Van 1 chiều (Check Valve) giữ vai trò quan trọng trong nhiều hệ thống. Với khả năng ngăn dòng chảy ngược, đảm bảo lưu chất chỉ di chuyển theo một chiều nhất định, thiết bị này sẽ giúp bảo vệ máy móc, đường ống và ngăn chặn các tình huống rủi ro như búa nước.

Van 1 chiều (Check Valve) là gì?

Van một chiều (Tên tiếng Anh Check Valve/ Non-Return Valves) là loại van công nghiệp được sử dụng phổ biến hiện nay. Đúng như tên gọi, thiết bị này có chức năng chính là đảm bảo dòng chảy di chuyển theo một hướng nhất định và ngăn dòng chảy ngược.

Valve 1 chiều cũng có hai cổng giống như các loại van thông dụng khác. Tuy nhiên, thiết bị này được nghiên cứu với cấu tạo khác biệt để dòng chảy chỉ đi theo một hướng cố định. Để xác định chiều của dòng chảy, hai đầu của van được gọi là đầu vào và đầu ra.

Hiện tượng chảy ngược trong hệ thống sẽ gây ra nhiều tai nạn và sự cố. Van 1 chiều ra đời nhằm ngăn chặn tình trạng này, từ đó gia tăng độ bền của đường ống cùng với các thiết bị, máy móc trên hệ thống. Hiện nay, thiết bị này được sử dụng rất phổ biến bởi tính hiệu quả cao và giá thành rẻ.

Ký hiệu của van 1 chiều:

Tác dụng của van 1 chiều

Như đã đề cập, tác dụng chính của van 1 chiều là đảm bảo dòng chảy chỉ di chuyển theo một hướng nhất định và ngăn dòng chảy ngược trong hệ thống.

Để hiểu hơn về công dụng của van 1 chiều, có thể lấy ví dụ về một hệ thống cấp nước. Khi các máy bơm cấp nước cho hệ thống, nước sẽ chảy theo một chiều nhất định. Nếu xảy ra sự cố tụt áp ở bất kỳ máy bơm nào, hệ thống sẽ xuất hiện hiện tượng chảy ngược dòng gây tổn hại cho hệ thống đường ống.

Tuy nhiên nếu có sự hỗ trợ của van 1 chiều (thường được lắp gần đầu ra của máy bơm), hiện tượng chảy ngược dòng sẽ được hạn chế. Nhờ đó, đảm bảo hệ thống vận hành ổn định và tránh được những sự cố phát sinh.

Cấu tạo của van 1 chiều – Check Valve

Van 1 chiều Check Valve có cấu tạo khá đa dạng, phụ thuộc vào từng loại van cụ thể. Tuy nhiên nhìn chung, các loại van một chiều sẽ có những bộ phận chính sau:

• Thân van: Thân van là bộ phận chính thường có hình trụ, được làm bằng gang, inox hoặc đồng. Thân van của van 1 chiều sẽ gồm 2 đầu là đầu vào và đầu ra, một số loại sẽ có thêm đầu thứ 3 (đầu này thường được đóng kín bằng nắp van).
• Lá van (đĩa van): Lá van hay đĩa van là bộ phận có chức năng đóng – mở thiết bị. Do thân van thường có hình trụ nên cánh van sẽ có dạng hình tròn hoặc hai hình bán nguyệt.
• Lò xo: Đối với van 1 chiều, lò xo gần như là bộ phận không thể thiếu bởi thiết bị này hoạt động dựa vào áp lực của dòng chảy. Khi xuất hiện tình trạng chảy ngược, lò xo sẽ có vai trò cố định đĩa van ở trạng thái đóng để tránh các sự cố phát sinh.
• Ty van (trục van): Một số loại van một chiều sẽ có thêm bộ phận ty van. Bộ phận này thường có hình dạng như một thanh kim loại, kết nối giữa đĩa van và đáy van.

Nguyên lý hoạt động của van 1 chiều

Tương tự như cấu tạo, nguyên lý hoạt động của Check Valve sẽ có sự khác biệt ở từng loại cụ thể. Nhưng nhìn chung thiết bị này đều tận dụng áp lực của dòng chảy để đóng – mở van. Nhờ khả năng tự động đóng – mở, sử dụng valve 1 chiều sẽ giúp tiết kiệm chi phí nhân công và đảm bảo hệ thống vận hành ổn định, tránh các sự cố không đáng có.

