Van một chiều cánh lật và van một chiều nâng: Sự khác biệt và cách chọn

Trong số các loại van một chiều được sử dụng trong hệ thống đường ống công nghiệp, loại van xoay và van nâng đáp ứng hầu hết các nhu cầu chống chảy ngược. Van xoay sử dụng một đĩa bản lề xoay ra khỏi dòng chảy. Van nâng sử dụng một piston nâng thẳng lên khỏi đế van.

Cách hoạt động của van một chiều xoay

Van một chiều xoay mở bằng cách cho phép áp suất thuận đẩy một đĩa bản lề lên và ra khỏi đường đi của dòng chảy, sau đó đóng lại khi trọng lực xoay cùng một đĩa đó trở lại xuống đế van. Đây là một trong những thiết kế chống chảy ngược phổ biến nhất trong hệ thống đường ống quy mô lớn, chủ yếu vì cơ chế đơn giản và đường đi của dòng chảy vẫn mở.

Cơ chế đĩa bản lề và đóng van có hỗ trợ trọng lực

Bên trong van, một đĩa treo vào một chốt bản lề gắn gần đỉnh thân van. Khi áp suất thuận tăng lên ở đầu vào, nó sẽ đẩy đĩa lên và ra khỏi đường đi của dòng chảy, gập nó vào một chỗ lõm trong vỏ van.

Khi máy bơm tắt hoặc áp suất thượng nguồn giảm, đĩa không còn gì giữ nó mở nữa. Trọng lực kéo nó trở lại theo cùng một cung cho đến khi nó tiếp xúc với vòng đệm, và áp suất ngược tác động lên mặt sau của đĩa hoàn thành công việc, khóa chặt vòng đệm.

Tại sao nó phù hợp hơn cho lắp đặt ngang

Van xoay phụ thuộc vào trọng lực để bắt đầu hành trình đóng, điều này chỉ hoạt động tốt khi đĩa vuông góc với dòng chảy, cấu hình bạn có được trong đường ống ngang. ASME B31.3 yêu cầu 5 đến 10 đường kính ống thẳng phía thượng nguồn để tránh đĩa bị mòn không đều.

Lắp đặt van theo chiều dọc với dòng chảy xuống và trọng lực sẽ giữ cho đĩa mở, điều này làm mất đi mục đích của van. Lắp đặt theo chiều dọc với dòng chảy lên về mặt kỹ thuật có thể hoạt động, nhưng đĩa phải di chuyển xa hơn chống lại trọng lực để đóng, và thời gian di chuyển thêm đó thường dẫn đến việc đóng chậm hoặc một chút chất lỏng chảy ngược lại trước khi vòng đệm được thiết lập.

Đặc tính lưu lượng và sụt áp

Vì đĩa xoay hoàn toàn ra khỏi lỗ van, hầu như không có gì cản trở đường đi của dòng chảy. Điều này giữ cho hệ số lưu lượng (Cv, thước đo lượng chất lỏng mà van đi qua ở một mức sụt áp nhất định) cao và sụt áp thấp, một van xoay tiêu chuẩn 4 inch có Cv khoảng 400. 

Ít nhiễu loạn và ít tổn thất ma sát cộng lại trên một đường ống dài, đó là lý do tại sao thiết kế này xuất hiện thường xuyên ở những nơi việc duy trì áp suất đường ống thực sự quan trọng đối với ngân sách. Một van một chiều xoay mặt bích thực hiện cùng một công việc ở các đường kính lớn hơn, bắt bu lông trực tiếp vào các đường ống công nghiệp lưu lượng lớn.

Cách hoạt động của van một chiều kiểu nâng

Van một chiều kiểu nâng hoạt động dựa trên một nguyên lý hoàn toàn khác so với thiết kế xoay, sử dụng chuyển động thẳng thay vì cung tròn xoay. Bố cục bên trong có nhiều điểm chung với van cầu, và hình dạng đó mang lại cho nó khả năng đóng kín chặt chẽ và chính xác hơn dưới áp lực cao.

Đĩa hoặc Piston Nâng Lên Theo Phương Thẳng Đứng Khỏi Vòng Đệm

Một đĩa, nút hoặc piston được dẫn hướng nằm phía trên một vòng đệm ngang bên trong van. Chất lỏng đi vào bên dưới vòng đệm và đẩy lên trên. Khi áp suất chênh lệch phía thượng nguồn vượt quá áp suất mở van (thường được hiệu chuẩn từ 0,5 đến 2,0 psi đối với các mẫu có lò xo), piston bên trong được đẩy theo phương thẳng đứng dọc theo rãnh dẫn hướng được gia công chính xác của nó.

Chuyển động nâng này mở ra một lối đi cho chất lỏng đi qua vòng đệm và ra ngoài qua cửa xả. Rãnh dẫn hướng giữ cho mọi thứ tập trung trên vòng đệm, vì vậy bộ phận làm kín không bị nghiêng lệch khỏi trục ngay cả trong trường hợp dòng chảy tốc độ cao đột ngột.

