Van bảo vệ áp suất (tiếng Anh: safety valve) là thiết bị thủy lực dùng để kiểm soát áp suất trong ống dẫn hoặc bồn chứa khí và chất lỏng. Đây là một phần của hệ thống điều chỉnh áp suất đầu vào.
Chức năng của van bảo vệ áp suất
Van bảo vệ áp suất có nhiệm vụ chính là bảo vệ hệ thống thủy lực khỏi sự gia tăng áp suất vượt quá mức quy định (mức quy định đã được thiết lập sẵn). Trong quá trình hoạt động, van bảo vệ áp suất thường ở trạng thái đóng. Khi áp suất đầu vào vượt mức quy định, van sẽ mở ra, cho phép một phần chất lỏng chảy qua và trở về bồn chứa. Van hoạt động dựa trên nguyên lý Bernoulli.
Phân loại
Van bảo vệ áp suất có thể được phân thành hai loại chính: van tác động trực tiếp và van tác động gián tiếp.
Van bảo vệ áp suất tác động trực tiếp
– Loại van này bao gồm các thành phần như: piston, thân van, lò xo, đĩa lò xo, và vít điều chỉnh lò xo.
– Nguyên lý hoạt động của van bảo vệ áp suất dựa trên sự cân bằng giữa các lực ngược chiều tác động lên nút van hoặc piston: lực đàn hồi của lò xo và áp suất của lưu chất. Khi áp suất đầu vào thấp hơn áp suất xả (áp suất xả là mức áp suất định sẵn thông qua việc điều chỉnh lực đàn hồi của lò xo), piston sẽ giữ vị trí đóng hoàn toàn. Khi áp suất đầu vào vượt qua mức áp suất xả định sẵn, piston sẽ di chuyển, và van mở ra để xả lưu chất cho đến khi áp suất đầu vào giảm về mức áp suất xả của van.
Van bảo vệ áp suất tác động gián tiếp
– Loại van này được sử dụng trong các hệ thống thủy lực có áp suất cao, nơi van tác động trực tiếp không đủ khả năng đáp ứng. Cấu tạo của van tác động gián tiếp bao gồm: van chính với piston có đường kính lớn và lò xo có độ cứng thấp, cùng với van phụ có piston nhỏ hơn và lò xo cứng hơn.
– Nguyên lý hoạt động của van tác động gián tiếp dựa trên việc cân bằng các lực ngược chiều tác động lên nút van (piston): lực đàn hồi của lò xo và áp suất của lưu chất trong khoang van chính (được thiết lập bởi van phụ) so với áp suất đầu vào.
– Khi áp suất đầu vào thấp hơn mức áp suất xả của van phụ, cả van phụ và van chính đều giữ trạng thái đóng, áp suất trong khoang chính sẽ bằng áp suất đầu vào của van phụ.
Khi áp suất đầu vào gia tăng, áp suất trong khoang van chính cũng sẽ tăng theo. Khi áp suất này vượt quá mức quy định của van phụ, van phụ sẽ mở để cho lưu chất chảy về bể hoặc bồn chứa, và áp suất trong khoang van chính sẽ đạt mức xả định sẵn.
– Nếu áp suất đầu vào tiếp tục tăng, hiệu suất giữa áp suất đầu vào và áp suất định mức của van phụ cũng sẽ tăng lên, cho đến khi lực do chênh lệch áp suất này đủ mạnh để vượt qua lực đàn hồi của lò xo van chính, dẫn đến việc van chính mở ra cho lưu chất chảy về bể/bồn chứa.