Van một chiều loại Y là gì và hoạt động như thế nào?

Van một chiều loại Y là van một chiều có thân hình chữ Y góc cạnh thay vì thân thẳng. Góc này cho phép chất lỏng đi qua với ít lực cản hơn, trong khi bộ phận làm kín nằm sang một bên cho đến khi dòng chảy ngược đẩy nó vào đế van.

Điều gì làm cho van một chiều trở thành loại “Y”

Van một chiều được gọi là loại “Y” nhờ cấu tạo thân van, phân nhánh thành một chân góc cạnh thay vì chạy thẳng. Chân góc cạnh này thay đổi cách thức hoạt động của dòng chảy rối và khả năng tiếp cận bảo trì so với thiết kế thẳng, nối tiếp.

Thân van hình chữ Y — Đường dẫn dòng chảy góc cạnh khác với thiết kế nối tiếp như thế nào

Van nối tiếp tiêu chuẩn dẫn chất lỏng qua một đường thẳng với các khúc cua bên trong sắc nét, tạo ra các điểm nghẽn. Thiết kế loại Y phân nhánh thành một chân bên tạo một góc nhọn với trục đường ống chính, tạo ra một đường dẫn dòng chảy xiên với ít thay đổi hướng.

Bố cục hình học xiên, hợp lý hóa này làm giảm lực cản bên trong, tách dòng chảy và dòng chảy rối cục bộ. Kết quả là, van một chiều loại Y đạt được hệ số lưu lượng (Cv hoặc Kv) cao hơn và hệ số tổn thất áp suất (hệ số K) thấp hơn so với van một chiều nâng kiểu T nối tiếp tiêu chuẩn.

Từ góc độ tuân thủ thiết kế, các thông số kỹ thuật kỹ thuật B2B yêu cầu các van này phải đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế nghiêm ngặt.

• Kích thước mặt đối mặt và đầu cuối. Phải tuân thủ ASME B16.10 hoặc EN 558 để tương thích thay thế trong các đoạn ống tiêu chuẩn hóa.
• Xếp hạng áp suất-nhiệt độ. Được tính toán theo ASME B16.34 để đảm bảo tính toàn vẹn của vỏ và đế van dưới thử nghiệm thủy lực.
• Kiểm tra và thanh tra. Được xác minh theo API 598 hoặc ISO 5208 để xác nhận tốc độ rò rỉ cho phép ở các ngưỡng áp suất thấp và cao.

Các kỹ sư thủy lực ưa chuộng đặc tính giảm áp suất thấp này trong các dòng chảy tốc độ cao, đa pha hoặc chứa bùn. Nó cắt giảm năng lượng bơm và giảm nguy cơ ăn mòn-xói mòn trên thành thân van bên trong.

Bóng hoặc đĩa nằm ở đâu bên trong thân van loại Y

Chân van góc cạnh chứa một khoang bên trong chuyên dụng chứa bộ phận làm kín, có thể là bóng lăn hoặc đĩa dẫn hướng tùy thuộc vào mẫu mã. Khi chất lỏng di chuyển về phía trước, bộ phận làm kín rút vào túi góc cạnh này và nằm ngoài dòng chảy chính, điều này bảo vệ nó khỏi bị ăn mòn liên tục. Khi dòng chảy dừng lại, bộ phận này di chuyển ra khỏi chân van bên và nằm trên đế van.

Cách hoạt động của van một chiều loại Y

Van hoạt động hoàn toàn dựa vào áp suất chất lỏng chênh lệch và lực động học. Nó hoạt động mà không cần dây điện, tay quay thủ công hoặc bộ truyền động khí nén, điều này làm cho nó phù hợp với các đường ống riêng biệt không có nguồn điện gần đó.

Trình tự Mở Dòng chảy — Áp suất chất lỏng Nâng quả bóng/đĩa

Trình tự bắt đầu khi máy bơm hoặc thiết bị quy trình ở thượng nguồn tạo áp suất đẩy về phía bên đầu vào. Để van mở, áp suất đó phải vượt qua áp suất mở, được xác định bởi trọng lượng của bộ phận đóng hoặc lực cản của lò xo bên trong nếu có.

