Máy phun rửa áp lực cao thường sử dụng bơm để tăng áp suất nước trước khi đưa đến súng phun hoặc đầu phun. Van điện từ có thể được dùng để tự động cấp nước, ngắt dòng chảy hoặc phối hợp với tủ điều khiển của thiết bị.
Khi chọn van điện từ ODE cho hệ thống này, yếu tố quan trọng nhất là xác định van được lắp trước hay sau bơm tăng áp. Hai vị trí có mức áp suất, lưu lượng và yêu cầu an toàn hoàn toàn khác nhau.
Van điện từ có vai trò gì trong máy phun rửa áp lực cao?
Van điện từ giúp tự động hóa quá trình cấp và ngắt nước theo tín hiệu điện. Thiết bị có thể hoạt động cùng công tắc, cảm biến, PLC hoặc bộ điều khiển trung tâm.
Van thường đảm nhiệm các chức năng:
- Cấp nước vào đầu hút của máy bơm.
- Ngắt nước khi máy dừng hoạt động.
- Điều khiển nước đến từng khu vực rửa.
- Phối hợp với cảm biến phát hiện vật thể.
- Cấp nước theo thời gian cài đặt.
- Ngăn nước tiếp tục chảy khi có sự cố.
- Điều khiển chu trình phun rửa tự động.
- Phân chia nước đến nhiều đầu phun.
- Xả áp hoặc cấp nước làm mát khi thiết kế cho phép.
- Kết nối với nút dừng khẩn cấp.
Cần xác định chính xác nhiệm vụ của van trước khi chọn model. Van cấp nước đầu vào không thể mặc định dùng được cho đường nước cao áp sau bơm.
Phân biệt vị trí trước và sau bơm tăng áp
Vị trí lắp là yếu tố quyết định loại van cần sử dụng. Áp suất trước bơm thường thấp, trong khi đường ra có thể đạt hàng chục hoặc hàng trăm bar tùy thiết bị.
| Vị trí lắp | Đặc điểm | Yêu cầu đối với van |
|---|---|---|
| Trước bơm | Áp suất thấp hoặc trung bình | Đủ lưu lượng, tổn thất áp nhỏ |
| Sau bơm | Áp suất cao | Thân, gioăng và cơ cấu phải chịu đúng áp suất |
| Đường hồi | Áp suất thay đổi theo chế độ | Kiểm tra nhiệt độ, chênh áp và lưu lượng |
| Đường xả | Có thể xuất hiện xung áp | Chọn theo áp suất lớn nhất và chức năng xả |
Không được lấy áp suất nguồn nước để chọn van nếu van thực tế nằm sau bơm tăng áp.
Có nên ưu tiên lắp van trước bơm?
Trong nhiều hệ thống, lắp van điện từ trên đường cấp nước trước bơm là phương án dễ lựa chọn hơn. Van chỉ chịu áp suất của nguồn cấp thay vì áp suất cao do bơm tạo ra.
Phương án này có một số lợi ích:
- Không cần dùng thân van chịu áp suất quá cao.
- Dễ tìm kích thước đáp ứng lưu lượng.
- Chi phí thiết bị thấp hơn.
- Việc bảo dưỡng đơn giản hơn.
- Giảm yêu cầu đối với gioăng và đầu nối.
- Dễ phối hợp với nguồn nước thông thường.
Tuy nhiên, cần có liên động phù hợp để bơm không chạy khi van chưa mở. Nếu bơm hoạt động trong trạng thái thiếu nước, thiết bị có thể bị nóng, xâm thực hoặc hư hỏng.
Khi nào phải lắp van sau bơm?
Một số hệ thống cần điều khiển riêng từng đầu phun hoặc khu vực nên van phải được lắp trên đường cao áp. Khi đó, van phải là dòng được thiết kế và xác nhận dùng cho áp suất tương ứng.
Van sau bơm cần đáp ứng:
- Áp suất làm việc liên tục.
- Áp suất lớn nhất khi đóng đầu phun.
- Xung áp khi khởi động và dừng.
- Áp suất thử của hệ thống.
- Chênh áp qua van.
- Lưu lượng nước.
- Nhiệt độ nước.
- Tần suất đóng mở.
- Vật liệu đầu nối.
- Kiểu gioăng và piston.
Van điện từ nước thông thường không được lắp trên đường cao áp chỉ vì kích thước ren phù hợp.
Xác định áp suất làm việc thực tế
Áp suất ghi trên máy phun rửa có thể là áp suất tại đầu bơm hoặc đầu phun, chưa chắc phản ánh đầy đủ áp suất mà van phải chịu. Cần xác định cả áp suất bình thường và áp suất bất lợi nhất.