Các loại có lò xo và loại hồi về bằng trọng lực

Van một chiều kiểu nâng chia thành hai kiểu đóng. Loại hồi về bằng trọng lực chỉ cho phép trọng lượng của piston kéo nó xuống khi dòng chảy thuận giảm.

Loại có lò xo bổ sung thêm một lò xo cuộn phía trên piston để đẩy xuống liên tục. Lò xo đó đóng van ngay lập tức khi áp suất thuận giảm, trước khi chất lỏng có bất kỳ cơ hội nào thực sự đảo chiều, điều này ngăn chặn các xung áp lực đến thiết bị ở phía thượng nguồn xa hơn.

Tại sao nó yêu cầu hướng lắp đặt cụ thể hơn

Hệ thống dẫn hướng bên trong van kiểu nâng giới hạn vị trí của nó. Loại hồi về bằng trọng lực tiêu chuẩn cần đường ống ngang, vì piston phải nâng lên thẳng đứng, và việc nghiêng van sang một bên có nguy cơ làm kẹt cơ chế dẫn hướng.

Đối với các đường ống thẳng đứng, kỹ sư thường chỉ định van một chiều kiểu nâng thẳng đứng , được chế tạo với độ căng lò xo được hiệu chuẩn sao cho piston đóng chặt vào vòng đệm bất kể góc lắp đặt đường ống.

Sự khác biệt chính giữa van một chiều kiểu xoay và kiểu nâng

So sánh van một chiều cánh lật và van một chiều cánh xoay với nhau phụ thuộc vào cách cơ chế bên trong của mỗi loại ảnh hưởng đến diện tích lắp đặt, tuổi thọ và độ an toàn của đường ống.

Cơ chế đóng — Xoay (Quay) so với Lật (Tuyến tính)

Sự khác biệt cốt lõi là đường đi của chuyển động. Van xoay xoay đĩa của nó theo một cung rộng để đóng. Van lật di chuyển thẳng lên xuống, vuông góc với đế van. Đường đi tuyến tính đó làm mòn các mặt làm kín ít hơn trong quá trình hoạt động chu kỳ cao. Cơ chế lật cũng được đặt kín dưới nắp chụp mà không có trục xuyên ra ngoài, điều này làm giảm nguy cơ rò rỉ khí hoặc hơi ra ngoài xung quanh các bộ phận chuyển động, so với chốt bản lề lộ ra của van xoay.

Yêu cầu về hướng lắp đặt

Bố cục đường ống thường quyết định loại van một chiều nào có sẵn thực sự phù hợp với công việc. Van xoay tiêu chuẩn chỉ được lắp đặt trên đường ống ngang để trọng lực có thể đóng đĩa đúng cách. Van lật cũng có yêu cầu tương tự vì các rãnh dẫn hướng của chúng, mặc dù mẫu van lật có hỗ trợ lò xo mở rộng khả năng này một chút, hoạt động được trên cả đường ống ngang và đường ống dọc có dòng chảy hướng lên mà không có nguy cơ sai lệch.

Lưu lượng — Van xoay cho phép Cv lớn hơn, Van lật nhỏ gọn hơn

Van xoay cho phép chất lỏng di chuyển theo đường thẳng, điều này mang lại lợi thế về lưu lượng và sức cản. Van lật buộc chất lỏng đi qua hai lần rẽ 90 độ sắc nét trên đường đi lên, qua đế van và quay trở lại lối ra. Đường đi xoắn đó có nghĩa là ma sát nhiều hơn và Cv thấp hơn, thường là 150 đến 180 đối với kích thước 4 inch so với 400 của van xoay. Trong suốt vòng đời hoạt động kéo dài, sức cản dòng chảy tăng lên này làm tăng đáng kể mức tiêu thụ năng lượng của bơm và nâng cao chi phí vận hành dài hạn (OPEX), một sự đánh đổi quan trọng khi lựa chọn diện tích lắp đặt nhỏ gọn hơn của van lật.

Nguy cơ búa nước — Van lật đóng nhanh hơn, giảm tiếng va đập

Búa nước xảy ra khi dòng chảy đảo chiều va đập mạnh vào van đóng đến mức tạo ra sóng xung kích truyền qua đường ống. Đường đi dài của van xoay cho phép dòng chảy đảo chiều nhanh có không gian để bắt đĩa và đóng sập nó. Van lật, đặc biệt là loại có lò xo, có hành trình ngắn hơn nhiều và đóng ngay khi dòng chảy thuận dừng lại, trước khi chất lỏng có thể tạo ra động lượng ngược đáng kể.

