Van điều áp là gì? Cấu tạo, phân loại và ứng dụng thực tế

Van điều áp là loại van được sử dụng nhiều trong các hệ thống khí nén, hệ thống thủy lực, đường ống dẫn khí,… với mục đích điều chỉnh, ổn định áp suất mong muốn. Trong bài viết hôm nay, Makgil xin phép chia sẻ một số kiến thức ít ỏi của mình về van điều áp Pressure Regulator, hy vọng giúp ích được phần nào với bạn đọc.

Van điều áp là gì?

Van điều áp (hay còn gọi là van điều chỉnh áp suất) có tên gọi tiếng anh là Pressure Regulator, là loại van được sử dụng nhiều trong các hệ thống thủy lực, khí nén, … có tác dụng điều chỉnh áp suất luôn ở mức mong muốn. Đây là loại van sử dụng được cho cả chất khí & chất lỏng, thường gồm 02 loại chính:

  • Van giảm áp: Có tên tiếng anh là Pressure Reducing Regulator, là loại van được thiết kế để giữ áp suất đầu ra ở một mức ổn định được cài đặt, trong khi áp suất đầu vào không ổn định và luôn lớn hơn áp suất đầu ra.
  • Van ổn áp: Có tên tiếng anh là Back Pressure Regulator, là loại van được sử dụng để điều chỉnh áp suất đầu vào không vượt quá mức cho phép. Nó có tác dụng tương tự van an toàn, nhưng có độ nhuyễn cao hơn.
van dieu ap
Hình ảnh valve điều áp hãng Drastar/Korea

Mục đích sử dụng của van điều chỉnh áp suất

Hiện nay, trong tất cả các hệ thống chất lỏng, chất khí tồn tại áp suất, việc ổn định và kiểm soát áp suất rất quan trọng. Những hậu quả xảy ra do tình trạng quá áp gây vỡ đường ống, nổ đường ống, hư hỏng thiết bị xảy ra thường xuyên và gây ra những hậu quả vô cùng nặng nề.

Khi đó, van điều áp được coi là một giải pháp tuyệt vời, giúp đảm bảo an toàn cho hệ thống đường ống, thiết bị của bạn.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của van điều áp

1. Cấu tạo của van điều chỉnh áp suất

cau tao van dieu ap
Hình ảnh cấu tạo của Pressure Regulator

Pressure Regulator được cấu thành từ nhiều bộ phận khác nhau, nhưng về cơ bản chung được cấu thành bởi những bộ phận chính:

  • Thân van (Body).
  • Núm điều chỉnh (Controlknob).
  • Lò xo chịu tải (Load spring).
  • Vít điều chỉnh (Adjusting screw).
  • Màng piston (Piston diaphragm).
  • Nắp van (Bonnet).
  • Van chính – còn gọi là van poppet (Main valve hoặc Poppet valve).
  • Ghế van (Seat valve).
  • Cổng kết nối (Inlet & Outlet port).

Mỗi bộ phận của van đảm nhận một chức năng khác nhau, tạo thành một khối đồng nhất.

2. Nguyên lý hoạt động của van điều chỉnh áp

Trên thực tế, có rất nhiều loại van điều áp, áp dụng cho từng ngành công nghiệp khác nhau, ví dụ như van điều áp thủy lực, khí nén, khí gas, khí hóa lỏng, điều áp nước, điều áp dầu,… Tuy nhiên về cơ bản, chúng đều hoạt động trên một nguyên lý giống nhau là nguyên lý lực cân bằng:

Khi ta điều chỉnh tay nắm (lock handle) nằm trên cùng của van điều áp theo chiều kim đồng hồ, đồng nghĩa với việc tác động lưc lên lò xo và từ lò xo tạo ra một lực nén lên màng của van. Khi đó, lực lò xo F1 (xem hình bên dưới) sẽ tăng lên, trong khi lực đầu vào & lực của poppet nằm phía bên trong của van không đổi thì để hệ cân bằng áp suất đầu ra của van phải tăng lên.