Các giá trị cần thu thập gồm:
- Áp suất nguồn nước.
- Áp suất đầu hút của bơm.
- Áp suất đầu đẩy.
- Áp suất khi súng phun mở.
- Áp suất khi súng phun đóng.
- Áp suất cài đặt của van an toàn.
- Xung áp khi chuyển trạng thái.
- Áp suất thử đường ống.
- Áp suất phía sau van.
- Chênh áp lớn nhất qua van.
Nên sử dụng giá trị đo thực tế hoặc thông số do nhà sản xuất máy cung cấp thay vì ước lượng.
Áp suất tối đa của van phải có dự phòng
Không nên chọn van có giới hạn áp suất đúng bằng mức vận hành thông thường. Hệ thống cao áp có thể xuất hiện dao động và xung áp trong thời gian ngắn.
Khi lựa chọn cần:
- Tuân theo hệ số an toàn của thiết kế.
- Không vượt giới hạn áp suất liên tục.
- Kiểm tra áp suất theo từng môi chất.
- Xác nhận áp suất khi van đóng.
- Kiểm tra giới hạn của gioăng.
- Kiểm tra cả phụ kiện và đầu nối.
- Bố trí van an toàn khi cần.
- Không dùng áp suất thử làm áp suất vận hành.
Thông số áp suất của thân van chưa chắc giống áp suất làm việc cho phép của toàn bộ cụm van.
Chú ý chênh lệch áp suất qua van
Van có thể chịu được áp suất tổng cao nhưng không mở được nếu chênh áp vượt khả năng của cơ cấu điện từ. Đây là điểm dễ bị bỏ sót khi chọn van cao áp.
Ví dụ, van chịu được 90 bar về kết cấu không có nghĩa coil có thể mở khi đầu vào là 90 bar và đầu ra bằng 0. Cần kiểm tra riêng:
- Chênh áp lớn nhất khi mở.
- Chênh áp tối thiểu để vận hành.
- Khả năng đóng khi áp suất cao.
- Cấu tạo tác động trực tiếp hay gián tiếp.
- Diện tích cửa van.
- Công suất coil.
Thông số chênh áp phải được lấy theo đúng model, đúng điện áp và đúng môi chất.
Chọn van tác động trực tiếp hay gián tiếp?
Nguyên lý hoạt động ảnh hưởng đến khả năng mở van dưới chênh áp cao hoặc thấp. Không có một nguyên lý phù hợp cho mọi hệ thống phun rửa.
Van tác động trực tiếp
Coil trực tiếp nâng lõi khỏi cửa van. Loại này có thể hoạt động từ áp suất thấp nhưng kích thước lỗ dòng chảy thường nhỏ và lực mở bị giới hạn khi chênh áp cao.
Van gián tiếp
Van sử dụng áp suất môi chất để hỗ trợ nâng màng hoặc piston. Loại này có thể đáp ứng lưu lượng lớn nhưng thường cần chênh áp tối thiểu.
Van piston cao áp
Một số ứng dụng áp suất cao sử dụng cơ cấu piston và gioăng chuyên dụng. Model phải được thiết kế riêng cho dải áp suất, không thể chuyển đổi từ van nước thông thường.
Việc lựa chọn cần dựa trên áp suất hai phía, lưu lượng và nguyên lý của model cụ thể.
Chọn kích thước theo lưu lượng đầu vào
Van lắp trước bơm cần cung cấp đủ lượng nước để tránh bơm bị thiếu nước. Chọn van quá nhỏ có thể làm giảm áp suất đầu hút và gây xâm thực.
Cần xác định:
- Lưu lượng danh định của máy.
- Lưu lượng lớn nhất.
- Số máy sử dụng chung nguồn.
- Kích thước đường ống.
- Hệ số lưu lượng của van.
- Mức tụt áp cho phép.
- Chiều dài đường ống.
- Công suất bơm.
- Khả năng cấp nước của bể.
Kích thước ren bằng đường ống chưa chắc bảo đảm lưu lượng vì lỗ thông của van có thể nhỏ hơn đường kính ống.
Không để van gây thiếu nước cho bơm
Bơm cao áp cần được cấp nước liên tục và đủ lưu lượng. Tổn thất lớn tại van điện từ hoặc bộ lọc có thể khiến áp suất hút giảm.
Dấu hiệu bơm thiếu nước gồm:
- Tiếng kêu bất thường.
- Áp suất đầu ra dao động.