Khi áp suất đẩy tăng lên, chất lỏng đẩy vào bộ phận đóng, nâng nó ra khỏi đế và vào khoang nghiêng. Khi đường đi thông thoáng, chất lỏng di chuyển qua đường ống chính mà không bị cản trở.

Trình tự Đóng Ngược dòng — Trọng lực hoặc Lò xo Đưa quả bóng/đĩa trở lại đế

Khi máy bơm thượng nguồn tắt hoặc áp suất giảm, chất lỏng mất đà và bắt đầu đảo chiều. Trọng lực kéo bộ phận làm kín trở lại từ túi nghiêng, và trong các đường ống có sự đảo chiều nhanh, lò xo bên trong giúp nó di chuyển nhanh hơn. Bộ phận trượt xuống đường dẫn nghiêng và nằm trên đế, làm kín đường ống. Áp suất ngược đẩy vào mặt sau của quả bóng hoặc đĩa, củng cố độ kín và giữ cho phía thượng nguồn sạch sẽ.

Ưu điểm chính của thiết kế loại Y

MỘT van một chiều bi loại y có một số ưu điểm về cơ khí và chi phí so với các thiết kế thân thẳng cũ, đó là lý do tại sao nó xuất hiện trong nhiều ứng dụng công nghiệp.

Giảm áp suất thấp hơn so với van một chiều thẳng

Giảm áp suất qua đường ống có ý nghĩa đối với chi phí năng lượng. Thiết kế thẳng thường buộc chất lỏng đi qua các khúc cua gấp 90 độ, tạo ra ma sát và tổn thất áp suất. Đường dẫn nghiêng trong thiết kế loại Y giữ cho chất lỏng di chuyển theo đường thẳng hơn, do đó điện trở thấp. Điều này duy trì áp suất đường ống và giảm tải cho máy bơm hệ thống.

Bộ phận bên trong có thể tiếp cận — Nút ở đầu nghiêng cho phép kiểm tra và làm sạch trong đường ống

Khả năng bảo trì là điểm khác biệt của thiết kế này. Van một chiều truyền thống thường yêu cầu kỹ thuật viên ngắt kết nối mặt bích và rút toàn bộ bộ phận ra khỏi đường ống để bảo dưỡng. Thân van loại Y sử dụng nắp chụp có thể tháo rời hoặc nút tiếp cận ở đầu nhánh nghiêng thay thế. Đội ngũ bảo trì có thể tháo bu lông nút đó để làm sạch khoang, kiểm tra đế xem có bị mòn không, hoặc thay thế các bộ phận bên trong mà không cần tháo thân van ra khỏi đường ống, điều này giúp giảm cả thời gian ngừng hoạt động và chi phí nhân công.

Van một chiều loại Y thường được sử dụng ở đâu

Các van này hoạt động tốt trong các môi trường khắc nghiệt nơi các thiết kế van một chiều khác có xu hướng bị hỏng.

Đường hơi nước và nước ngưng

Phân phối hơi nước liên quan đến nhiệt độ cao, vận tốc cao và nước ngưng bốc hơi, các điều kiện gây xói mòn nghiêm trọng ở đế van và tiếng lách cách trong các van tiêu chuẩn. Thiết kế dạng chữ Y với nhánh góc cạnh xử lý tốt các thay đổi pha nhanh chóng này, cho phép nước ngưng nóng chảy vào các bộ thu mà không bị giảm áp suất đột ngột hoặc sốc nhiệt.

Hệ thống bơm hóa chất

Các nhà máy hóa chất xử lý axit mạnh, dung môi và chất lỏng ăn mòn cần sự bảo vệ chống chảy ngược chắc chắn để ngăn chúng xâm nhập vào dòng quy trình chính. Nhiều cơ sở sử dụng van một chiều bi loại chữ Y có lót cho mục đích này, vì lớp lót polymer bảo vệ thân kim loại khỏi bị tấn công hóa học trong khi thiết kế góc cạnh giữ cho hiệu suất chính xác.