Ngược lại, khi ta điều chỉnh tay nắm của van theo chiều ngược lại (ngược chiều kim đồng hồ), đồng nghĩa với lực tác động lên lò xo mất đi, trong khi lực đầu vào và lực của poppet nằm phía bên trong của van không đổi thì để hệ cân bằng áp suất đầu ra của van phải giảm đi.

Như vậy, ta có thể dễ dàng điều chỉnh áp suất đầu ra của van thông qua việc điều chỉnh tay nắm nằm trên đầu của van cùng hoặc ngược chiều kim đồng hồ.

Khi đã điều chỉnh áp suất đầu ra theo mong muốn (quan sát thông qua đồng hồ áp suất đi cùng regulator hoặc đồng hồ áp suất lắp đặt trên đường ống), người dùng có thể cài đặt điểm áp suất đó bằng cách tác động ấn xuống một lực vừa đủ vào tay cầm.

nguyen ly hoat dong van dieu ap
Hình ảnh nguyên lý hoạt động Pressure Regulator

Phân loại van điều chỉnh áp và sự khác nhau giữa chúng

Dựa vào cấu tạo, van điều áp được chia làm ba loại chính sau đây:

1. Van điều áp một cấp

Có tên tiếng anh là Single Stage Pressure Regulator hoặc One Stage Pressure Regulator, là loại van điều áp được sử dụng rộng rãi và phổ biến trên thị trường.

Khi nguồn áp suất cao đi vào qua cổng inlet, sau đó đi vào thân của van, được điều khiển bởi vít điều chỉnh. Áp suất tăng lên sẽ tác động đẩy màng ngăn thông qua lò xo, đóng van poppet không cho thêm áp suất đi vào van.

Khi áp suất đi ra ở cổng outlet, áp suất bên trong thân van giảm xuống, màng ngăn được lò xo đẩy lùi và van mở ra, cho phép áp suất tiếp tục được phép đi vào cho đến khi đạt được trạng thái cân bằng giữa áp suất đầu ra và lo xo.

Áp suất đầu ra phụ thuộc vào lực của lò xo, lực này có thể được điều chỉnh bởi núm điều chỉnh trên tay nắm của van. Áp suất đầu ra và áp suất đầu vào giữ cụm màng ngăn/van poppet ở vị trí đóng chống lại lực của lò xo.

Với bộ điều áp một cấp, khi bình cung cấp xuống thấp, áp suất đầu vào thấp hơn sẽ khiến áp suất đầu ra tăng lên. Nếu độ nén của lò xo không được điều chỉnh để bù lại, các van có thể vẫn mở và cho phép phần áp suất còn lại đi qua. Nói cách khác, áp suất cung cấp càng thấp thì chênh lệch áp suất mà bộ điều áp có thể đạt được đối với cài đặt lò xo nhất định càng thấp.

van dieu ap mot cap
Hình ảnh van điều áp một cấp hãng Drastar/Korea

2. Van điều áp hai cấp

Có tên tiếng anh là Two Stage Pressure Regulator, nó là tích hợp của hai van một cấp (giảm áp hai lần), được sử dụng với mục đích tránh trường hợp giảm áp đột ngột gây nên hiện tượng đóng băng và van bị tắc nghẽn. Thiết kế hai cấp giúp chỉ số SPE giảm xuống, làm tăng độ chính xác, thường được sử dụng cho những ứng dụng yêu cầu sự ổn định đầu ra cao trong khi đầu vào có sự thay đổi lớn về áp.

