Chênh lệch áp suất giữa đầu vào và đầu ra ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng đóng mở của van điện từ. Nếu chọn van màng gián tiếp cho đường ống có chênh áp quá thấp, van có thể không mở, mở không hoàn toàn hoặc đóng không ổn định.
Khi lựa chọn van điện từ ODE cho điều kiện này, nên ưu tiên dòng tác động trực tiếp, bán trực tiếp hoặc model được nhà sản xuất xác nhận có thể hoạt động từ 0 bar. Không nên chỉ dựa vào áp suất tối đa ghi trên thân van.
Chênh lệch áp suất qua van là gì?
Chênh lệch áp suất là hiệu số giữa áp suất phía đầu vào và áp suất phía đầu ra của van. Thông số này thường được ký hiệu là ΔP và có vai trò đặc biệt quan trọng đối với van điện từ điều khiển gián tiếp.
Có thể hiểu đơn giản:
Chênh áp = Áp suất đầu vào – Áp suất đầu ra
Ví dụ, nếu đầu vào có áp suất 3 bar và đầu ra là 2,5 bar thì chênh áp qua van là 0,5 bar. Trường hợp áp suất hai phía gần bằng nhau, chênh áp sẽ rất thấp dù áp suất tổng thể của hệ thống không nhỏ.
Khi nào đường ống có chênh áp thấp?
Chênh áp thấp xuất hiện trong nhiều hệ thống cấp nước, tuần hoàn và thiết bị công nghiệp. Tình trạng này không chỉ xảy ra ở đường ống không có máy bơm.
Những trường hợp thường gặp gồm:
- Nước chảy từ bể đặt không quá cao.
- Hệ thống cấp nước bằng trọng lực.
- Đường ống tuần hoàn kín.
- Đầu vào và đầu ra gần cân bằng áp suất.
- Van lắp trên đường cân bằng nước.
- Đường ống có lưu lượng nhỏ.
- Hệ thống bơm áp suất thấp.
- Bơm chạy ở tốc độ thấp bằng biến tần.
- Van lắp trước bơm.
- Đường ống cấp nước từ bồn gần vị trí sử dụng.
- Hệ thống chân không hoặc áp suất đặc biệt.
- Đường ống có áp suất thay đổi trong từng giai đoạn.
Để xác định đúng, cần đo cả áp suất trước và sau van khi hệ thống đang vận hành, không chỉ xem áp suất trên đồng hồ gần máy bơm.
Vì sao van màng gián tiếp cần chênh áp?
Van điện từ màng gián tiếp không dùng toàn bộ lực từ của coil để nâng cửa van chính. Coil chỉ điều khiển một lỗ pilot nhỏ, còn áp suất của môi chất tạo lực nâng màng van.
Khi cấp điện, lỗ pilot mở làm áp suất phía trên màng giảm. Chênh lệch áp suất giữa hai phía sẽ đẩy màng lên và mở cửa van chính.
Nếu chênh áp không đủ:
- Màng van không được nâng lên.
- Van chỉ mở một phần.
- Lưu lượng qua van rất thấp.
- Coil có thể phát tiếng rung.
- Van đóng mở chậm.
- Hoạt động không ổn định khi áp suất thay đổi.
Vì vậy, dù van được ghi dải áp suất cao, thiết bị vẫn có thể không hoạt động ở hệ thống chênh áp thấp.
Nên ưu tiên van ODE tác động trực tiếp
Van tác động trực tiếp sử dụng lực từ của coil để nâng lõi van khỏi lỗ dòng chảy. Quá trình này không phụ thuộc hoặc phụ thuộc rất ít vào chênh lệch áp suất của môi chất.
Loại van này phù hợp với:
- Hệ thống áp suất từ 0 bar.
- Nước cấp bằng trọng lực.
- Đường ống lưu lượng nhỏ.
- Đường khí áp suất thấp.
- Thiết bị định lượng.
- Máy móc có đường dẫn nhỏ.
- Bồn chứa đặt thấp.
- Hệ thống không duy trì được chênh áp tối thiểu.
Ưu điểm lớn nhất là khả năng đóng mở khi đầu vào chưa có áp suất đáng kể. Tuy nhiên, van tác động trực tiếp thường có kích thước lỗ dòng chảy nhỏ hơn và cần coil tạo lực lớn hơn khi áp suất tăng.
Có thể chọn van bán trực tiếp không?
Van bán trực tiếp kết hợp lực của coil với tác động của áp suất môi chất. Thiết kế này có thể hoạt động ở mức chênh áp thấp hoặc từ 0 bar tùy từng model.
