Van an toàn khí nén, cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Van an toàn khí nén, thủy lực là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động ra sao? Làm thế nào để nhận biết ký hiệu và các loại van an toàn? Đó là những thắc mắc  mà chúng ta đặt ra khi tìm mua  van an toàn cũng như chọn lựa các hãng sản xuất Danfoss, Hisec, Yoshitake với xuất sứ Hàn Quốc, Đài Loan và Trung Quốc sao cho chất lượng nhất.

Định nghĩa van an toàn là gì?

Van an toàn là một loại van tự động hoạt động khi áp suất phía cửa vào của van tăng lên đến một áp suất định trước, để mở đĩa van và xả chất lỏng (hơi nước hoặc khí gas); và khi áp suất giảm xuống theo trị số quy định, để đóng lại van đĩa một lần nữa. Van an toàn được gọi là thiết bị an toàn cuối cùng kiểm soát áp suất và thải một lượng chất lỏng nhất định của chính nó mà không cần hỗ trợ điện năng.

Van an toàn chủ yếu được lắp đặt trong một nhà máy hoá chất, nồi hơi điện, bể chứa khí, ngăn ngừa các bình áp suất phát nổ hoặc hư hỏng.

Hoặc định nghĩa theo cách khác

Van an toàn là một thiết bị thủy lực dùng để điều chỉnh áp suất trong ống dẫn hoặc bồn chứa khí hoặc chất lỏng. Van an toàn thuộc nhóm thiết bị điều chỉnh áp suất đầu vào.

Van an toàn đầu tiên và đơn giản nhất đã được sử dụng trong máy hút hơi nước 1679 và sử dụng trọng lượng để giữ áp suất hơi (thiết kế này vẫn thường được sử dụng trên nồi áp suất); tuy nhiên, chúng dễ dàng bị giả mạo hoặc vô tình giải phóng. Trên Đường sắt Stockton và Darlington, van an toàn có xu hướng biến mất khi động cơ va đập vào đường ray. Van dễ bị hỏng với sự gia tốc đột ngột sử dụng lò xo để chứa áp suất hơi, nhưng chúng (dựa trên sự cân bằng lò xo của Salter) vẫn có thể bị xoắn xuống để tăng áp lực vượt quá giới hạn thiết kế. Hành vi nguy hiểm này đôi khi được sử dụng để tăng nhẹ hiệu suất của một động cơ hơi nước. Năm 1856, John Ramsbottom đã phát minh ra một van an toàn lò xo và chúng trở nên phổ biến trên đường sắt.
 
Van an toàn dn100, van an toàn dn50
Hình ảnh van an toàn
 
 

Chức năng của van an toàn

Nhiệm vụ chính của van an toàn là bảo vệ mạch thủy lực khỏi sự tăng áp vượt giá trị định mức (giá trị định mực được cài đặt sẵn). Trong quá trình 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 chất lỏng chảy qua van về thùng chứa.
Van an toàn cũng đã được cải tiến để bảo vệ các thiết bị như bình áp suất (đã được đốt hoặc không) và bộ trao đổi nhiệt. Van an toàn trong thời hạn nên giới hạn trong các ứng dụng chất lỏng nén (khí, hơi hoặc hơi nước).

"Đầu phun" bên trong van an toàn bắt đầu nhận áp lực cao hơn từ phía đầu vào của van.

Khi áp suất trở nên cao hơn áp suất thiết lập, "đĩa" bắt đầu nâng và xả chất lỏng.

Khi áp suất giảm xuống cho đến khi áp suất định trước, lực của lò xo đóng "đĩa".

(Vai trò của phụ tùng)

Vòi phun - áp suất lối vào

Đĩa - nắp

Lò xo - Bộ điều khiển áp suất

Có thể chia ra làm hai nhóm chính là Van an toàn tác động trực tiếp và Van an toàn tác động gián tiếp.

Xem thêm: http://thuykhicongnghiep.vn/van-giam-ap-la-gi--post137.html​

Nguyên lý hoạt động của van an toàn?

Không giống hầu hết các loại van khác, ví dụ như van điều khiển, van an toàn được thiết kế thành hệ thống theo mong muốn mà chúng sẽ không bao giờ được gọi vào hoạt động. Chức năng của Van an toàn là bảo vệ tuổi thọ(thiết bị) và đặc tính chống lại sự thất bại trong việc kiểm soát áp lực của hệ thống, nghĩa là nó cung cấp phương tiện cuối cùng để giảm áp suất hệ thống trước khi hoàn toàn thất bại.

Trong hệ thống sưởi ấm và nước , áp lực hệ thống quá mức là do, trong số các lý do khác:

Trong quá trình khởi động các mục của dây chuyền sản xuất

Thất bại của van điều khiển

Thất bại của nhiệt độ và cảm biến áp suất trong hệ thống

Và tất nhiên cũng có thể là lỗi của con người

Các van an toàn được sử dụng trong ngành Xây dựng Dịch vụ theo một thiết kế sử dụng một áp lực (một lò xo) để trực tiếp chống lại lực hệ thống.

