Làm thế nào để giảm thiểu búa nước khi sử dụng van 1 chiều

Van 1 chiều là một loại van được sử dụng để ngăn chặn dòng chảy ngược, điều hướng dòng chảy trong hệ thống chỉ được chảy theo một hướng, là một thiết bị không thể thiếu trong nhiều hệ thống công nghiệp. Tuy nhiên, khi lựa chọn và sử dụng van 1 chiều, chúng thường gây ra tình trạng búa nước, là một vấn đề gây khó chịu và có thể ảnh hưởng đến hoạt động, chất lượng của các thiết bị trong hệ thống cũng như đường ống.

Vậy, làm thế nào để giải quyết vấn đề này, bài viết dưới đây sẽ phân tích các nguyên nhân gây ra búa nước do van 1 chiều và một số cách khắc phục, giảm thiểu búa nước khi sử dụng van 1 chiều thuận tiện nhất, mời bạn đọc cùng theo dõi.

Van 1 chiều và vấn đề búa nước

Búa nước là một vấn đề gây khó chịu và ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ thống ống công nghiệp. Chúng gây ra tiếng ồn, va đập đường ống, làm hỏng đường ống và các thiết bị khác trong hệ thống. Hiện tượng búa nước này xảy ra khi áp suất tăng đột biển và bị dừng đột ngột trong đường ống tạo ra sóng xung kích. Búa nước gây thiệt hại đến các van trong hệ thống, đường ống và cách thành phần khác, gây thiệt hại chi phí, đòi hỏi sửa chữa tốn kém, phát sinh thời gian chết, tổn thất sản xuất.

Búa nước có rất nhiều nguyên nhân gây ra, sử dụng van 1 chiều để ngăn chặn dòng chảy ngược cũng có thể là một nguyên nhân. Van 1 chiều thường có hiện tượng đóng mở đột ngột, khiến áp suất thay đổi đột ngột, chính là nguyên nhân gây ra sóng xung kích và là yếu tố khiến búa nước có thể xảy ra.

Tuy nhiên, van 1 chiều lại là một thiết bị thiết yếu trong các hệ thống ống nước, đặc biệt tại các hệ thống bơm, chúng ngăn chặn dòng chảy ngược, bảo vệ các thiết bị, máy bơm khỏi các nguy cơ tiềm ẩn dòng chảy ngược. Làm thế nào để có thể giải quyết được vấn đề búa nước mà vẫn đảm bảo không có dòng chảy ngược là điều cần phải quan tâm và đặt lên hàng đầu.

Nguyên nhân khiến van 1 chiều gây ra búa nước

Để giải quyết vấn để búa nước do van 1 chiều gây ra ta cần phải tìm hiểu nguyên nhân gốc rễ vấn đề búa nước xảy ra do đâu khi van 1 chiều hoạt động. Một số nguyên nhân đó là:

• Dòng chảy ngược: Búa nước thường sinh ra do tình trạng áp suất tăng đột biến và bị dừng đột ngột. Dòng chảy ngược thường tăng lên đến thời điểm van 1 chiều đóng hoàn toàn. Vận tốc dòng chảy ngược cao hơn sẽ gây ra hiện tượng đóng van mạnh hơn.
• Kích thước van không phù hợp: Thông thường khi lựa chọn kích thước van 1 chiều, mọi người đều lựa chọn theo kích thước đường ống và mong muốn lưu lượng Cv lớn nhất. Tuy nhiên, việc lựa chọn kích thước van nên phụ thuộc vào lưu lượng dòng chảy xác định. Nếu lựa chọn kích thước quá lớn hoặc quá nhỏ so với lưu lượng đều có thể gây ra hiện tượng búa nước.
• Loại van không phù hợp: Một số van 1 chiều truyền thống, có thể thiết kế của chúng chính là nguyên nhân gây ra búa nước. Ví dụ như các van 1 chiều lá lật hoặc cánh bướm thường sẽ có nguy cơ gây ra búa nước cao hơn so với các dòng van lò xo, van 1 chiều cối.

Nguy cơ búa nước của các loại van 1 chiều

Van 1 chiều lá lât:

Van 1 chiều lá lật là một lựa chọn khá phổ biến so với các van 1 chiều khác bởi loại van này có giá thành tương đối rẻ và tổn thất áp suất thấp.

Van hoạt động bằng 1 đĩa lật, cố định với bản lề, thực hiện đóng mở bằng áp lực dòng chất và trọng lượng của đĩa. Khi dòng chảy lưu chất bị gián đoạn, đĩa sẽ nhanh chóng đóng lại, đóng van 1 chiều hoàn toàn. Do đặc trưng chuyển động của đĩa nên hành trình đóng của đĩa dài và tác động của áp suất ngược khiến đĩa van đóng đột ngột, hiện tượng đóng sầm xảy ra.

