Sự khác biệt giữa van 1 chiều và van 2 chiều nằm ở chỗ ai điều khiển dòng chảy. Van 1 chiều tự đóng khi dòng đổi hướng, không cần người hay điện can thiệp. Van 2 chiều, theo cách gọi phổ biến ở Việt Nam, là van đóng/mở bằng tay hoặc bằng bộ truyền động (van bi, van cổng, van bướm, van điện từ 2/2), cho dòng đi qua theo cả hai chiều khi mở.
Tên gọi này dễ gây nhầm vì không phải thuật ngữ chuẩn trong tiêu chuẩn van. Bài viết làm rõ van 1 chiều và van 2 chiều theo cách hiểu đúng, so sánh hai nhóm theo chức năng, cách vận hành, tổn thất áp suất và vị trí lắp, rồi chỉ ra khi nào một hệ thống cần cả hai, điển hình là cụm bơm.
Van 1 chiều và van 2 chiều: hiểu đúng tên gọi
Van 1 chiều (check valve) chỉ cho lưu chất đi theo một hướng. Đĩa van được đẩy mở bởi chênh áp phía trước và tự đóng khi áp phía sau lớn hơn hoặc khi dòng ngừng. Chi tiết về nguyên lý có trong bài van 1 chiều là gì.
“Van 2 chiều” không có định nghĩa riêng trong ASME hay EN. Trong thực tế mua bán, cụm này dùng cho các van không có hướng chặn tự động, tức là khi mở thì lưu chất chảy được theo cả hai hướng, còn đóng hay mở do người vận hành quyết định. Trong ngành thủy lực và khí nén, “van 2 chiều” (2-way valve) lại có nghĩa là van có 2 cổng, ví dụ van điện từ 2/2: 2 cổng, 2 vị trí.
Các loại thường được gọi là van 2 chiều
- Van bi: quay 90° để đóng/mở, ít tổn thất khi mở hết, xem thêm Van bi là gì.
- Van cổng (van cửa): đĩa nâng lên khỏi dòng, dùng cho đường ống lớn, ít thao tác.
- Van bướm: đĩa xoay quanh trục, gọn và nhẹ, hợp đường ống lớn, áp thấp đến trung bình.
- Van cầu: đóng mở và điều tiết lưu lượng tốt, nhưng tổn thất lớn; thân van có mũi tên chỉ chiều ưu tiên.
- Van điện từ 2/2: cuộn dây hút lõi để đóng hoặc mở, đáp ứng nhanh, dùng cho tự động hóa.
Một điểm hay bị hiểu sai: “hai chiều” nghĩa là dòng chảy được cả hai hướng khi van mở, không có nghĩa lắp ngược xuôi tùy ý. Van cầu có hướng dòng quy định; van bi có khoang đệm hoặc van bi 3 ngả có hướng ưu tiên; van điện từ kiểu gián tiếp (servo) cần chênh áp tối thiểu ở đúng hướng để mở. Luôn đối chiếu catalogue của hãng.
Bảng so sánh van 1 chiều và van 2 chiều
Bảng dưới đặt van 1 chiều và van 2 chiều cạnh nhau theo tám tiêu chí thường dùng khi chọn van.