Thiết kế van này sử dụng ba trạng thái
 
Cân bằng

Trạng thái cân bằng là nơi mà lực đóng, tức là áp dụng vào lò xo và bất kỳ áp suất quay ngược nào, đều ở trạng thái "cân bằng" (cân bằng) với lực mở, tức là áp dụng bởi áp suất hệ thống. Đĩa "đang tiếp xúc" nên dòng chảy vẫn chưa bắt đầu nhưng sẽ bắt đầu
 
 Mở hoàn toàn

Trạng thái mở hoàn toàn là nơi mà van có thể vượt qua công suất lớn nhất ở áp suất quá áp xác định. Dĩ nhiên, khi van mở, lực của hệ thống phải vượt quá lực cân bằng, tức là vượt qua áp lực lò xo và áp suất áp dụng.
 
Một số thiết kế của van an toàn, như hình NABIC 500, đạt được tốc độ dòng chảy xả cao hơn bằng cách nâng đĩa cao hơn và kích thước xả lớn hơn

 Đóng hoàn toàn

Trạng thái đóng kín hoàn toàn là nơi đóng van hoàn toàn, tức là không có rò rỉ. Lực đóng vượt quá lực mở, tức là lực mở thấp hơn lực cân bằng

Các loại van an toàn

  1. Van áp lực nén được nạp vào lò xo

Van giảm áp được tải bằng lò xo. Thông thường, các van an toàn được chỉ dẫn đến các van nén áp lực lò xo, loại phổ biến nhất.

Tải trọng của lò xo được thiết kế để nhấn "đĩa" chống lại áp suất vào.

Tùy thuộc vào loại chất lỏng, chẳng hạn như hơi nước, khí hoặc chất lỏng, chúng tôi đang cung cấp một mô hình Bellows để xóa hiệu ứng áp lực trở lại.

  1. Van giảm áp lực

Van điều khiển áp suất được thực hiện bằng khí nén bao gồm Pilot Assy và Van chính. Mặc dù các van giảm áp được tải bằng lò thông qua áp lực của lò xo đối với áp suất đầu vào, áp suất hồi phục và áp suất tái hoạt động của các van điều áp áp suất được điều khiển bởi Pilot Assy, hoạt động gần giống như áp lực nạp vào lò xo -van giảm. Không có chức năng điều chỉnh trong Van chính.

Các van điều chỉnh áp suất thí điểm có các biến thể kích thước lớn hơn so với kiểu nạp lò xo, được áp dụng trong điều kiện khắc nghiệt như áp suất cao.

  1. Van giảm áp suất chết

Van giảm áp suất chết trong trường hợp áp suất thiết kế của bình áp suất được đặt ở áp suất rất thấp, van giảm áp suất chết chỉ điều chỉnh áp suất giảm chỉ bằng trọng lượng đĩa.

Van giảm áp chân không đã được áp dụng các đặc tính chức năng này hấp thụ áp lực khi bên trong của bình áp lực rơi vào một áp suất âm.

Kích cỡ và ký hiệu van an toàn

Kích cỡ van an toàn là đặc biệt quan trọng.

Các van nhỏ hơn sẽ không thể xả công suất tối đa tại áp suất quá áp quy định và do đó áp lực của hệ thống sẽ không giảm nhưng tiếp tục tăng.

Các loại van lớn quá sẽ không đạt được trạng thái mở hoàn toàn. Áp suất hệ thống tăng lên chỉ có thể nâng nhẹ đĩa ra khỏi ghế, giải phóng áp suất dư thừa, cho phép van đóng lại. Van bắt đầu một chu trình mở / đóng khi không đạt được thiết kế, điều này thường được gọi là 'chattering'.

Van an toàn thủy lực, van an toàn khí nén

Lắp đặt vị trí van an toàn

Van an toàn chỉ nên được lắp đặt ở vị trí thẳng đứng với buồng lò xo, tức là nắp ca-pô, ở vị trí trên. Không được sử dụng van cách ly giữa van an toàn và hệ thống.
Việc lắp đặt nên tránh:

Đường ống dài giữa van an toàn và hệ thống

Phụ tùng và uốn giữa van an toàn và hệ thống

Van an toàn đảo ngược

Các lỗi điển hình khi lắp đặt van an toàn

Trong dịch vụ xây dựng, có 4 chế độ lỗi hệ thống điển hình mang lại sự không an toàn cho van như sau:

- Cửa  bị khóa(chặn)

- Nhiệt bên ngoài

- Đường ống ngoài không được cách nhiệt chạy bằng nguồn bên ngoài, tức là mặt trời

- Mở rộng nhiệt

- Thất bại của điều khiển nhiệt độ nồi hơi

- Sự cố thành phần đường ống

- Van điều khiển bị hỏng

Điều kiện tiêu biểu để van an toàn hoạt động tốt

Cài đặt áp suất

BS EN ISO state 'Áp suất mà van đang mở, nghĩa là trạng thái cân bằng. Trong thực tế, không thể tìm thấy 'khi van đang mở', chỉ khi van đóng hoặc chỉ mở. ASME state 'Áp lực bắt đầu mở van. Trong thực tế, vị trí này dễ thiết lập hơn vị trí cân bằng BS EN, tức là "sắp mở".

Áp lực quá cao

Áp lực tăng lên áp lực đặt, thường được biểu diễn dưới dạng phần trăm.

Sự tích lũy

Áp suất tăng lên trên áp suất làm việc tối đa của hệ thống trong quá trình xả qua van an toàn, thể hiện dưới dạng phần trăm của áp suất.

Thổi khí

Sự khác biệt giữa áp suất thiết lập thực tế và áp suất reseating thực tế, thể hiện dưới dạng phần trăm của áp suất.

Áp lực ngược

Áp suất tĩnh trong hệ thống xả 'từ' van an toàn.

Các tin khác