Xử lý nước và nước thải

Các đường xử lý nước mang theo chất rắn lơ lửng, cặn bẩn và vật liệu dạng sợi có thể mắc vào bản lề của van một chiều cánh lật và làm kẹt nó mở. Nhánh mở trong thân van dạng chữ Y tạo không gian cho các hạt đó đi qua thay vì bị mắc lại. Kết hợp với một quả bóng xoay, van tự loại bỏ cặn bẩn, giúp giữ cho vòng đệm kín ngay cả trong nước thải thô.

Đường ống Dầu khí

Các đường ống thượng nguồn và trung nguồn mang hydrocacbon chưa tinh chế, sáp parafin và bùn mài mòn. Khả năng chịu tải cao và ma sát thấp trong thân van dạng chữ Y phù hợp với các đường ống áp suất cao này, ngăn chặn dòng chảy ngược trong quá trình chuyển đổi bơm trong khi giữ nguy cơ tắc nghẽn rắn ở mức thấp.

Loại Y so với các loại van một chiều khác — Khi nào chọn loại Y

Van kiểm tra bi loại Y

Kích thước: DN15~DN100
Áp suất: PN10, PN16, 150LB
Vật liệu: WCB, CF8, CF8M, CF3M
Lớp lót: PFA, FEP
Khoảng cách hai mặt bích: HG/T 3704, DIN 3202

Xem sản phẩm

Các nhà thiết kế đường ống phải đánh giá việc lựa chọn van một chiều dựa trên hồ sơ vận tốc dòng chảy, hướng lắp đặt và ngân sách bảo trì hệ thống để ngăn ngừa sốc thủy lực nghiêm trọng và hỏng hóc bộ phận làm kín sớm.

Một van một chiều loại cánh lật sử dụng một đĩa phẳng trên chốt bản lề và có tổn thất áp suất thấp trong các đường ống lớn. Tuy nhiên, nó cần lắp đặt theo chiều ngang (hoặc chiều dọc với dòng chảy lên và vận tốc phù hợp) để đóng đúng cách dưới tác dụng của trọng lực, và chốt bản lề bên trong cùng cánh tay đỡ đĩa của nó rất dễ bị bám bẩn, kẹt cơ học và mài mòn nhanh chóng khi tiếp xúc với bùn hoặc chất rắn lơ lửng. Thiết kế loại Y hoạt động được ở cả đường ống ngang và dọc, sử dụng piston hoặc đĩa được dẫn hướng hoàn toàn, cách ly các bề mặt trượt cơ học ra khỏi đường chảy mài mòn chính để ngăn ngừa kẹt.

MỘT van một chiều loại bi, ở dạng thẳng hàng tiêu chuẩn, sử dụng một buồng thẳng đứng để đẩy chất lỏng nâng một quả bóng nặng lên thẳng, tạo ra lực cản đáng kể, áp suất nứt cao và hạn chế dòng chảy nghiêm trọng. Di chuyển cùng một buồng bóng đó sang góc 45 độ, như thiết kế Y-type làm, giữ cho đường dẫn dòng chảy mở, giảm tổn thất năng lượng và ngăn quả bóng bị rung hoặc quay quá mức trong dòng chảy.

Thân van loại Y nằm ở giữa về hiệu quả dòng chảy thô, nhưng đây là loại duy nhất trong danh sách này kết hợp lắp đặt dọc, giảm áp suất thấp và bảo trì thẳng hàng trong một thân van duy nhất.

Chọn thân van phù hợp cho đường ống của bạn

Lựa chọn giữa các loại van một chiều khác nhau có sẵn phụ thuộc vào việc kết hợp thiết kế thân van với chất lỏng, hướng lắp đặt và tần suất cần bảo trì đường ống. 

Đối với các quy trình hóa chất có tính ăn mòn cao, việc chỉ định van lót PFA (perfluoroalkoxy) hoặc PTFE (polytetrafluoroethylene) van một chiều bi loại Y đảm bảo khả năng chống ăn mòn tuyệt đối, duy trì tính toàn vẹn cấu trúc, đồng thời đạt tiêu chuẩn kiểm tra không rò rỉ API 598. 

Sự kết hợp này mang lại cho các nhà thiết kế hệ thống đường ống sự cân bằng lý tưởng giữa tính trơ hóa học, khả năng đóng ngắt tin cậy nhờ trọng lực và khả năng bảo trì nhanh chóng ngay trên đường ống.