- Máy rung.
- Lưu lượng phun không đều.
- Bơm nóng nhanh.
- Xuất hiện bọt khí.
- Phớt bơm nhanh hỏng.
- Áp suất không đạt mức cài đặt.
Nếu van đặt trước bơm, nên kiểm tra tụt áp qua van ở lưu lượng lớn nhất.
Chọn vật liệu thân van
Nước sạch thông thường có thể sử dụng van thân đồng nếu điều kiện áp suất phù hợp. Trong môi trường ăn mòn hoặc nước pha hóa chất, inox 316 có thể là lựa chọn đáng cân nhắc hơn.
Thân đồng
Phù hợp với:
- Nước sạch.
- Nước có tính chất trung tính.
- Đường cấp trước bơm.
- Môi trường không có hóa chất ăn mòn.
- Áp suất nằm trong giới hạn model.
Thân inox 316
Có thể được ưu tiên khi:
- Nước pha chất tẩy rửa.
- Khu vực thường xuyên ẩm.
- Môi chất có tính ăn mòn.
- Yêu cầu vệ sinh bề mặt.
- Hệ thống cần độ bền chống oxy hóa tốt hơn.
Vật liệu inox không đồng nghĩa với khả năng chịu áp cao. Khả năng chịu áp còn phụ thuộc vào độ dày, kết cấu thân, đầu nối và thiết kế của từng model.
Chọn gioăng theo nước và hóa chất
Hệ thống phun rửa có thể sử dụng nước sạch, nước nóng hoặc dung dịch tẩy rửa. Gioăng phải tương thích với cả hóa chất, nhiệt độ và áp suất.
Một số vật liệu thường gặp gồm:
| Vật liệu | Đặc điểm tham khảo |
|---|---|
| NBR | Nước và môi chất thông thường |
| EPDM | Nước, nước nóng và một số dung dịch phù hợp |
| FKM/Viton | Nhiệt, dầu và một số hóa chất |
| PTFE | Nhiều loại hóa chất, nhiệt độ và áp suất phù hợp |
Đối với áp suất cao, không chỉ vật liệu mà hình dạng và kết cấu gioăng cũng rất quan trọng. Không nên tự thay gioăng có cùng đường kính nhưng khác thiết kế.
Kiểm tra nhiệt độ nước
Một số máy sử dụng nước nóng để tăng hiệu quả làm sạch dầu mỡ. Nhiệt độ cao làm thay đổi khả năng chịu áp và tuổi thọ của gioăng.
Cần xác định:
- Nhiệt độ nước bình thường.
- Nhiệt độ lớn nhất.
- Thời gian vận hành liên tục.
- Vị trí van so với bộ gia nhiệt.
- Nhiệt độ môi trường.
- Giới hạn của coil.
- Khả năng truyền nhiệt từ thân sang coil.
Giới hạn áp suất của van có thể phải giảm khi nhiệt độ tăng, tùy thiết kế và vật liệu.
Chọn van thường đóng hay thường mở?
Van thường đóng thường phù hợp với đường cấp nước tự động. Khi mất điện, van đóng và ngăn nước tiếp tục đi vào máy.
Van thường đóng phù hợp khi:
- Chỉ cấp nước lúc máy hoạt động.
- Cần ngắt nước khi dừng khẩn cấp.
- Hạn chế rò hoặc tràn nước.
- Điều khiển theo cảm biến.
- Phân chia từng khu vực phun.
- Muốn hệ thống trở về trạng thái đóng khi mất điện.
Van thường mở được cân nhắc khi dòng nước phải duy trì để làm mát hoặc bảo vệ thiết bị. Phương án này cần được đánh giá theo nguyên lý an toàn của máy.
Chọn điện áp coil phù hợp
Điện áp coil phải tương thích với tủ điều khiển. Máy phun rửa tự động thường sử dụng 24VDC hoặc điện áp khác tùy thiết kế.
Khi chọn cần kiểm tra:
- Điện áp AC hay DC.
- Công suất coil.
- Dòng điện của coil.
- Khả năng chịu tải của PLC.
- Khoảng cách dây dẫn.
- Mức sụt áp.
- Tần suất đóng mở.
- Thời gian cấp điện liên tục.
Nếu ngõ ra PLC không đủ tải, cần dùng relay trung gian phù hợp. Không được cấp điện áp cao hơn định mức để tăng lực mở van.
Bảo vệ coil khỏi nước phun áp lực cao
Coil và giắc điện không nên nằm trong vùng bị tia nước cao áp phun trực tiếp. Áp lực tia nước có thể vượt khả năng bảo vệ của giắc và làm nước xâm nhập vào phần điện.