So với van tác động trực tiếp, loại bán trực tiếp có thể đáp ứng kích thước và lưu lượng lớn hơn. Đây là lựa chọn đáng cân nhắc khi hệ thống vừa có chênh áp thấp vừa cần lưu lượng tương đối cao.
Tuy nhiên, không phải mọi van có màng đều là van bán trực tiếp. Cần kiểm tra tài liệu kỹ thuật hoặc xác nhận cấu tạo của từng model trước khi lựa chọn.
Không nên chọn chỉ dựa trên thông số 0–10 bar
Dải áp suất ghi trên sản phẩm cần được hiểu đúng. Ký hiệu 0–10 bar có thể thể hiện van hoạt động từ 0 bar, nhưng phải đối chiếu tài liệu chính thức của đúng model, đúng kiểu màng và đúng coil.
Người lựa chọn cần phân biệt:
- Áp suất làm việc tối thiểu.
- Chênh áp vận hành tối thiểu.
- Áp suất làm việc lớn nhất.
- Áp suất thiết kế của thân van.
- Áp suất thử.
- Áp suất lớn nhất theo từng môi chất.
Một van chịu được áp suất tối đa 10 bar không đồng nghĩa với việc có thể mở tại chênh áp 0 bar.
So sánh các nguyên lý van trong điều kiện chênh áp thấp
Mỗi nguyên lý hoạt động có phạm vi sử dụng khác nhau. Bảng dưới đây giúp người dùng lựa chọn ban đầu dễ hơn.
| Loại van | Yêu cầu chênh áp | Đặc điểm |
|---|---|---|
| Tác động trực tiếp | Thường không yêu cầu | Phù hợp áp thấp, lưu lượng và kích thước thường nhỏ |
| Bán trực tiếp | Có thể hoạt động từ 0 bar tùy model | Lưu lượng lớn hơn, kết cấu phức tạp hơn |
| Màng gián tiếp | Thường cần chênh áp tối thiểu | Phù hợp lưu lượng lớn khi áp suất ổn định |
Thông số cuối cùng phải lấy theo catalogue của từng mã van. Không nên áp dụng chung một giá trị cho toàn bộ sản phẩm ODE.
Xác định áp suất thực tế trước khi chọn van
Áp suất cần được đo tại đúng vị trí dự kiến lắp van. Giá trị đo tại máy bơm hoặc đầu nguồn có thể khác đáng kể do tổn thất trên đường ống.
Nên ghi lại:
- Áp suất đầu vào khi van đóng.
- Áp suất đầu vào khi van mở.
- Áp suất phía sau van.
- Áp suất thấp nhất trong chu trình.
- Áp suất cao nhất khi bơm khởi động.
- Mức dao động khi nhiều thiết bị hoạt động.
- Chênh áp thực tế qua van.
- Lưu lượng tương ứng với từng trạng thái.
Nếu áp suất thay đổi theo thời gian, cần chọn van theo điều kiện bất lợi nhất chứ không chỉ theo giá trị trung bình.
Kiểm tra vị trí lắp trước hay sau máy bơm
Van lắp tại đường hút của máy bơm thường có áp suất thấp hơn van lắp tại đầu đẩy. Thậm chí, đường hút có thể xuất hiện áp suất âm tương đối trong quá trình vận hành.
Không phải van điện từ thông thường nào cũng phù hợp để lắp trên đường hút. Việc lắp sai có thể gây:
- Van không mở hoàn toàn.
- Màng bị biến dạng.
- Máy bơm thiếu nước.
- Phát sinh xâm thực.
- Giảm lưu lượng.
- Hệ thống khó mồi nước.
- Van rung hoặc phát tiếng ồn.
Nếu bắt buộc lắp trước bơm, cần cung cấp đầy đủ áp suất hút, độ cao bồn, lưu lượng và điều kiện mồi nước để lựa chọn.
Chọn kích thước van theo lưu lượng
Van tác động trực tiếp có thể hoạt động tốt ở chênh áp thấp nhưng lỗ dòng chảy thường nhỏ. Nếu lựa chọn chỉ theo đường kính ren, lưu lượng thực tế có thể không đáp ứng hệ thống.
Cần kiểm tra:
- Hệ số lưu lượng của van.
- Đường kính lỗ dòng chảy.
- Lưu lượng yêu cầu.
- Mức tụt áp qua van.
- Kích thước kết nối.
- Độ nhớt của môi chất.
- Nhiệt độ làm việc.
- Thời gian cần cấp đầy bồn.
Một van có ren G1/2 inch chưa chắc có tiết diện dòng chảy tương đương hoàn toàn với đường ống G1/2 inch.