Và khi van đóng lại, đường dẫn dòng bị chặn lại, khiến cho dòng chảy đang lưu thông bị cắt đột ngột, hiện tượng xung kích xảy ra, tác động lên van và lên thành ống, gây ra tiếng ồn thậm chí thiệt hại cho hệ thống ống.

Van 1 chiều cánh bướm:

Van 1 chiều cánh bướm thiết kế dạng đĩa đôi, thay vì một đĩa như van lá lật, vì vậy, mỗi nửa đĩa sẽ ít nặng hơn và khả năng đóng sầm ít hơn. Và van 1 chiều cánh bướm thực hiện đóng mở ngăn chặn dòng chảy ngược dựa vào áp lực của dòng chảy và lực của lò xo.

Nên loại van này giảm thiểu tình trạng búa nước hơn so với van lá lật, tuy nhiên chúng vẫn gây ra hiện tượng búa nước từ thấp đến trung bình và việc thiết kế đĩa đôi nằm giữa đường dẫn gây cản trở đường dẫn dòng chảy, tổn thất áp suất cao hơn.

Van 1 chiều lò xo:

Van 1 chiều lò xo là lựa chọn tuyệt vời cho việc giảm thiểu búa nước. Van có thể đóng nhanh nhờ thiết kế hành trình trục ngắn của đĩa đến đệm, thiết kế đóng bằng lò xo và trọng lượng đĩa thấp nên giảm thiểu tình trạng búa nước, bảo vệ các thiết bị.

Giảm thiểu búa nước khi sử dụng van 1 chiều

• Kéo dài thời gian đóng van: Đối với dòng van 1 chiều lá lật thì giải pháp tốt nhất chính là kéo dài thời gian đóng van. Để làm điều này, nhiều nhà sản xuất trang bị thêm dashpots, giảm xóc hoặc hệ thống đệm, giảm chấn. Tuy nhiên, giải pháp này không thật sự tối ưu, chúng còn nhiều hạn chế. Việc van đóng chậm hơn, việc ngăn chặn dòng chảy ngược không diễn ra kịp thời, nên nguy cơ dòng chảy ngược nhiều hơn khiến các thiết bị trước van phải xử lý nhiều hơn. Tổn thất áp suất nhiều hơn so với van 1 chiều thông thường. Giá thành đắt hơn, tốn kém nhiều chi phí hơn. Yêu cầu bảo trì nhiều hơn do có cấu trúc nhiều bộ phận chuyển động hơn.
• Giảm vận tốc chất lỏng: Vận tốc chất lỏng tăng quá nhanh và dừng đột ngột chính là nguyên do gây ra tình trạng búa nước. Vì vậy, giảm vận tốc chất lỏng cũng chính là giảm nguy cơ búa nước. Để giảm vận tốc chất lỏng, cách tốt nhất chính là để van 1 chiều đóng nhanh hơn. Đóng van 1 chiều nhanh hơn có nghĩa là chất lỏng gần với vận tốc bằng 0 khi van đóng hoàn toàn, giảm thiểu va chạm. Van 1 chiều lò xo là giải pháp cho việc giảm vận tốc chất lỏng, khoảng cách di chuyển đĩa ngắn, hỗ trợ đóng bằng lò xo giúp van đóng nhanh chóng, trước khi dòng chảy ngược xảy ra.
• Lựa chọn van 1 chiều không búa nước: Để giảm thiểu búa nước tốt nhất thì giải quyết nguyên nhân gốc vẫn là tốt nhất. Hãy lựa chọn van 1 chiều có thể giảm thiểu búa nước, van 1 chiều lò xo có thể sẽ là lựa chọn tốt nhất. Van đóng bằng lò xo, hành trình di chuyển ngắn, van đóng lại trước khi chất lỏng có cơ hội đảo ngược và gây ra búa nước.
• Xác định chính xác kích thước van: Việc xác định kích thước chính xác, phù hợp với hệ thống là rất cần thiết. Việc lựa chọn kích thước quá nhỏ sẽ dẫn đến tổn thất áp suất, hạn chế dòng chảy, gây ra tiếng ồn và rung chấn quá mức. Việc chọn kích thước quá lớn gây lãng phí, và van sẽ phải hoạt động ở vị trí mở một phần, gây dao động, tiếng ồn va đập.

Kết luận:

Búa nước là vấn đề nghiêm trọng và cần được quan tâm trong các hệ thống đường ống. Bởi chúng có thể sẽ là nguyên nhân gây ra các hỏng hóc, lỗi, ảnh hưởng đến chất lượng của các thiết bị, đường ống. Điều này sẽ gây tốn kém về chi phí, ảnh hưởng hoạt động của hệ thống. Giải quyết vấn đề búa nước là rất cần thiết và cần đặt lên hàng đầu.

Xem thêm: Cân nhắc về hướng lắp đặt của các loại van 1 chiều