Nguyên lý mở van:

Các loại van một chiều tận dụng chính áp lực của dòng chảy để mở cánh van, đảm bảo dòng chảy có thể đi qua một cách thuận lợi. Cánh van và lò xo sẽ được thiết kế tương thích, đảm bảo khi có áp lực, cả hai bộ phận này sẽ cùng hoạt động để chuyển van sang trạng thái mở.

Áp suất mở van sẽ phụ thuộc vào kích thước cũng như thiết kế van. Đây cũng là lý do cần phải lựa chọn loại van 1 chiều phù hợp với hệ thống để thiết bị có thể vận hành hiệu quả.

Nguyên lý đóng van:

Khi xuất hiện tình trạng chảy ngược dòng (áp suất ngược), đĩa van sẽ đóng kín dưới lực của lò xo. Cánh van đóng kín cho phép dòng chảy chỉ di chuyển theo một chiều nhất định.

Lưu ý khi lắp đặt:

Với nguyên lý này, van 1 chiều thường được lắp đặt trên các đoạn ống nằm ngang. Tuy nhiên, một số loại van một chiều cũng có thể lắp đặt ở dạng thẳng đứng.

Khi lắp đặt, cần xem kỹ ký hiệu trên thân van để lắp đầu vào và đầu ra đúng hướng. Trường hợp lắp ngược chiều, dòng chảy không thể di chuyển qua van dẫn đến tăng áp suất và gây ra những sự cố như hư hỏng máy bơm, móp méo đường ống…

Các loại van 1 chiều thông dụng hiện nay

Check Valve là một trong những loại van đa dạng nhất về chủng loại. Trong phạm vi bài viết, chúng tôi sẽ giới thiệu các loại van 1 chiều được sử dụng phổ biến nhất hiện nay:

1. Van 1 chiều lá lật

Van 1 chiều lá lật là thiết bị thông dụng trong hệ thống khí nén, thủy lực, bơm nước… Tương tự như các loại Check Valve khác, thiết bị này có cấu tạo 4 phần là thân van, trục van, đĩa van và nắp van.

Khi lắp đặt vào hệ thống, dưới áp suất của dòng chảy, lá van sẽ tự động mở ra cho dòng chảy đi qua. Mức độ mở của van sẽ phụ thuộc vào áp suất, áp suất càng lớn thì lá van mở càng nhiều.

Khi không có dòng chảy, dưới ảnh hưởng của trọng lực, đĩa van sẽ ở trạng thái đóng. Ngoài ra khi có dòng chảy ngược, lá van cũng sẽ được đóng kín giúp ngăn ngừa hiện tượng chảy ngược trong hệ thống.

2. Van một chiều cánh bướm

Van 1 chiều cánh bướm có cấu tạo khá đặc biệt. Van có hình tròn với thân van ngắn, đĩa van bao gồm 2 hình bán nguyệt và được cố định bằng lò xo. Khi hoạt động, cánh van đóng mở như cánh bướm nên được đặt tên là van 1 chiều cánh bướm.

Loại van này sử dụng trục van và hệ thống dạng kẹp, tận dụng áp lực của dòng chảy để đóng – mở van. Nhìn chung, nguyên lý hoạt động không khác biệt so với các loại Check Valve khác nhưng thiết kế nhỏ gọn, cấu tạo đơn giản hơn rất nhiều.

Với ưu điểm vận hành tự động và thiết kế nhỏ gọn, van 1 chiều cánh bướm được sử dụng nhiều trong các hệ thống như PCCC, hệ thống cấp và xử lý nước thải… Hơn nữa, với thiết kế thân van ngắn, thiết bị này giúp giảm thiểu sự cản trở tối đa, không ảnh hưởng nhiều đến tốc độ dòng chảy như các loại van 1 chiều khác.

3. Van 1 chiều lò xo

Van 1 chiều lò xo được thiết kế để phù hợp với những vị trí đường ống thẳng đứng. Ưu điểm của loại van này là có thể chịu được áp lực lớn và độ bền vượt trội. Van 1 chiều lò xo ngoài thân van, đĩa van và ty van còn có thêm bộ phận lò xo để đóng – mở tự động.