Trong giai đoạn đầu tiên (tạm gọi là giai đoạn sơ cấp), áp suất khí đi vào van thông qua cổng inlet và được điều chỉnh làm giảm áp suất cung cấp khí xuống giai đoạn trung gian, khí ở áp suất đó đi vào giai đoạn thứ hai. Lúc này, khí thoát ra sau giai đoạn trung gian được đặt bởi tay vặn điều chỉnh áp suất liên kết với lò xo và màng ngăn. Thông thường, hai giai đoạn luôn được thiết kế hai van an toàn bên trong để tăng cấp độ bảo vệ.

van dieu chinh ap 2 cap
Hình ảnh van điều áp hai cấp hãng Drastar/Korea

3. Van điều áp tự động

Ngoài hai loại van trên, một số hãng chuyên sản xuất còn thiết kế ra cụm van điều áp tự động, có tên tiếng anh là Automatic Changeover Regulators and Systems. Một cụm van này thông thường thường bao gồm hai van điều áp một cấp, 03 đồng hồ áp suất, hai bộ lọc khí, hai van một chiều có tác dụng chống chảy ngược, hai ống mềm dẫn khí từ nguồn cung cấp khí vào van.

Mục đích sử dụng của cụm van này là ổn định áp suất ở mức áp suất đã cài đặt và giữ cho việc cấp khí được liên tục. Với thiết kế hai đầu vào cấp khí, trong quá trình hoạt động, nếu xảy ra tình trạng một nguồn cấp khí hết, thì van sẽ tự động bật đầu còn lại, giúp cho quá trình cấp khí được liên tục, không ảnh hưởng tới hoạt động của hệ thống.

van diep ap tu dong
Hình ảnh cụm van điều áp tự động hãng Drastar

Để cài đặt và sử dụng được cụm van điều áp tự động này, người dùng cần phải có kiến thức tốt, hoặc phải tham khảo tư vấn của đơn vị cung cấp. Dưới đây là sơ bộ cách vận hành của cụm van tự động AC720 của hãng Drastar, Quý khách hàng có thể tham khảo:

  • Bước 1: Kết nối các bình khí với các cổng kết nối bên trái & bên phải của cụm van.
  • Bước 2:  Để ngăn chặn tình trạng chảy ngược của dòng khí, cần phải lắp đặt van một chiều giữa bình khí và cụm van điều áp.
  • Bước 3: Chọn bình khí (trái hoặc phải) được sử dụng trước và vặn núm vặn xoay theo hướng bình khí đó.
  • Bước 4: Trong trường hợp nguồn khí từ bình khí thứ nhất (tạm gọi là bình A) bị hết hoặc áp suất từ bình A giảm xuống dưới áp suất làm việc, hệ thống sẽ tự động thay đổi nguồn cấp khí từ bình A sang bình cấp khí thứ hai (bình B).
  • Bước 5: Phần núm vặn không tự động xoay khi hệ thống tự động chuyển nguồn cấp khí, nhưng nó có thể được điều khiển thủ công sang bình khí hiện đang cung cấp khí.
  • Bước 6: Trong trường hợp bình khí A được thay thế bằng một bình khí mới trong khi bình khí B vẫn đang cấp khí, và mũi tên trên phần tay vặn chỉ sang hướng bình khí A vì nó không được đặt thủ công vào bình khí B, thì bình khí A sẽ cung cấp khí lại theo hướng của núm vặn.
  • Bước 7: Khuyến cáo không nên để trống cả hai bình khí cùng lúc, để tránh tình trạng rò rỉ khí.

Lưu ý khi lắp đặt và sử dụng van điều chỉnh áp suất

Để bộ van điều áp hoạt động được hiệu quả, chính xác, ổn định và có tuổi thọ cao nhất, chúng phải được lắp đặt một cách chính xác. Trong suốt quá trình cung cấp và lắp đặt các loại van, chúng tôi nhận được một số phản hồi, tuy nhiên sau quá trình cùng tìm hiểu với khách hàng, cả hai bên đều nhận thấy và thống nhất do cách lắp đặt và sử dụng van điều áp. Dưới đây, chúng tôi xin liệt kê ra một số lưu ý để giúp người dùng sử dụng tốt hơn van của mình:

