Nguyên lý và ứng dụng của van điều áp hay Van giảm áp ( Regulator)

 

Van điều áp là gì ? 

Van điều áp hay còn được gọi là van điều chỉnh áp suất là thiết bị dùng để điều chỉnh áp suất trên hệ thống đường ống để chỉnh áp trong một giải áp suất nhất định hoặc để duy trì áp suất tại một mức nào đó.

Nguyên tắc hoạt động của van điều áp . 

Van điều áp hay Regulator có nhiều loại khác nhau và áp dụng cho các ngành công nghiệp.  Phổ biến như khí nén , khí gas , khí hóa lỏng LPG và khí nén CNG . Nhưng dù có bất cứ ngành nào nó cũng có chung một nguyên lý cấu tạo và hoạt động mà hôm nay tôi muốn chia sẻ với các bạn như bên dưới.

 

Nguyên lý lực cân bằng được áp dụng trên van giảm áp suất

 

Khi ta điều chỉnh tay cầm đồng nghĩa việc nén lò xo trên màng của van .Lực của lò xo F1 sẽ tăng lên trong khí lực của đầu vào và lực poppet phía trong của van giảm áp không đổi thì để hệ cân bằng thì áp suất đầu ra của van điều áp phải tăng lên . Điều này ngược lại khi ta quay tay cầm ngược chiều kim đồng hồ để nhã lực lò xo F1 ra.

Do đó ta có thể điều chỉnh tăng giảm áp suất đầu ra khi ta điều chỉnh tay cầm của van điều áp theo hoặc ngược chiều kim đồng hồ.

Cách để xác định lưu lượng của van điều áp .

Mỗi nhà sản xuất sẽ cung cấp cho chúng ta thông số bảng tra bằng cách kiểm nghiệm thực tế như bên dưới :

 

 

Từ hệ số Cv , áp suất đầu vào đầu ra cũng như loại lưu chất mà chúng ta sử dụng và bảng biểu đồ luu lượng trong catalog của nhà sản xuất . Van điều áp chúng ta có thể xác định được lưu lượng tương ứng với từng dải áp suất xử dụng.

 

Phân loại van điều áp

Cũng giống như những thiết bị khác khi van điều áp có rất nhiều loại khác nhau. Chính vì thế mà việc phân loại thiết bị này rất cần thiết để giúp người dùng xác định nhanh và chính xác.

Phân loại dựa trên đặc điểm dòng lưu chất và môi trường làm việc

Ta có 2 loại: Van điều áp khí nén, thủy lực.

Van điều áp khí nén

Để vận hành một hệ thống khí nén ổn định, an toàn thì người ta sẽ phải sử dụng các thiết bị để điều chỉnh áp suất. Van điều áp khí nén là linh kiện cơ cấu của hệ thống dập, trạm nguồn khí nén. Nó thực hiện chức năng chính là điều chỉnh áp suất trong hệ thống sao cho áp luôn ở mức an toàn mà người dùng đã cài đặt sẵn.

Nếu hệ thống khí nén gặp phải tình huống mà áp suất ở đầu vào tăng vượt quá mức quy định thì sử dụng van điều áp chính là giải pháp đem lại hiệu quả tức thì. Mỗi một bộ van chỉnh áp sẽ có 1 đồng hồ đi kèm. Đồng hồ sẽ đo và hiển thị áp suất thực tế. Dựa trên áp giảm hoặc tăng cao mà người kỹ thuật viên sẽ có hướng xử lý thích hợp. Cụ thể ở đây đó là tác động lên núm xoay cho đến khi đạt được áp suất ổn định.

Điều áp khí nén có thể hoạt động độc lập, riêng lẻ hoặc cũng có thể kết hợp với lọc nước để hình thành bộ lọc đôi hoặc kết hợp với lọc và bình dầu để tạo nên bộ lọc ba đa chức năng.

Với nhu cầu thực tế ngày càng tăng, hầu hết các hãng sản xuất khí nén đều phát triển dòng sản phẩm này để đáp ứng người dùng. Quý khách hàng có thể lựa chọn các hãng cao cấp Swagelok hay Tescom  hoặc đến từ Trung Quốc, SMC của Nhật Bản, SKP … Đây đều là những thương hiệu uy tín, cung cấp sản phẩm chất lượng với thiết kế nhỏ gọn, cấu tạo đơn giản, trọng lượng nhẹ và đầy đủ size cũng như kích cỡ.

Van điều áp thủy lực

So với hệ thống khí nén thì thủy lực làm việc với chế độ khắc nghiệt hơn, tải trọng và chế độ nặng nhọc hơn. Chính vì thế một nó luôn được kỹ sư quan tâm bởi vì họ có thể trích nhỏ áp suất để phục vụ cho nhiều mục đích cùng lúc. Bảo vệ hệ thống không xảy ra trường hợp quá áp, đảm bảo áp suất làm việc an toàn, ổn định. Điều chỉnh áp theo từng giai đoạn làm việc tương ứng.