Khi có lưu chất đi qua, áp lực sẽ nén lò xo và đẩy đĩa van để tạo kẽ hở cho dòng chảy. Trường hợp không có dòng chảy hoặc dòng chảy ngược, lực đẩy từ lò xo sẽ đảm bảo đĩa van luôn ở trạng thái đóng kín.

Do hoạt động theo nguyên lý đẩy đĩa van dựa trên lực của lò xo nên loại thiết bị này gây ra cản trở cho dòng chảy. Khi đi qua van, dòng chảy sẽ giảm tốc độ đáng kể. Đây cũng là lý do van 1 chiều lò xo sẽ thích hợp với những vị trí đường ống thẳng đứng và có áp suất lớn.

4. Van một chiều chữ ngã

Van một chiều chữ ngã hay van một chiều hơi được lắp đặt chủ yếu trong môi trường khí, hơi nóng như hệ thống lò hơi. Bên cạnh đó, thiết bị này vẫn được sử dụng trong hệ thống cấp thoát nước và xử lý nước như các loại van 1 chiều khác.

Van một chiều chữ ngã có cấu tạo bên trong giống như hình dấu ngã. Thiết kế đặc biệt này giúp dòng chảy khi đi vào sẽ đẩy lò xo và đĩa van lên trên, tạo kẽ hở để lưu chất đi qua. Ở chiều ngược lại, đầu ra được thiết kế khác biệt để khi có dòng chảy ngược, áp suất sẽ đẩy đĩa van xuống chuyển thiết bị sang trạng thái đóng.

Tương tự như van 1 chiều lò xo, cấu tạo của van một chiều chữ ngã sẽ làm cản trở dòng chảy đáng kể. Vì vậy, loại van này chủ yếu được dùng trong hệ thống có áp suất lớn và nhiệt độ cao. Hạn chế lớn nhất của van một chiều hơi chính là giá thành cao.

5. Van một chiều đĩa

Van một chiều đĩa/ van một chiều cối thường được dùng trong các hệ thống bơm nước. Nhìn tổng quan, hình dáng của van khá giống với van một chiều cánh bướm. Loại van này có 2 dạng cấu tạo là loại cửa lật và loại lò xo.

Loại lò xo có cấu tạo và nguyên lý khá giống với van 1 chiều lò xo. Tận dụng áp lực của dòng chảy để đẩy lò xo và đĩa van, tạo ra kẽ hở để lưu chất đi qua thuận lợi. Đối với loại cửa lật, nguyên lý tương tự như van 1 chiều cửa lật, cánh van sẽ lật lên khi có dòng chảy và đóng lại khi dòng chảy ngược.

Van một chiều đĩa có ưu điểm là tính linh hoạt cao, chịu được những môi trường khắc nghiệt. Thiết bị này có thể dùng trong môi trường nước, xăng và dầu.

6. Van 1 chiều chữ Y

Van 1 chiều chữ Y có hình dáng khá giống với y lọc… Đây là một trong những loại Check Valve có cấu tạo đơn giản nhất và được sử dụng hầu như trong mọi hệ thống.

Van 1 chiều chữ Y có hình dáng giống như chữ Y với 3 đầu ống, thay vì 2 đầu như các loại van bình thường. Hai đầu của van chữ Y sẽ nối với đường ống, đầu còn lại sẽ được đóng kín bằng nắp van. Thiết bị được lắp đặt thêm lá lật hoặc lò xo ở bên trong để đảm bảo dòng chảy đi theo một hướng.

7. Van một chiều bi

Van một chiều bi ít phổ biến hơn so với các loại Check Valve khác. Thiết bị chuyển trạng thái đóng – mở thông qua sự di chuyển của viên bi bên trong van. Thân van có hình chữ Y với 2 đầu được lắp đặt vào đường ống và đầu còn lại rỗng hoàn toàn đủ không gian cho viên bi.

Van một chiều bi cũng cần phải lắp đặt đúng chiều/ hướng để hoạt động đúng cách. Khi có dòng chảy đi qua, viên bi sẽ trượt xuống phần ống rỗng, tạo kẽ hở cho lưu chất đi qua thuận lợi. Tuy nhiên trường hợp dòng chảy ngược, áp suất sẽ đẩy viên bi trở lại vị trí ban đầu, che kín toàn bộ thân van ngăn không cho lưu chất đi qua.