| Tiêu chí | Van 1 chiều | Van 2 chiều (van đóng/mở) |
|---|---|---|
| Chức năng chính | Ngăn dòng chảy ngược, bảo vệ bơm và thiết bị | Đóng/mở hoặc cô lập đoạn ống theo ý người vận hành |
| Cách vận hành | Tự động, nhờ chênh áp và trọng lực hoặc lò xo | Tay quay, tay gạt, điện, khí nén hoặc cuộn điện từ |
| Hướng dòng | Một hướng, có mũi tên trên thân | Cả hai hướng khi mở (trừ van có hướng ưu tiên) |
| Khả năng cô lập kín | Không dùng để cô lập, vẫn rò nhẹ qua đĩa | Cô lập kín, cho phép sửa chữa đoạn ống phía sau |
| Tổn thất áp suất (tham khảo) | Có áp mở tối thiểu 0,02–0,1 bar; hệ số K khoảng 1–2 với van lá lật, lớn hơn với van đĩa nâng | Van bi, van cổng mở hết có K khoảng 0,05–0,2; van cầu K cao hơn nhiều |
| Vị trí lắp | Sau bơm, đầu hút (rọ bơm), trước đồng hồ, cuối nhánh | Đầu và cuối nhánh, trước/sau thiết bị cần bảo trì |
| Điều khiển từ xa | Không cần, không điều khiển được | Có thể, nếu gắn bộ truyền động |
| Rủi ro điển hình | Búa nước khi đóng chậm, kẹt rác, mòn đĩa | Búa nước nếu đóng nhanh; kẹt trục, rò gioăng khi lâu không thao tác |
Các hệ số K ở trên là giá trị tham khảo theo tài liệu thủy lực phổ biến (như Crane TP-410), thay đổi theo kiểu van và cỡ van. Tổn thất cục bộ tính bằng ΔP = K·ρ·v²/2. Với nước chảy 2 m/s, van lá lật K = 2 gây tổn thất khoảng 0,04 bar, còn van bi mở hết gần như không đáng kể.
Khác biệt giữa van 1 chiều và van 2 chiều về cấu tạo và bộ điều khiển
Van 1 chiều chỉ có thân, đĩa (hoặc bi, cánh) và gioăng; có loại thêm lò xo. Không có trục xuyên ra ngoài thân nên ít điểm rò rỉ, nhưng bạn cũng không can thiệp được từ bên ngoài. Muốn hiểu sâu từng chi tiết, xem bài cấu tạo van 1 chiều.
Van 2 chiều luôn có cơ cấu tác động: trục, tay quay hoặc bộ truyền động, kèm gioăng làm kín trục. Bộ truyền động điện hoặc khí nén làm giá thành tăng, nhưng cho phép đóng mở theo tín hiệu PLC. Đây là lý do van 1 chiều thường rẻ hơn van đóng/mở cùng cỡ, đặc biệt so với loại có bộ điều khiển.
Hiệu suất và ứng dụng của van 1 chiều và van 2 chiều
Về tổn thất, van bi và van cổng mở hết gần như không cản dòng, nên hợp đường ống chính. Van 1 chiều luôn phải thắng áp mở và đĩa nằm trong dòng chảy, vì thế tổn thất cao hơn; bù lại nó phản ứng ngay khi dòng đảo chiều mà không cần ai thao tác. Về nguyên lý tổn thất, tham khảo thêm bài check valve trên Wikipedia.
Chọn van 1 chiều và van 2 chiều không dựa vào việc loại nào tốt hơn mà dựa vào nhiệm vụ:
| Nhiệm vụ | Nên dùng | Lý do |
|---|---|---|
| Chặn nước chảy ngược khi bơm dừng | Van 1 chiều | Tự đóng, không phụ thuộc người vận hành |
| Cô lập đoạn ống để thay bơm, đồng hồ | Van 2 chiều (bi, cổng, bướm) | Đóng kín, có thể khóa và treo biển |
| Điều tiết lưu lượng | Van cầu hoặc van điều khiển | Van bi, van cổng không điều tiết ổn định |
| Đóng mở tự động theo tín hiệu | Van điện từ 2/2 hoặc van bi điều khiển | Nhận lệnh từ PLC, công tắc phao, cảm biến |
| Giữ nước đầu ống hút để mồi bơm | Van 1 chiều đầu hút (rọ bơm) | Giữ cột nước, có lưới lọc rác |
Khi nào cần lắp cả van 1 chiều và van 2 chiều
Cùng một hệ thống thường cần cả van 1 chiều và van 2 chiều, mỗi loại ở một vị trí riêng.
Ở cụm bơm, van 1 chiều và van 2 chiều làm hai việc khác nhau nên thường đi cùng nhau. Thứ tự chuẩn trên đường đẩy là: bơm, van 1 chiều, van chặn (van bi, van cổng hoặc van bướm), rồi đến đường ống chính. Van 1 chiều đặt gần bơm để bảo vệ bơm khỏi dòng ngược; van chặn đặt sau nó để khóa đường ống khi cần tháo van 1 chiều hoặc bơm.