Khi lắp đặt cần:
- Đặt van ngoài vùng phun trực tiếp.
- Sử dụng đầy đủ gioăng giắc điện.
- Hướng dây dẫn xuống dưới.
- Siết kín đầu cáp.
- Bố trí hộp đấu điện chống ẩm.
- Che chắn coil.
- Không đặt van trong hố dễ ngập.
- Kiểm tra dây điện bị mài mòn.
- Không rửa coil bằng vòi cao áp.
Cấp bảo vệ IP không có nghĩa thiết bị chịu được mọi khoảng cách và áp lực phun nước.
Bố trí liên động giữa van và máy bơm
Nếu van được lắp trước bơm, cần bảo đảm van đã mở trước khi bơm khởi động. Khi dừng, trình tự đóng cũng phải tránh tạo xung áp hoặc làm bơm chạy khan.
Một trình tự tham khảo có thể là:
- Nhận lệnh khởi động.
- Cấp điện mở van đầu vào.
- Xác nhận có nước hoặc đủ áp suất.
- Khởi động máy bơm.
- Thực hiện chu trình phun rửa.
- Dừng bơm.
- Xả hoặc cân bằng áp suất khi cần.
- Đóng van điện từ.
Trình tự cụ thể phải theo hướng dẫn của nhà sản xuất máy và thiết kế điều khiển.
Lắp cảm biến bảo vệ thiếu nước
Chỉ ra lệnh mở van chưa bảo đảm nước thực tế đã đi qua. Van có thể bị kẹt, bộ lọc tắc hoặc nguồn nước bị mất.
Hệ thống nên cân nhắc:
- Công tắc áp suất đầu vào.
- Cảm biến lưu lượng.
- Cảm biến mức bể.
- Bảo vệ chạy khan cho bơm.
- Báo lỗi van không mở.
- Bộ hẹn giờ xác nhận cấp nước.
- Liên động dừng bơm.
Các thiết bị này giúp giảm nguy cơ bơm cao áp hoạt động khi không đủ nước.
Lắp bộ lọc trước van và máy bơm
Cát, cặn rỉ và mạt kim loại có thể làm kẹt van, hỏng bơm hoặc tắc đầu phun. Vì vậy, nguồn nước cần được lọc ở mức phù hợp.
Bộ lọc cần đáp ứng:
- Đủ lưu lượng.
- Không gây tụt áp lớn.
- Kích thước mắt lọc phù hợp.
- Dễ tháo vệ sinh.
- Có khả năng theo dõi chênh áp.
- Chịu được áp suất tại vị trí lắp.
- Vật liệu tương thích với nước.
Nếu lắp bộ lọc sau bơm, thiết bị phải được thiết kế cho áp suất cao tương ứng.
Hạn chế búa nước và xung áp
Van điện từ đóng nhanh trong đường cao áp có thể tạo ra xung áp rất lớn. Đây là nguyên nhân gây rung, rò đầu nối và hư hỏng gioăng.
Búa nước có thể làm:
- Nứt thân van.
- Hỏng màng hoặc piston.
- Lỏng đầu nối.
- Vỡ đồng hồ áp suất.
- Hỏng đường ống mềm.
- Giảm tuổi thọ bơm.
- Gây mất an toàn cho người vận hành.
Cần tính toán tốc độ đóng, thể tích đường ống và bố trí thiết bị giảm xung phù hợp. Không nên thay thế van có thời gian đóng khác mà chưa đánh giá lại hệ thống.
Đầu nối phải phù hợp với áp suất
Ren hoặc phụ kiện nối của van phải chịu được áp suất làm việc. Không được dùng đầu chuyển, ống mềm hoặc băng tan thông thường trên đường cao áp nếu chưa được xác nhận.
Cần kiểm tra:
- Tiêu chuẩn ren.
- Cấp áp suất của phụ kiện.
- Vật liệu đầu nối.
- Phương pháp làm kín.
- Khả năng chịu rung.
- Tình trạng ren.
- Mô-men siết.
- Giá đỡ đường ống.
Toàn bộ cụm đường ống chỉ an toàn theo khả năng chịu áp của chi tiết có giới hạn thấp nhất.
Không dùng van điện từ thay van an toàn
Van điện từ có thể ngắt dòng nước theo tín hiệu nhưng không thay thế van an toàn cơ khí. Hệ thống cao áp vẫn cần giải pháp bảo vệ độc lập.