Ưu điểm của van một chiều bi là ít bị mắc kẹt tạp chất như các loại van công nghiệp khác. Cấu tạo viên bi tròn, nhẵn nên có thể hạn chế tối đa nguy cơ lắng đọng ở đáy van. Thiết kế 3 đầu ống, với 1 đầu ống rỗng chứa viên bi khi van ở trạng thái mở sẽ giúp hạn chế cản trở lên dòng chảy.

8. Các loại van một chiều khác

Ngoài những loại van thông dụng trên, thị trường hiện còn có một số loại Check Valve khác như:

• Van một chiều đối trọng
• Van một chiều mỏ vịt
• Van chặn một chiều
• Van một chiều dạng màng

Phân loại van 1 chiều

Hiện nay, ngoài cách phân loại Check Valve dựa trên cấu tạo và nguyên lý, thiết bị này còn được phân loại dựa vào xuất xứ và vật liệu.

Phân loại dựa trên chất liệu:

• Van một chiều gang
• Van một chiều inox
• Van một chiều nhựa
• Van một chiều đồng

Phân loại dựa trên xuất xứ:

• Van một chiều Hàn Quốc
• Van một chiều Trung Quốc
• Van một chiều Đài Loan
• Van một chiều Nhật Bản
• Van một chiều Malaysia

Phân tích ưu nhược điểm của van 1 chiều

Van một chiều được sử dụng phổ biến không kém van bướm và van bi. Với chủng loại, cấu tạo và nguyên lý vận hành đa dạng, loại van này gần như có thể đáp ứng yêu cầu của mọi hệ thống. Hiểu rõ về ưu nhược điểm của van 1 chiều sẽ giúp bạn đưa ra lựa chọn phù hợp, tối ưu cho hệ thống.

Ưu điểm của van 1 chiều:

• Vận hành tự động hoàn toàn, tiết kiệm chi phí nhân công và năng lượng
• Giá thành rẻ, lắp đặt đơn giản và nhanh chóng
• Hoạt động đơn giản, ít phụ kiện nên rất ít khi phải sửa chữa
• Quá trình bảo dưỡng, sửa chữa dễ dàng
• Tính linh hoạt cao, sử dụng trong nhiều môi trường lưu chất

Nhược điểm của van 1 chiều:

• Gioăng làm kín có thể bị hở dẫn đến rò rỉ lưu chất
• Có thể cản trở dòng chảy dẫn đến giảm áp suất
• Hiện tượng búa nước vẫn có thể xảy ra (thường gặp nhất là khi lắp đặt van một chiều cánh bướm ở những hệ thống có đường ống lớn)
• Một số loại van 1 chiều tạo ra tiếng ồn lớn khi vận hành

Hình ảnh van 1 chiều trong ứng dụng thực tế

Van 1 chiều có ứng dụng vô cùng rộng rãi. Với khả năng cho phép dòng chảy đi qua một chiều nhất định, hạn chế tình trạng chảy ngược, thiết bị này được sử dụng trong nhiều hệ thống như:

• Hệ thống máy bơm, cấp thoát nước
• Hệ thống thủy lực
• Hệ thống HVAC
• Hệ thống nhiên liệu
• Hệ thống nồi hơi, lò nung
• Hệ thống khí đốt
• Hệ thống chân không

Trong đời sống hằng ngày, van 1 chiều được sử dụng trong các thiết bị gia dụng như máy giặt, máy rửa bát…

Hình ảnh của van 1 chiều trong ứng dụng thực tế:

Tiêu chí lựa chọn van 1 chiều

Khi lựa chọn van 1 chiều, cần dựa trên những tiêu chí sau để tìm được thiết bị có cấu tạo, nguyên lý hoạt động, chất liệu và kích cỡ phù hợp với hệ thống:

• Kích thước van
• Hướng lắp đặt (ngang hay dọc)
• Vật liệu phù hợp với môi chất
• Yêu cầu về áp suất
• Nhiệt độ (nhiệt độ môi trường và nhiệt độ môi chất)
• Các vấn đề đi kèm như bảo trì, bảo dưỡng, sửa chữa…

Van 1 chiều không chỉ được sử dụng trong công nghiệp mà còn quen thuộc trong đời sống hằng ngày. Hiểu rõ về loại van này sẽ giúp bạn chọn lựa được thiết bị phù hợp, đảm bảo hệ thống vận hành ổn định và ngăn chặn được tình huống những rủi ro như búa nước…