So sánh van 1 chiều lá lật và cánh bướm: chọn loại nào

Van 1 chiều lá lật và cánh bướm khác nhau chủ yếu ở cấu tạo đĩa, chiều dài lắp và tốc độ đóng. Van 1 chiều lá lật (swing check) có một đĩa treo trên bản lề, thân dài, đường dòng thông thoáng. Cánh bướm (dual plate, wafer) có hai nửa đĩa gập quanh trục giữa, có lò xo, thân ngắn kẹp giữa hai mặt bích. Chọn van 1 chiều lá lật khi cần đường dòng thoáng, lắp ngang, môi chất có cặn; chọn cánh bướm khi cần nhẹ, gọn, đóng nhanh để hạn chế búa nước.

Bài này so sánh van 1 chiều hai kiểu trên theo bảy tiêu chí và đưa ra cách chọn theo tình huống. Tiêu chí tổng quát cho mọi kiểu van nằm ở bài tiêu chí chọn van 1 chiều; các kiểu còn lại xem tại các loại van 1 chiều.

Cấu tạo và nguyên lý của van lá lật và cánh bướm

Van 1 chiều lá lật

Van 1 chiều lá lật có một đĩa nối với trục bản lề phía trên đế van. Dòng chảy đẩy đĩa lên khi áp suất đầu vào lớn hơn đầu ra; khi dòng dừng hoặc đảo chiều, đĩa rơi về đế nhờ trọng lực và áp suất ngược. Ở trạng thái mở hết, đĩa gần như nằm ngoài đường dòng nên tổn thất nhỏ. Một số mẫu có đối trọng hoặc giảm chấn ngoài để chỉnh tốc độ đóng.

Van 1 chiều cánh bướm

Van 1 chiều cánh bướm (dual plate) có hai nửa đĩa gắn trên một trục ở giữa, được lò xo kéo về vị trí đóng. Dòng chảy thắng lực lò xo để gập hai nửa đĩa theo hướng dòng. Khi dòng giảm, lò xo đã đóng đĩa trước khi dòng đảo chiều. Đây là điểm khác biệt lớn nhất về hành vi đóng. Kiểu wafer này thường chế tạo theo API 594.

So sánh van 1 chiều lá lật và cánh bướm theo 7 tiêu chí

Chiều dài lắp và trọng lượng

Chiều dài giữa hai mặt bích của van 1 chiều lá lật theo BS 1868 hoặc API 6D thường gấp vài lần van wafer. Ở DN300 trở lên, chênh lệch này ảnh hưởng đến cả kích thước phòng bơm lẫn tải lên giá đỡ. Van wafer nhẹ nên dễ treo trên ống, nhưng vẫn cần đỡ ống hai bên.

Tổn thất áp suất

Van 1 chiều lá lật mở hết cho đường dòng gần thẳng nên hệ số Kv cao. Cánh bướm có trục và hai nửa đĩa nằm giữa dòng, nên ΔP lớn hơn ở cùng lưu lượng. Quan hệ ΔP = SG·(Q/Kv)² cho thấy Kv thấp hơn 20% thì ΔP tăng khoảng 56%. Bài tổn thất áp suất qua van 1 chiều hướng dẫn cách tra Kv; khái niệm chung xem tại pressure drop.

Tốc độ đóng và búa nước

Khi bơm dừng, dòng đảo chiều trước khi đĩa kịp đóng. Với van 1 chiều lá lật, đĩa nặng và hành trình dài nên đóng sập vào đế với vận tốc dòng ngược, tạo xung áp theo công thức Joukowsky ΔP = ρ·a·Δv. Cánh bướm có lò xo đóng sớm, khi vận tốc dòng ngược còn gần bằng không.

Điều này không có nghĩa van 1 chiều lá lật luôn kém. Van 1 chiều lá lật có đối trọng, giảm chấn hoặc lắp trên đường ống ngắn, bơm nhỏ vẫn vận hành êm. Các biện pháp giảm xung được tóm tắt ở bài giảm búa nước khi dùng van 1 chiều.

