tuy nhiên, do cơ chế hoạt động phụ thuộc vào trọng lực, van một chiều nâng thường chỉ phù hợp với hệ thống lắp đặt theo phương thẳng đứng hoặc có độ nghiêng nhất định.
6.1.2. Van một chiều lá lật (Swing Check Valve)
Van một chiều lá lật có thiết kế đĩa van được gắn trên một bản lề, cho phép nó xoay quanh một trục cố định. Khi lưu chất chảy theo hướng thuận, áp lực dòng chảy đẩy đĩa van xoay về phía mở, tạo điều kiện cho dòng lưu chất đi qua. Khi dòng chảy đảo chiều, lực của lưu chất tác động lên đĩa van khiến nó xoay trở lại vị trí đóng, ép chặt vào ghế van và ngăn không cho lưu chất quay ngược.
Loại van này có ưu điểm là tổn thất áp suất thấp hơn so với van một chiều nâng, đồng thời có thể lắp đặt theo phương ngang hoặc dọc. Tuy nhiên, nhược điểm chính của van một chiều lá lật là thời gian đóng lâu hơn do quán tính của đĩa van, điều này có thể dẫn đến hiện tượng búa nước trong hệ thống áp suất cao.
6.1.3. Van một chiều lò xo (Spring-loaded Check Valve)
Van một chiều lò xo được thiết kế với cơ chế đóng mở sử dụng lực đàn hồi của lò xo để giữ đĩa van ở vị trí đóng. Để mở van, lưu chất cần tạo ra một áp suất đủ lớn (gọi là “áp suất mở van” – cracking pressure) để thắng được lực cản của lò xo. Khi áp suất dòng chảy giảm hoặc khi có dòng chảy ngược, lò xo sẽ tự động đẩy đĩa van trở lại vị trí đóng, ngăn chặn dòng chảy ngược hiệu quả.
Với thiết kế này, van một chiều lò xo có thể được lắp đặt theo bất kỳ hướng nào mà không bị ảnh hưởng bởi trọng lực. Đặc biệt, khả năng đóng nhanh giúp giảm nguy cơ búa nước trong hệ thống. Do đó, loại van này thường được ứng dụng trong các hệ thống áp suất cao hoặc các hệ thống yêu cầu đóng mở nhanh.
6.1.4. Van một chiều màng (Diaphragm Check Valve)
Van một chiều màng sử dụng một hoặc nhiều lớp màng đàn hồi được bố trí sao cho chỉ mở khi lưu chất chảy theo hướng thuận. Khi có dòng chảy ngược, màng đàn hồi sẽ tự động ép vào bề mặt ghế van, ngăn không cho lưu chất quay trở lại.
Loại van này có ưu điểm vượt trội về độ kín, giảm thiểu rò rỉ gần như tuyệt đối, ngay cả khi sử dụng với các lưu chất có độ nhớt cao hoặc lưu chất chứa hạt rắn nhỏ. Ngoài ra, do không có bộ phận chuyển động như trục và đĩa van, van một chiều màng có tuổi thọ cao hơn và yêu cầu bảo trì ít hơn so với các loại van khác. Tuy nhiên, loại van này chỉ phù hợp với các ứng dụng có áp suất vừa và thấp, do màng đàn hồi có giới hạn về độ bền trong môi trường áp suất cao.
6.2. Ứng dụng trong hệ thống nồi hơi
Trong hệ thống nồi hơi, việc sử dụng van một chiều đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ thiết bị, ngăn chặn hiện tượng chảy ngược có thể gây hỏng hóc cho lò hơi, bơm cấp và đường ống dẫn.
Van một chiều nâng và van một chiều lá lật thường được sử dụng trong các đường ống hơi chính, nơi yêu cầu tổn thất áp suất thấp và lưu lượng hơi lớn.
Van một chiều lò xo phổ biến trong hệ thống bơm cấp nước cho lò hơi, giúp ngăn dòng nước nóng từ lò hơi quay ngược lại bơm, bảo vệ thiết bị khỏi hiện tượng quá nhiệt.
Van một chiều màng được sử dụng trong các ứng dụng có yêu cầu cao về độ kín, chẳng hạn như trong hệ thống xử lý nước ngưng tụ, nơi cần ngăn chặn hơi nước thoát ra ngoài.
Tùy vào yêu cầu cụ thể của hệ thống hơi nước, việc lựa chọn đúng loại van một chiều không chỉ giúp tối ưu hiệu suất vận hành mà còn kéo dài tuổi thọ của thiết bị, giảm chi phí bảo trì và hạn chế các sự cố như búa nước hoặc mất áp suất đột ngột.