Cân đối giữa kích thước van và công suất coil
Khi không có áp suất hỗ trợ, coil phải trực tiếp tạo lực mở van. Vì vậy, tăng kích thước lỗ van hoặc áp suất làm việc thường đòi hỏi lực từ lớn hơn.
Khi lựa chọn cần cân đối:
- Kích thước lỗ dòng chảy.
- Áp suất lớn nhất.
- Công suất coil.
- Điện áp cấp.
- Thời gian cấp điện liên tục.
- Nhiệt độ môi trường.
- Không gian lắp đặt.
Không nên tự thay coil công suất khác khi chưa xác nhận khả năng tương thích với thân van và lõi từ.
Chọn van thường đóng hay thường mở?
Kiểu thường đóng hoặc thường mở không quyết định trực tiếp khả năng hoạt động ở chênh áp thấp. Tuy nhiên, trạng thái van khi mất điện ảnh hưởng đến an toàn của hệ thống.
Van thường đóng phù hợp khi:
- Cần ngắt dòng chảy khi mất điện.
- Hệ thống chỉ cấp nước theo chu kỳ.
- Muốn tránh tràn bồn.
- Van điều khiển theo cảm biến.
- Đường ống phải tự đóng khi gặp lỗi.
Van thường mở phù hợp khi:
- Dòng chảy cần duy trì liên tục.
- Chỉ ngắt môi chất trong thời gian ngắn.
- Mất điện vẫn phải bảo đảm lưu thông.
- Hệ thống tuần hoàn cần tránh ngừng dòng đột ngột.
Sau khi chọn trạng thái, vẫn phải xác nhận van có thể hoạt động tại mức chênh áp thực tế.
Lựa chọn điện áp coil phù hợp
Coil cần nhận đúng điện áp để tạo đủ lực nâng lõi van. Trong hệ thống chênh áp thấp, sụt điện áp có thể khiến lực hút yếu và làm van không mở hết hành trình.
Các điện áp thường gặp gồm:
- 12VDC.
- 24VDC.
- 24VAC.
- 110VAC.
- 220VAC hoặc 230VAC.
Khi đấu điện cần:
- Phân biệt nguồn AC và DC.
- Kiểm tra điện áp khi coil đang có tải.
- Dùng relay trung gian nếu cần.
- Chọn tiết diện dây phù hợp.
- Không kéo dây quá dài gây sụt áp.
- Lắp thiết bị bảo vệ chống xung.
- Không cấp điện khi coil tháo khỏi thân van.
- Đấu kín giắc điện và gioăng.
Nếu điện áp thấp hơn định mức, van có thể rung, nóng hoặc mở chập chờn.
Chú ý môi chất và vật liệu van
Nguyên lý hoạt động phù hợp chưa đủ để bảo đảm van sử dụng lâu dài. Thân van, gioăng và màng vẫn phải tương thích với môi chất.
Cần xác định:
- Nước sạch hay nước có hóa chất.
- Khí nén có dầu hay không.
- Nhiệt độ môi chất.
- Độ nhớt.
- Nồng độ hóa chất.
- Độ pH.
- Khả năng tạo cặn.
- Yêu cầu vệ sinh.
Van thân đồng có thể phù hợp với nước và khí trung tính. Inox 316 được cân nhắc khi cần khả năng chống ăn mòn tốt hơn, nhưng gioăng vẫn phải được lựa chọn riêng.
Nguồn nước phải đủ sạch
Van tác động trực tiếp thường có lỗ dòng chảy và khe lõi từ tương đối nhỏ. Cặn bẩn có thể làm kẹt lõi, tắc cửa van hoặc khiến van đóng không kín.
Trước van nên bố trí:
- Y lọc hoặc bộ lọc phù hợp.
- Thiết bị tách cát nếu dùng nước giếng.
- Van khóa để thuận tiện bảo dưỡng.
- Điểm xả cặn.
- Đồng hồ áp suất khi cần theo dõi.
Đường ống phải được súc rửa trước khi lắp van. Mạt kim loại, băng tan và cặn hàn có thể khiến van mới đã hoạt động không ổn định.
Chú ý độ nhớt của môi chất
Catalogue van thường công bố áp suất và lưu lượng trong điều kiện môi chất có độ nhớt nhất định. Chất lỏng đặc hơn nước sẽ làm tăng lực cản và giảm lưu lượng qua van.
Nếu môi chất là:
- Dầu.
- Dung dịch đường.
- Chất tẩy rửa đậm đặc.
- Hóa chất có độ nhớt cao.
- Dung dịch thay đổi độ nhớt theo nhiệt độ.
Người lựa chọn cần cung cấp độ nhớt và nhiệt độ vận hành. Không nên áp dụng trực tiếp thông số dùng cho nước sang môi chất đặc.