Hướng lắp, giá và bảo trì

Van 1 chiều lá lật nên lắp ngang, nắp van hướng lên. Lắp đứng chỉ dùng cho dòng đi lên vì cần dòng nâng đĩa, nhưng đĩa có thể bị rung khi lưu lượng thấp. Cánh bướm lắp được mọi hướng nhờ lò xo. Về giá, DN nhỏ chênh lệch ít, từ DN150 trở lên cánh bướm tiết kiệm vật liệu đúc nên thường rẻ hơn.

Bảo trì van 1 chiều lá lật thuận tiện hơn nhờ mở nắp thay đĩa hoặc gioăng mà không phải tháo van khỏi đường ống. Cánh bướm kẹp giữa bích nên phải nới bu lông, tháo van khi thay lò xo hoặc trục. Cánh bướm cũng cần lắp đúng tâm; nếu đặt sát van bướm hoặc ống nhựa có đường kính trong nhỏ, đĩa có thể chạm vào mặt đối diện, cần thêm đoạn ống ngắn hoặc vòng đệm.

Hai ví dụ thực tế để áp dụng

Ví dụ 1: trạm bơm cấp nước DN250, ống đẩy dài 800 m, vận tốc 2 m/s. Bơm dừng đột ngột sẽ tạo dòng ngược mạnh trên đường ống dài. Van 1 chiều lá lật trần có thể đóng sập và gây tiếng gõ; cánh bướm có lò xo hoặc lá lật có giảm chấn là hướng hợp lý hơn, kết hợp tính toán sóng áp nếu hệ quan trọng.

Ví dụ 2: hệ nước thải có rác mịn, bơm chìm DN150, lắp ngang trong hố van. Cánh bướm có trục và lò xo dễ bị vướng sợi, nên van 1 chiều lá lật là lựa chọn ổn định hơn dù nặng hơn. Nếu sàn hố yếu, dùng giá đỡ riêng cho van thay vì đổi kiểu van.

Với cả hai ví dụ, sai số lớn nhất thường nằm ở dữ liệu đầu vào: chiều dài ống, vận tốc thực và mức độ sạch của môi chất. Hãy đo hoặc hỏi bên vận hành trước khi chốt kiểu van; số liệu sai thì kiểu van đúng cũng không giúp được.

Chọn van 1 chiều lá lật hay cánh bướm theo tình huống

Nếu van 1 chiều lá lật và cánh bướm đều phù hợp, ưu tiên theo nguy cơ búa nước trước, chỗ lắp thứ hai, giá cuối cùng. Cách làm này cũng là thứ tự trong bài tổng hợp về tiêu chí chọn mua.

Lưu ý khi đặt hàng

• Nêu rõ kiểu nối: bích JIS 10K, PN16 hay ANSI 150 với van lá lật; wafer cần ghi tiêu chuẩn bích ống để tính chiều dài bu lông.
• Vật liệu thân, đĩa, gioăng theo môi chất; nước biển, hóa chất cần inox 316 hoặc vật liệu phù hợp.
• Với cánh bướm, xác nhận vật liệu lò xo và đường kính trong của bích đối diện.
• Khoảng 5 lần DN đoạn ống thẳng sau bơm giúp dòng ổn định trước van (tham khảo).

Nếu chưa chắc nên dùng kiểu nào cho hệ bơm hiện tại, gửi lưu lượng, cột áp, chiều dài ống và vị trí lắp để được tư vấn. Van bướm thông thường là van chặn, không tự ngăn dòng ngược như van 1 chiều; xem bài Van bướm là gì để phân biệt với cánh bướm dùng trong van 1 chiều. Toàn bộ bài kỹ thuật trong Tài liệu van 1 chiều.

Tư vấn chọn loại van phù hợp

Viva cung cấp van 1 chiều lá lật cùng cánh bướm với nhiều vật liệu và tiêu chuẩn bích. Khi yêu cầu báo giá, hãy gửi môi chất, DN, PN, nhiệt độ và hướng lắp để kỹ thuật kiểm tra thông số trước khi chốt. Kho hàng tại Số 20, Ngõ 102 Hoàng Đạo Thành, Ph. Khương Đình, TP. Hà Nội.

Câu hỏi thường gặp về van 1 chiều lá lật và cánh bướm