Tùy thiết kế, có thể cần:
- Van an toàn.
- Van bypass.
- Van xả tải.
- Bộ điều chỉnh áp suất.
- Công tắc áp suất cao.
- Cảm biến áp suất.
- Bình tích áp.
- Nút dừng khẩn cấp.
Nếu PLC, cảm biến hoặc coil hỏng, thiết bị bảo vệ cơ khí vẫn phải có khả năng ngăn áp suất vượt mức nguy hiểm.
Kiểm tra sau khi lắp đặt
Hệ thống cần được thử ở áp suất thấp trước rồi mới tăng dần. Không nên đưa ngay lên áp suất làm việc lớn nhất khi chưa kiểm tra độ kín.
Quy trình kiểm tra nên gồm:
- Xác nhận đúng chiều dòng chảy.
- Kiểm tra điện áp coil.
- Mở nguồn nước ở áp suất thấp.
- Kiểm tra rò rỉ đầu nối.
- Thử khả năng đóng mở.
- Đo lưu lượng qua van.
- Theo dõi tụt áp đầu hút.
- Tăng áp suất theo từng bước.
- Kiểm tra xung áp khi đóng.
- Thử liên động van và bơm.
- Thử chức năng dừng khẩn cấp.
- Ghi lại áp suất lớn nhất.
Việc thử đường cao áp cần do người có chuyên môn thực hiện và tuân thủ vùng an toàn.
Bảo dưỡng van trong hệ thống phun rửa
Van làm việc với áp suất và tần suất cao cần được kiểm tra định kỳ. Chu kỳ bảo dưỡng phụ thuộc vào chất lượng nước, số lần đóng mở và vị trí lắp.
Các công việc cần thực hiện gồm:
- Vệ sinh bộ lọc.
- Kiểm tra rò rỉ.
- Quan sát thân và đầu nối.
- Kiểm tra gioăng hoặc piston.
- Làm sạch lõi từ.
- Đo điện áp coil.
- Kiểm tra nhiệt độ coil.
- Theo dõi tiếng rung.
- Kiểm tra xung áp.
- Siết lại giá đỡ khi cần.
- Thử van an toàn.
- Thay phụ kiện đúng model.
Không tháo van khi đường ống còn áp suất, kể cả khi máy bơm đã dừng.
Những sai lầm thường gặp khi chọn van
Hệ thống phun rửa cao áp có rủi ro lớn hơn đường cấp nước thông thường. Các thông số cần được kiểm tra đồng thời thay vì lựa chọn riêng lẻ.
Những lỗi cần tránh gồm:
- Không xác định van nằm trước hay sau bơm.
- Chọn theo áp suất nguồn nước.
- Nhầm áp suất thử với áp suất làm việc.
- Không kiểm tra chênh áp mở van.
- Chọn van chỉ theo kích thước ren.
- Không tính lưu lượng đầu hút.
- Dùng van nước thường trên đường cao áp.
- Không kiểm tra hóa chất rửa.
- Cấp sai điện áp coil.
- Đặt coil trong vùng phun trực tiếp.
- Không bố trí liên động bảo vệ bơm.
- Dùng van điện từ thay van an toàn.
Thông tin cần cung cấp khi lựa chọn
Để chọn đúng model ODE, người mua cần cung cấp đầy đủ dữ liệu của máy và đường ống. Thiếu một thông số quan trọng có thể dẫn đến chọn sai khả năng chịu áp hoặc lưu lượng.
Thông tin cần có:
- Vị trí van trước hay sau bơm.
- Môi chất là nước hay dung dịch rửa.
- Nồng độ hóa chất.
- Nhiệt độ nước.
- Áp suất nhỏ nhất.
- Áp suất làm việc.
- Áp suất lớn nhất.
- Chênh áp qua van.
- Lưu lượng yêu cầu.
- Kích thước và tiêu chuẩn ren.
- 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 dùng cho máy phun rửa áp lực cao cần được chọn trước hết theo vị trí lắp. Nếu van đặt trước bơm, cần ưu tiên lưu lượng lớn và tổn thất áp nhỏ; nếu đặt sau bơm, bắt buộc sử dụng model được thiết kế cho đúng áp suất và chênh áp của hệ thống.
Đối với nhu cầu tham khảo dòng van ODE có khả năng làm việc ở áp suất cao, người dùng có thể xem thông số van điện từ ODE 4731KOT70. Trước khi sử dụng cho nước, cần xác nhận lại khả năng tương thích môi chất, áp suất, lưu lượng, vật liệu gioăng và chức năng của đúng phiên bản van.