  • Mặc dù đa phần các nhà sản xuất van điều áp đã thiết kế tích hợp bộ lọc (filer) trên van, nhằm hạn chế những tạp chất trong đường ống (ví dụ như các mạt sắt còn sót lại sau quá trình thi công đường ống mới,…) đi vào trong thân van, gây móp méo, hư hỏng màng ngăn của van. Việc này thường xảy ra do các tạp chất thường có nhiều loại, đa dạng về kích cỡ nên không phải lúc nào bộ lọc của van có thể phù hợp để những tạp chất này, dẫn tới tình trạng không thể điều chỉnh áp suất đầu ra. Dưới đây là hình ảnh màng van bị hư hỏng do tạp chất.
van bi mop meo
Hình ảnh màng van bị móp méo do lẫn tạp chất từ đường ống

Để khắc phục vấn đề này, chúng tôi khuyến cáo khách hàng nên và cần thiết sử dụng một bộ lọc rời, lắp trước van này để loại bỏ các tạp chất có thể đi vào gây hư hỏng màng van. Lưu ý rằng các bộ lọc filter này đều có kích cỡ lưới lọc, người dùng nên lựa chọn kích thước lưới lọc cho phù hợp với ứng dụng của mình.

bo loc cho van dieu ap
Hình ảnh bộ lọc (filer) thường được sử dụng lắp trước pressure regulator
  • Trong ứng dụng cho môi trường chất khí, khí không nên có độ ẩm quá cao vì trong những ứng dụng có tốc độ dòng chảy cao, việc bộ điều áp có thể bị đóng băng nếu có hơi ẩm cao. Người dùng cũng có thể nghiên cứu lắp đặt thêm bộ sấy khí (gas heater) cho những ứng dụng này.
  • Không sử dụng van điều áp cho những ứng dụng có nguồn cung áp suất lớn hơn áp suất thiết kế đầu vào của van, việc này cực kỳ nguy hiểm vì có thể gây hư hỏng cho van và cho thiết bị, hệ thống sau đó (nếu không có van thứ cấp) do tình trạng quá áp gây nên.
  • Pressure regulator không được sử dụng như thiết bị đóng, mở áp suất như các loại van khác, khi van không được sử dụng, áp suất cung cấp nên được ngắt.

Một số ứng dụng của Van điều áp trong thực tế

Van điều áp được sử dụng khá rộng rãi, phổ biến trong các ngành công nghiệp và cả dân dụng. Bất kỳ ở đâu có áp suất và có nhu cầu thay đổi áp suất, thì van điều chỉnh áp suất là lựa chọn tuyệt vời. Có thể kể đến một số ứng dụng sau đây:

  • Công nghiệp máy khí nén.
  • Công nghệ máy bay.
  • Ngành công nghiệp sử dụng và xử lý nước.
  • Công nghiệp khai khoáng.
  • Công nghiệp hàn cắt.
  • Ngành sản xuất các loại khí công nghiệp.
  • Y tế và dược phẩm, thực phẩm, đồ uống.
  • Ngành công nghiệp bán dẫn, linh kiện điện tử (semiconductor).
  • Và rất nhiều lĩnh vực khác…

Một số tiêu chí khi chọn mua van điều áp

Makgil Việt Nam xin chia sẻ một số tiêu chí để lựa chọn van điều áp sau đây, hy vọng phần nào giúp ích được Quý khách hàng trong quá trình lựa chọn của mình.