Điều kiện môi trường và chất lỏng phù hợp

Cơ chế của mỗi thiết kế quyết định những gì nó có thể xử lý. Van xoay chịu được chất lỏng sạch và một lượng chất rắn lơ lửng hoặc chất lỏng nhớt hợp lý, vì lỗ thông hơi mở cho phép các hạt đi qua mà không bị kẹt bản lề. Van lật cần chất lỏng hoặc khí sạch, có độ nhớt thấp, vì dung sai chặt chẽ trên rãnh dẫn hướng của nó có nghĩa là bất kỳ hạt sạn hoặc cặn nào cũng có thể làm kẹt piston.

Vận tốc dòng chảy tối thiểu cũng quan trọng ở đây, vì chạy dưới một ngưỡng nhất định sẽ gây ra hiện tượng rung lắc đĩa, một rung động gây mài mòn cao làm xuống cấp đế van theo thời gian. Van xoay nâng hoàn toàn ở ngưỡng vận tốc tương đối thấp, trong khi van lật cần vận tốc cao hơn đáng kể để vượt qua đế van và giữ cho piston ổn định trên rãnh dẫn hướng của nó.

Cách chọn giữa van một chiều cánh xoay và van một chiều cánh lật

Một khi bạn biết cách hoạt động của mỗi cơ chế, việc lựa chọn chủ yếu phụ thuộc vào hướng lắp đặt, hồ sơ áp suất và tần suất chu kỳ của đường ống.

Chọn Van Một Chiều Loại Cánh Lật Khi — Đường Kính Lớn, Lắp Ngang, Chất Lỏng Sạch

Thiết kế cánh lật phù hợp cho các đường ống phân phối nước đường kính lớn, đường ống đô thị hoặc vận chuyển chất lỏng sạch, nơi việc tiết kiệm năng lượng là quan trọng.

 Nếu hệ thống hoạt động dựa trên dòng chảy trọng lực áp suất thấp hoặc có giới hạn giảm áp suất chặt chẽ, đường dẫn mở của cơ cấu xoay giúp giảm chi phí bơm, và đây là lựa chọn tiêu chuẩn cho các đoạn chạy ngang dài cần lưu lượng thể tích tối đa. 

Theo API 598, một mặt bích kim loại với mặt bích kim loại trên các đường ống này được phép có tốc độ rò rỉ nhỏ, tỷ lệ theo kích thước.

Chọn Van Lật Khi — Dịch vụ chu kỳ cao, Đường ống thẳng đứng, Không gian chật hẹp

Thiết kế van lật phù hợp với công việc áp suất cao, chu kỳ cao như đường ống ngưng tụ hơi nước, hệ thống nén khí hoặc vòng lặp phun hóa chất. 

Nếu bố cục yêu cầu chạy thẳng đứng hoặc có sự đảo chiều dòng chảy đột ngột, thường xuyên, van lật có lò xo sẽ giảm thiểu rủi ro búa nước và bảo vệ máy bơm và thiết bị đo phía thượng nguồn trong không gian công nghiệp chật hẹp.

Kết hợp thân van lật với mặt bích mềm polymer đáp ứng tiêu chí rò rỉ bằng không có thể nhìn thấy theo thử nghiệm API 598 khi yêu cầu mức độ bịt kín đó.

Van kiểm tra kiểu xoay mặt bích

• Kích thước: DN15~DN450
• Áp suất: PN10, PN16, 150LB
• Vật liệu: WCB, CF8, CF8M, CF3M
• Lớp lót: PFA, FEP
• Kích thước mặt đối mặt: HG/T 3704, DIN 3202

Xem chi tiết sản phẩm

Phù hợp Van với Ứng dụng

Việc lựa chọn giữa các loại van một chiều có sẵn phụ thuộc vào việc kết hợp các điểm mạnh cơ học với điều kiện và tiêu chuẩn quy trình thực tế của bạn, chứ không phải mặc định chọn bất kỳ van nào có sẵn trên kệ. Axit mạnh, hóa chất nguy hiểm và phương tiện có độ tinh khiết cao sẽ làm mòn nhanh chóng các van kim loại tiêu chuẩn, đó là lúc cấu trúc lót phát huy tác dụng.

YOUFUMI chế tạo van một chiều lót fluoropolymer (PFA/FEP) và chống ăn mòn cho các đường ống dịch vụ khắc nghiệt, bao gồm cả hai khía cạnh của sự so sánh này: cấu hình xoay hạng nặng cho các đoạn chạy ngang lưu lượng cao và lắp ráp van lật thẳng đứng chính xác cho không gian chật hẹp. 

Để có cái nhìn rộng hơn về toàn bộ dòng sản phẩm, hướng dẫn nhà sản xuất van một chiều công nghiệp của chúng tôi bao gồm phần còn lại của danh mục, và đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi có thể giúp kết hợp vật liệu lót Và định mức áp suất cho đường ống cụ thể của bạn.