- Thiếu van chặn: muốn thay đĩa van 1 chiều phải xả cả đường ống phía sau.
- Thiếu van 1 chiều: khi bơm dừng, cột nước chảy ngược làm bơm quay ngược, có thể hỏng gioăng và phá hỏng động cơ.
- Chỉ có van chặn: phải nhớ đóng tay mỗi lần dừng bơm; quên một lần là có dòng ngược.
- Dùng van 1 chiều thay van chặn: không cô lập được, vì van 1 chiều vẫn rò nhẹ qua đĩa khi có áp ngược.
Cụm này còn liên quan đến búa nước. Nếu van 1 chiều đóng chậm, dòng đảo chiều trước khi đĩa đóng, đĩa sập vào đế gây xung áp tính theo Joukowsky: ΔP = ρ·a·Δv. Với nước, vận tốc sóng a khoảng 1.000 m/s và Δv = 1 m/s, xung áp có thể lên tới khoảng 10 bar. Vì thế van chặn không nên đóng nhanh, và với đường ống dài nên chọn van 1 chiều đóng nhanh có lò xo. Thêm về cách lắp đặt đúng, đọc hướng dẫn lắp đặt van 1 chiều.
Ví dụ khác: nhánh nước vào bình nóng lạnh
Trên đường cấp vào bình nóng lạnh, van 1 chiều chặn nước nóng chảy ngược về ống cấp, còn van chặn dùng để khóa nước khi bảo trì. Chỗ này hay phát sinh hiện tượng nhỏ giọt do giãn nở nhiệt; nguyên nhân và cách xử lý được phân tích trong bài van 1 chiều bình nóng lạnh bị rò rỉ.
Tư vấn chọn van 1 chiều và van 2 chiều cho hệ thống
Khi chọn van 1 chiều và van 2 chiều, cần có lưu chất, áp suất, nhiệt độ, kích thước ống, kiểu kết nối (ren, mặt bích JIS 10K, PN16) và vị trí lắp. Với van 1 chiều, xem thêm các mẫu van một chiều theo vật liệu và kiểu kết nối; với van đóng/mở, chọn theo tần suất thao tác và yêu cầu kín. Viva có thể hỗ trợ đối chiếu thông số với nhu cầu của bạn. Tài liệu liên quan nằm trong chuyên mục Tài liệu van 1 chiều.
Địa chỉ: Số 20 ngõ 102 Hoàng Đạo Thành, P. Khương Đình, TP. Hà Nội
Phụ trách kinh doanh: Miss Hoa
Câu hỏi thường gặp về van 1 chiều và van 2 chiều
Van 2 chiều có tự đóng khi dòng chảy ngược không?
Không. Van 2 chiều (van bi, van cổng, van bướm) chỉ đóng khi có người hoặc bộ truyền động tác động. Muốn tự chặn dòng ngược phải lắp thêm van 1 chiều.
Van bi có dùng làm van 1 chiều được không?
Không. Van bi đóng mở bằng tay gạt và cho dòng đi cả hai hướng khi mở. Chức năng chống chảy ngược tự động cần van 1 chiều chuyên dụng.
Van điện từ 2/2 có phải van 2 chiều không?
Nó có 2 cổng và 2 vị trí, nên gọi là van 2 chiều theo cách đếm cổng. Tuy vậy van điện từ gián tiếp thường chỉ kín tốt theo một hướng chênh áp, nên không thay được van 1 chiều.
Van 1 chiều và van 2 chiều lắp thứ tự nào trong cụm bơm?
Lắp van 1 chiều sát bơm, sau đó đến van chặn. Thứ tự này giúp khóa van chặn để tháo van 1 chiều hoặc bơm mà không phải xả cả đường ống.
Van 1 chiều có làm giảm áp suất đường ống không?
Có. Van phải có áp mở tối thiểu, thường 0,02–0,1 bar tùy loại, cộng với tổn thất cục bộ khi nước đi qua đĩa van. Số liệu cụ thể cần đối chiếu catalogue của hãng.