  • Loại van: Như phần đầu bài viết đã đề cập, pressure regulator thường có hai loại và van giảm áp (pressure reducing regulator) và van ổn áp (back pressure regulator), người dùng cần xác định kỹ mục đích sử dụng của mình là ổn định áp suất đầu ra hay giữ áp suất đầu vào không vượt quá mức cho phép. Nếu là van giảm áp, cần lựa chọn xem sử dụng loại van một cấp hay van hai cấp.
  • Áp suất đầu vào: Việc lựa chọn áp suất đầu vào rất quan trọng, nên người dùng cần kiểm tra kỹ và lựa chọn mức áp suất thiết kế đầu vào của van cao hơn áp suất tối đa của hệ thống, thiết bị (thông thường cao hơn 1,3 lần).
  • Áp suất đầu ra: Là mức áp suất sau khi điều chỉnh, người dùng cần xác định để chọn dải áp đầu ra cho phù hợp.
  • Kết nối cơ khí: Bao gồm cổng kết nối đầu vào và kết nối đầu ra (thông thường các nhà sản xuất van sẽ thiết kế kích thước kết nối đầu vào và kết nối đầu ra giống nhau, nếu người dùng muốn sử dụng kích thước đầu vào đầu ra khác nhau, thường sẽ phải dùng đầu chuyển) hoặc kết nối từ van lên đồng hồ đo áp suất. Ngoài ra, một số ngành công nghiệp như công nghiệp hàn cắt, khí sạch UHP thường có những chuẩn kết nối riêng biệt.
  • Vật liệu thân van: Thường bao gồm hai vật liệu chính là thép không gỉ SS316 hoặc đồng mạ niken (Nickel Plated Brass), ảnh hưởng trực tiếp tới giá thành sản phẩm nên người dùng cũng cần cân nhắc khi lựa chọn.
  • Phụ kiện đi kèm: Đối với một số ứng dụng cụ thể như ứng dụng lắp bảng,… việc mua kèm phụ kiện là điều cần thiết, cũng cần kiểm tra và cân nhắc đối với những phụ kiện này.
phu kien di kem
Hình ảnh một số phụ kiện đi kèm van điều chỉnh áp suất

Mua van điều áp chất lượng, chính hãng uy tín tại Makgil Việt Nam

Hiện nay, có khá nhiều thương hiệu van điều chỉnh áp suất trên thị trường Việt Nam như Swagelok, Parker, Drastar, Harris, Concoa,… với mức giá cả rất đa dạng.

Sau quá trình kiểm tra chất lượng, giá cả, thời gian giao hàng, chính sách bảo hành, thời gian giao hàng,… Makgil Việt Nam đã quyết định phối hợp cùng thương hiệu Drastar đến từ Korea, với chất lượng ổn định, giá cả cạnh tranh, thiết kế nhỏ gọn, công nghệ tiên tiến,… Hiện nay, với lượng hàng stock kho lớn tại Hồ Chí Minh, Makgil Việt Nam là nhà phân phối độc quyền tại thị trường Việt Nam, đảm bảo hỗ trợ nhanh chóng và tư vấn tận tình đối với khách hàng.

Bên cạnh đó, với đội ngũ nhân viên được đào tạo bài bản, chuyên nghiệp, giàu kinh nghiệm, chúng tôi cũng dễ dàng có thể tư vấn cho khách hàng lựa chọn được loại van điều áp phù hợp với yêu cầu và mục đích sử dụng, với chi phí tối ưu, hợp lý nhất.

Quý khách hàng lưu ý rằng với đặc thù liên quan đến ứng dụng áp suất cao, tính an toàn được đặt lên hàng đầu, chúng tôi xin phép không cung cấp hàng hóa có xuất xứ từ Trung Quốc, thương hiệu của Trung Quốc, gây ảnh hưởng đến uy tín của chúng tôi và sự an toàn cho hệ thống của người dùng.