Không dùng van điện từ để tạo chênh áp
Van điện từ thông thường có chức năng đóng hoặc mở dòng chảy. Thiết bị không được thiết kế để mở một phần nhằm tạo hoặc duy trì chênh lệch áp suất.
Nếu hệ thống cần kiểm soát chênh áp, nên cân nhắc thêm:
- Van cân bằng.
- Van giảm áp.
- Van điều tiết.
- Bơm có biến tần.
- Bình tích áp.
- Cảm biến chênh áp.
- Bộ điều khiển tuyến tính.
Việc cấp điện ngắt quãng liên tục cho van ON/OFF để điều chỉnh áp suất có thể làm giảm tuổi thọ coil và lõi từ.
Vị trí và hướng lắp đặt
Van cần được lắp đúng chiều dòng chảy và theo tư thế được nhà sản xuất cho phép. Hướng lắp không phù hợp có thể làm cặn tích tụ trong khoang lõi từ và ảnh hưởng đến khả năng đóng mở.
Khi lắp cần:
- Tuân thủ mũi tên trên thân van.
- Ưu tiên coil hướng lên nếu tài liệu yêu cầu.
- Không để đường ống kéo lệch thân.
- Có giá đỡ cho đường ống.
- Không dùng coil làm tay vặn.
- Chừa khoảng trống tháo lõi và coil.
- Lắp van khóa trước và sau.
- Tránh vị trí rung mạnh.
- Không lắp tại nơi dễ bị ngập.
Kiểm tra van sau khi lắp đặt
Sau khi hoàn thành lắp đặt, cần chạy thử trong nhiều trạng thái áp suất khác nhau. Việc van mở được một lần chưa đủ để kết luận sản phẩm phù hợp.
Nên kiểm tra:
- Khả năng mở khi áp suất thấp nhất.
- Lưu lượng khi van mở hoàn toàn.
- Khả năng đóng kín khi ngắt điện.
- Tiếng rung của coil.
- Nhiệt độ coil.
- Rò rỉ tại đầu nối.
- Phản ứng khi áp suất hai phía cân bằng.
- Hoạt động khi máy bơm khởi động và dừng.
- Tín hiệu điều khiển từ PLC hoặc cảm biến.
- Khả năng trở về trạng thái an toàn khi mất điện.
Dấu hiệu cho thấy đã chọn sai loại van
Van không phù hợp với chênh áp thường biểu hiện ngay khi chạy thử hoặc xuất hiện không ổn định trong quá trình sử dụng. Không nên cố tăng điện áp để ép van hoạt động.
Các dấu hiệu gồm:
- Có điện nhưng van không mở.
- Van chỉ cho một lượng nhỏ môi chất đi qua.
- Coil phát tiếng rung liên tục.
- Van lúc mở được, lúc không.
- Lưu lượng thay đổi theo áp suất.
- Van đóng chậm.
- Coil nóng bất thường.
- Hệ thống hoạt động được khi áp cao nhưng lỗi khi áp thấp.
- Van không mở khi bơm chạy ở tần số thấp.
Khi gặp các dấu hiệu này, cần kiểm tra lại nguyên lý van, chênh áp tối thiểu và điện áp cấp.
Thông tin cần cung cấp khi chọn van ODE
Để chọn chính xác model, người dùng cần cung cấp nhiều hơn kích thước đường ống. Đặc biệt, áp suất trước và sau van phải được ghi rõ.
Thông tin cần có:
- Loại môi chất.
- Nhiệt độ.
- Độ nhớt.
- Kích thước kết nối.
- Lưu lượng yêu cầu.
- Áp suất đầu vào thấp nhất.
- Áp suất đầu vào cao nhất.
- Áp suất phía sau van.
- Chênh áp nhỏ nhất.
- Điện áp điều khiển.
- Kiểu thường đóng hoặc thường mở.
- Tần suất đóng mở.
- Điều kiện môi trường lắp đặt.
Kết luận
Van điện từ ODE lắp trên đường ống có chênh lệch áp suất thấp nên ưu tiên loại tác động trực tiếp hoặc bán trực tiếp được xác nhận hoạt động từ 0 bar. Van màng gián tiếp chỉ phù hợp khi hệ thống duy trì được chênh áp tối thiểu theo yêu cầu của model.
Với đường ống nhỏ cần van hoạt động từ mức áp suất thấp, có thể tham khảo thông số van điện từ ODE 21L2K1T30. Trước khi lựa chọn vẫn cần xác nhận nguyên lý hoạt động, lưu lượng, môi chất, điện áp và dải áp suất của đúng phiên bản van.
