Van giảm áp là gì? Phân loại, ứng dụng và ưu điểm của nó

Van giảm áp là một van vận hành tự động theo mức set áp, được sử dụng để giảm áp suất đến áp xuất cần sử dụng trong hệ thống. Đôi khi van này còn được gọi là bộ điều chỉnh giảm áp suất. Chức năng cơ bản của van giảm áp là giảm áp suất từ cao đến áp cần sử dụng. Chúng thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp nước, hơi nước và dầu khí .
Chức năng của van giảm áp
Van giảm áp có thể điều khiển được áp suất thông qua mức set áp cụ thể hoàn toàn tự động mà không cần nguồn điện bên ngoài. Các chức năng chính của van giảm áp là:

• Trong hệ thống hơi, van giảm áp được sử dụng để kiểm soát chính xác áp suất hạ lưu. Các van này sẽ tự động điều chỉnh độ mở của van và điều chỉnh áp suất để giữ nó không đổi trong quá trình biến động áp suất.
• Các van giảm áp được lựa chọn phù hợp có thể được sử dụng để bảo vệ hệ thống trong các điều kiện dao động khác nhau.
• Chúng cũng có thể được sử dụng như van chuyển tiếp để dự phòng khi hệ thống mất điện.
• Van giảm áp có khả năng hoạt động nhanh chóng bằng cách tự điều chỉnh ngay lập tức dựa trên áp suất hạ lưu.

Các loại van giảm áp

Van giảm áp trong hệ thống hoạt động bằng cách cân bằng áp suất hơi bằng lò xo. Hầu hết các van giảm áp hiện đại được sản xuất theo nguyên lý này. Dựa vào cơ chế điều khiển độ mở của van, van giảm áp được phân thành hai loại:

• Van giảm áp tác động trực tiếp thông qua lực lò xo.
• Van giảm áp vận hành bằng pilot.

Van giảm áp tác động trực tiếp bằng lò xo:
Van giảm áp tác động trực tiếp rất lý tưởng cho các hệ thống áp suất sử dụng không lớn, nơi không cần điều khiển áp suất chính xác. Chúng được sản xuất với kích thước nhỏ gọn, giá rẻ và rất dễ lắp đặt. Tuy nhiên, áp suất đầu ra sẽ biến động hơn so với áp suất cài đặt .
Van giảm áp tác động trực tiếp được thiết kế để lắp đặt tại chỗ. Nó không cần cảm biến bên ngoài để hoạt động vì nó hoạt động khép kín. Độ chính xác của các PRV này thường là (+/-) 10% mức set áp đầu ra.

Trong van giảm áp tác động dùng lò xo, chuyển động của lò xo điều chỉnh hỗ trợ trực tiếp việc mở van. Sự nén của lò xo tạo ra một lực mở lên van giảm áp làm tăng lưu lượng. Khi áp suất tăng về phía hạ lưu, việc cân bằng xảy ra bằng cách cung cấp áp suất hạ lưu vào mặt dưới của lò xo điều chỉnh nơi lực hướng lên của nó cân bằng với lực nén của lò xo. Lực nén của lò xo được giới hạn để cho phép độ nhạy của lò xo cân bằng với sự thay đổi áp suất hạ lưu. Điều này gây ra một điều khiển áp suất đơn giản thông qua một lỗ van. Tuy nhiên, tốc độ dòng chảy cao có thể gây ra sự thay đổi áp suất.
Van giảm áp sử dụng pilot:
Van giảm áp sử dụng pilot thường được sử dụng cho các hệ thống có mức sét áp lớn và yêu cầu kiểm soát áp suất chặt chẽ. Chúng cung cấp phản ứng nhanh hơn đối với sự thay đổi của tải và phù hợp với nhiều loại tốc độ dòng hơn so với các loại điều khiển bằng lò xo. Chúng có kích thước lớn hơn và giá thành cao.
Van giảm áp vận hành bằng pilot sử dụng van pilot để tải piston hoặc màng ngăn làm tăng lực đi xuống được sử dụng để mở van chính lớn hơn. Điều này giúp công suất dòng chảy lớn hơn với sự thay đổi áp suất thấp hơn. Bằng cách cân bằng lực giữa lò xo điều chỉnh và áp suất thứ cấp, việc mở và đóng van điều khiển được kiểm soát. Van điều khiển này cung cấp áp suất đến piston hoặc màng ngăn của van chính. Lực hướng xuống được tạo ra bởi áp suất dòng chảy được khuếch đại bởi diện tích của piston hoặc màng ngăn cho phép mở van chính lớn hơn nhiều, mang lại khả năng cho tốc độ dòng chảy rất cao.
Do sự khuếch đại này, một thay đổi nhỏ trong độ mở trên van điều khiển dẫn đến sự thay đổi lớn về lưu lượng và áp suất hạ lưu qua van chính. Do đó, một chút thay đổi trong lực lò xo điều chỉnh trên piston sẽ tạo ra phản ứng nhanh trên một loạt các tốc độ dòng hơi. Ưu điểm chính của van giảm áp vận hành bằng pilot là phản ứng nhanh và kiểm soát áp suất hạ lưu chặt chẽ.

