Van an toàn hoạt động như thế nào?
Van an toàn là một thiết bị cơ khí được thiết kế để ngăn chặn sự tích tụ áp suất quá mức trong thùng chứa hoặc hệ thống, chẳng hạn như bình chịu áp lực, nồi hơi hoặc hệ thống đường ống. Chức năng chính của nó là giải phóng áp suất dư thừa khi đạt đến mức xác định trước, do đó ngăn ngừa các vụ nổ tiềm ẩn hoặc các mối nguy hiểm khác.
Nguyên lý cơ bản của van an toàn liên quan đến cơ cấu tải lò xo chống lại lực tác dụng bởi áp suất bên trong của hệ thống. Đây là cách nó hoạt động:
Cài đặt áp suất: Một van an toàn được thiết lập để mở ở một mức áp suất cụ thể. Áp suất này được xác định dựa trên các thông số kỹ thuật thiết kế của hệ thống mà nó đang bảo vệ.
Cơ chế lò xo: Bên trong van an toàn, có một lò xo được cài đặt sẵn một lực nén nhất định. Áp lực này chống lại áp lực bên trong hệ thống. Khi áp suất bên trong tăng lên, nó đẩy ngược lại lò xo.
Cơ chế niêm phong: Van an toàn có cơ chế niêm phong giữ cho nó đóng trong điều kiện hoạt động bình thường. Cơ chế này, thường là các đĩa được giữ chặt vào lỗ mở của van bằng lực của lò xo, chặn cửa van lại, ngăn lưu chất đi qua van.
Áp suất tích tụ: Khi áp suất bên trong hệ thống tiếp cận áp suất cài đặt được xác định trước, lực tác dụng bởi áp suất bắt đầu vượt qua lực của lò xo. Khi áp suất bên trong đạt đến áp suất cài đặt, lực từ áp suất trở nên lớn hơn lực của lò xo và van an toàn bắt đầu nhấc khỏi chỗ ngồi của nó.
Giải phóng áp lực dư thừa: Khi van an toàn nâng lên, nó tạo ra một lỗ thông qua đó áp suất dư thừa có thể thoát ra. Điều này giải phóng áp lực từ hệ thống, ngăn không cho nó vượt quá giới hạn an toàn.
Giảm áp suất: Khi áp suất bên trong hệ thống giảm xuống mức an toàn, lực tác dụng của lò xo trở nên lớn hơn lực áp suất còn lại và van an toàn sẽ tự đặt lại, đóng lỗ mở. Hệ thống sau đó có thể trở lại hoạt động bình thường.
 |
| Nguyên lý hoạt động van an toàn |
Nguyên lý hoạt động của từng loại van an toàn
Từng loại van an toàn khác nhau sẽ có nguyên lý hoạt động khác nhau, ta có thể phân loại van an toàn thành 2 loại chính là loại van an toàn trực tiếp và van an toàn gián tiếp. Hai loại này có cơ chế hoạt động khác nhau, cùng tìm hiểu về nguyên lý hoạt động của 2 loại van này đó là:
Van an toàn trực tiếp:
Van an toàn trực tiếp, còn được gọi là van an toàn lò xo, chúng hoạt động dựa vào áp suất của lò xo và áp lực của hệ thống, nguyên lý hoạt động của loại van này rất đơn giản.
Van an toàn trực tiếp tiếp xúc trực tiếp với áp suất bên trong hệ thống. Khi áp suất bên trong tiếp cận áp suất cài đặt, nó tác động trực tiếp lên cơ cấu van. Cơ cấu van được thiết kế để mở khi áp suất bên trong đạt đến áp suất cài đặt định trước. Hành động này nâng đĩa van ra khỏi chỗ ngồi của nó, cho phép áp suất dư thừa thoát qua lỗ mở.
Khi van mở, áp suất dư thừa sẽ nhanh chóng được giải phóng khỏi hệ thống, ngăn ngừa sự tích tụ áp suất vượt quá giới hạn an toàn. Khi áp suất bên trong giảm đến mức an toàn, van được đóng lại bằng lực của lò xo hoặc cơ chế khác. Điều này niêm phong lại hệ thống.
Van an toàn gián tiếp:
Van an toàn gián tiếp hoạt động thông qua một quá trình hai giai đoạn liên quan đến một hệ thống van phụ điều khiển van chính. Thiết kế này cung cấp khả năng kiểm soát chính xác hơn đối với việc mở và đóng van:
Một van an toàn gián tiếp bao gồm một van phụ (là một van trực tiếp) được kết nối với van chính. Van phụ này tiếp xúc với áp suất hệ thống và điều khiển hoạt động của van chính. Các van này cảm nhận áp suất trong hệ thống và hoạt động tương ứng. Khi áp suất tiếp cận điểm đặt, các van phụ sẽ phản ứng.
Khi áp suất được cảm nhận bởi van phụ đạt đến áp suất cài đặt, van điều khiển sẽ mở ra. Sự giải phóng áp suất này trong van phụ kích hoạt van chính mở. Khi van chính được mở, nó cho phép áp suất dư thừa thoát ra khỏi hệ thống.
Thiết kế của van này cho phép kiểm soát chính xác hơn việc đóng mở van, điều này có thể đặc biệt hữu ích trong các ứng dụng cần kiểm soát áp suất chặt chẽ. Khi áp suất giảm, van phụ phản ứng bằng cách đóng, từ đó làm cho van chính đóng lại, niêm phong lại hệ thống.
Tóm lại, sự khác biệt chính giữa van an toàn trực tiếp và gián tiếp nằm ở cách chúng phản ứng với sự thay đổi áp suất và cách chúng đạt được giảm áp. Van an toàn trực tiếp mở trực tiếp để đáp ứng với áp suất trong hệ thống, trong khi van an toàn gián tiếp sử dụng hệ thống van phụ để điều khiển đóng mở van chính, mang lại hoạt động chính xác và có kiểm soát hơn. Sự lựa chọn giữa các loại van an toàn này phụ thuộc vào các yêu cầu cụ thể của ứng dụng và mức độ kiểm soát áp suất cần thiết.