Nó có cấu trúc hoàn toàn khác so với loại dùng cho hệ thống khí nén.Bao gồm: nắp chụp, lò xo, chốt hãm, thân van, buồng van.

Loại điều áp tốt sẽ có thân van làm từ chất liệu đồng, hợp kim cứng . Để vừa có thể chống oxi hóa lại chống va đập cũng như tăng tuổi thọ nếu làm việc trong môi trường thay đổi.

Những yếu tố giúp bạn xác định được đó có phải là loại phù hợp với mình hay không: áp suất min, áp suất max, tốc độ và lưu lượng dòng chất, vị trí lắp, cỡ size và kích thước ren…

Phân loại theo cấu tạo

Ta có 3 loại cơ bản : van điều áp 1 cấp ,  2 cấp và  kết hợp 2 chọn 1 .

Loại van 1 cấp .

Ở đây áp suất bình khí phổ biến trên thị trương thương có mức áp đầu vào là 150 bar , một số bình khí cao hơn là 200 và sau khí qua van giảm áp còn từ 1-15 bar để đưa vào thiết bị nhằm mục đích cấp khí ổn định về lưu lượng và áp suất cho thiết bị.

Loại van 2 cấp .

Nó là tích hợp của 2 van 1 cấp nhưng được lồng vào trong một thân duy nhất. Mục đích để áp suất không bị giảm đột ngột gây nên hiện tượng đóng băng và tắt nghẽn van.

Van điều áp 2 tự động 2 chọn 1.

Ngoài ra còn có một loại điều áp đặc biệt kết hợp 2 nguồn đầu vào , loại này giúp vẫn giữ được một nguồn cấp khi cần thay thế khí cho nguồn còn lại để đảm bảo khí được cấp liên tục để không làm gián đoạn đến quá trình sử dụng khí.

Nguyên tắc hoạt động của loại kiểu này là có một áp suất được cài đặt bên trong từ nhà sản xuất thường là 100, 250 hay 500 psi . Khi nguồn đầu vào 1 được dùng xuống dưới mức áp được cài đặt , nó sẽ tự động chuyển qua nguồn cấp 2 và lúc đó ta có thể cách ly và thay thế lại bình khí cho nguồn cấp 1 từ đó vẫn duy trì được ngồn cấp không gián đoạn và khi nguồn 2 hết nó cũng sẽ tự động quay về lại nguồn cấp 1 .

Ứng dụng của Van điều áp (pressure control valve) hay Regulator.

Van điều áp (pressure control valve) hay Regulator là một thiết bị được sử dụng trong công nghiệp để điều chỉnh áp suất của chất lỏng hoặc khí. Chúng được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm trong các quá trình sản xuất, quá trình chế biến, hệ thống điều hòa không khí và nhiều ứng dụng khác.

Dưới đây là một số ứng dụng của van điều áp hoặc regulator trong công nghiệp:

• Trong ngành dầu khí: Van điều áp được sử dụng để điều chỉnh áp suất trong hệ thống dầu khí, từ ống dẫn dầu, tới hệ thống xử lý và lưu trữ dầu.
• Trong ngành sản xuất bia: Được sử dụng để điều chỉnh áp suất trong các bồn lên men và trong quá trình sản xuất bia.
• Trong ngành sản xuất giấy: Được sử dụng để điều chỉnh áp suất trong quá trình sản xuất giấy.
• Trong hệ thống điều hòa không khí: Regulator được sử dụng để điều chỉnh áp suất của khí lạnh trong hệ thống điều hòa không khí.
• Trong ngành sản xuất thực phẩm: Van điều áp được sử dụng để điều chỉnh áp suất trong quá trình sản xuất và đóng gói các sản phẩm thực phẩm như bánh kẹo, đồ uống, kem đánh răng, …
• Trong ngành sản xuất ô tô: Regulator được sử dụng trong hệ thống nhiên liệu của ô tô để điều chỉnh áp suất nhiên liệu đến động cơ.
• Trong ngành sản xuất điện: Được sử dụng trong quá trình sản xuất điện để điều chỉnh áp suất hơi trong hệ thống.

Như vậy, van điều áp và regulator là các thiết bị quan trọng trong công nghiệp và được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng khác nhau.

Hy vọng những chia sẻ trên sẽ giúp bạn có được hiểu biết cơ bản và tổng quát nhất về van điều áp cũng như phân loại và nguyên lý hoạt động của nó.

 

Xem thêm các bài viết khác tại đây.

#hangcongnghiep