Có hai loại van giảm áp dử dụng pilot:

• Piston dẫn động vào van chính: kết hợp hai van – một van piston điều khiển và van chính. Nó cung cấp độ chính xác +/- 5%.
• Pilot được thiết kế bên ngoài , trong đó màng chắn kép thay thế bộ điều khiển piston. loại van giảm áp này cung cấp độ chính xác +/- 1%.

Các ứng dụng của van giảm áp
Hệ thống cung cấp khí ( Gas & Air ): Cả 2 loại van giảm áp đều được sử dụng trong hệ thống khí nén, năng lượng, hệ thống điều khiển khí và van điều khiển cho hệ thống chứa, tồn trữ và phân phối khí công nghiệp. Việc lựa chọn loại van giảm áp cho các dịch vụ này dựa trên độ chính xác của mà nó mang lại, đáp ứng yêu cầu áp suất đầu ra của hệ thống.
Hệ thống cung cấp nước cứu hỏa,sinh hoạt, hệ thống nước thải ( water ): Van giảm áp được ứng dụng rộng rãi trong các dịch vụ phân phối nước sinh hoạt và công nghiệp và hệ thống phòng cháy chữa cháy. Nói chung, van giảm áp tác động trực tiếp được ưu tiên cho các dịch vụ này. Trong các kịch bản yêu cầu cao, việc duy trì áp lực hệ thống trở nên rất khó khăn. Các van giảm áp được sử dụng trong các dây chuyền có thể kiểm soát hiệu quả áp suất hạ nguồn đến một giới hạn chấp nhận được.
Hệ thống hơi nóng ( steam ): Phần lớn các van giảm áp được sử dụng trong các ứng dụng liên quan đến việc cung cấp hơi trực tiếp, động cơ hơi nước và tuabin.
Các dịch vụ khác: Van giảm áp tìm thấy các ứng dụng của chúng như sau:
• Hệ thống bôi trơn ổ trục trong các thiết bị công nghiệp nặng và nhà máy cán.
• Trong máy ép thủy lực để điều khiển áp suất ra.
• Để kiểm soát áp suất trong hệ thống nhiên liệu-dầu.
• Để giảm áp suất trong máy tiệt trùng, máy làm ẩm, máy sưởi và thiết bị chế biến nhỏ
Ưu điểm của van giảm áp
Những ưu điểm chính của van giảm áp là:
• Không yêu cầu nguồn điện bên ngoài.
• Không yêu cầu các phần tử đo riêng biệt hoặc bộ điều khiển phản hồi tín hiệu.
• Thiết kế đơn giản với chi phí thấp.
• Độ tin cậy cao và khả năng bảo trì dễ dàng
• Rò rỉ bên ngoài và nguồn ma sát cao được hạn chế tối thiểu.
• Phản ứng nhanh
Van giảm áp so với van xả áp
Sự khác biệt chính giữa van giảm áp và van xả áp là
1. Van giảm áp duy trì áp suất gần như không đổi ở phía hạ lưu của van. Vì vậy, van này chỉ được sử dụng để duy trì hoặc giảm áp suất cao hơn. Trong khi van xả áp được sử dụng để bảo vệ thiết bị và hệ thống khỏi áp suất cao khi áp suất của hệ thống hoặc thiết bị vượt quá giới hạn cho phép.
2. Van giảm áp hoạt động liên tục trong hệ thống trong khi van xả áp chỉ bật lên khi vượt quá giới hạn áp suất cài đặt.
3. Trong van giảm áp, đường dẫn lấy tín hiệu áp suất đầu ra trong khi trong van xả áp, đường dẫn lấy tín hiệu áp suất đầu vào.
4. Trong điều kiện làm việc bình thường, van giảm áp sẽ ở vị trí mở nhưng van xả áp vẫn ở vị trí đóng.