Một số loại van điều áp của hãng Drastar/Korea

Để khách hàng nắm bắt rõ hơn về dải sản phẩm của thương hiệu Drastar, chúng tôi xin liệt kê một số sản phẩm chủ đạo của thương hiệu này như sau:

1. Sử dụng chung cho các ngành công nghiệp: bao gồm bốn dòng sản phẩm chính là 072 series, 082 series, 092 series, DR60 series, tương ứng với từng dải áp suất khác nhau.

van dieu ap cong nghiep
Hình ảnh van điều áp sử dụng chung cho các ngành công nghiệp hãng Drastar/Korea

2. Sử dụng cho công nghiệp bán dẫn (semiconductor): Bao gồm năm dòng sản phẩm chính là DR100 series, DR200 series, DR300 series, DR500 series, DR700 series tương ứng với các dải sản phẩm khác nhau, được thiết kế đạt tiêu chuẩn UHP, có phần bề mặt được xử lý đạt chuẩn B.A. 25Ra, E.P. 10Ra, hoặc E.P. 5Ra microinch.

van dieu ap
Hình ảnh van điều chỉnh áp suất sử dụng cho công nghiệp bán dẫn hãng Drastar/Korea

3. Sử dụng cho những ứng dụng có áp suất và lưu lượng cao: Bao gồm năm dòng sản phẩm chính là DR70 series, DR75 series, DR80 series, DR90 series, DR110 series, sử dụng cho những ứng dụng có áp suất cao (lên tới 10,000 psi) hoặc lưu lượng cao (Cv=5.0).

van dieu ap suat
Hình ảnh van điều áp sử dụng cho áp suất & lưu lượng cao hãng Drastar/Korea

4. Van điều áp hai cấp: Gồm hai dòng sản phẩm chính là 2000 series và 2200 series (sử dụng cho khí tinh khiết), dùng cho những ứng dụng yêu cầu sự ổn định đầu ra cao trong khi đầu vào có sự thay đổi lớn về áp.

van dieu ap hai cap
Hình ảnh van điều áp hai cấp hãng Drastar/Korea

5. Van ổn áp: Bao gồm hai dòng chính là 077 series và 088 series sử dụng cho những ứng dụng lên tới 10,000 psi, còn được gọi là van điều áp điều áp ngược, có tác dụng giữ cho áp suất đầu vào không vượt quá mức cài đặt.

van on ap
Hình ảnh van ổn áp (van điều áp ngược) hãng Drastar/Korea

6. Van điều áp thủy lực: Gồm một dòng 085 series sử dụng cho những ứng dụng có áp suất lên tới 10,000 psi trong hệ thủy lực khí nén.

van dieu ap thuy luc
Hình ảnh van điều áp thủy lực 085 series hãng Drastar/Korea

7. Cụm van điều áp tự động: Gồm hai dòng chính là AC700 series và AC720 series, là tổ hợp hai van cùng phụ kiện trên một cụm van, được sử dụng với mục đích giữ cho nguồn cấp khí được liên tục.

van dieu chinh ap tu dong
Hình ảnh cụm van điều áp tự động hãng Drastar/Korea

8. Bộ sấy khí: Có tên tiếng anh là Gas heater, thường được sử dụng trong cùng van điều áp cho ứng ứng dụng mà khí có độ ẩm cao, nhằm mục đích làm nóng khí tránh tình trạng đóng băng trên van.

bo say khi
Hình ảnh bộ sấy khí Gas heater hãng Drastar/Korea

Makgil Việt Nam hân hạnh được phục vụ mọi yêu cầu tư vấn, báo giá của khách hàng theo thông tin chi tiết dưới đây:

CÔNG TY TNHH MAKGIL VIỆT NAM

Trụ sở chính: 18/21 Nguyễn Văn Dung, Phường 06, Quận Gò Vấp, TP. Hồ Chí Minh

Chi nhánh Hà Nội: Số 130 D4 Khu đô thị mới Đại Kim, Đại Kim, Hoàng Mai, Hà Nội

Điện thoại: 02866-572-704

Fax: 02822-026-775

Website: https://makgil.com     Email: info@makgil.com

Zalo: 0902 949 401       –         0902 988 005      –       0932 798 882

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *