Giới thiệu Van tràn thủy lực

Thủy Lực AZ cung cấp các dòng van điều khiển áp suất và thiết bị sử dụng trong hệ thống thủy lực công nghiệp.

Van tràn thủy lực là loại van điều khiển áp suất có nhiệm vụ giới hạn áp suất tối đa trong mạch. Khi áp suất đạt tới giá trị cài đặt, van bắt đầu mở để dẫn một phần hoặc toàn bộ lưu lượng dầu từ đường áp về đường hồi, giúp hạn chế áp suất tiếp tục tăng.

Tên tiếng Anh thường dùng là hydraulic pressure relief valve hoặc relief valve.

Van tràn thường được bố trí trên đường áp của bơm hoặc tại những nhánh cần giới hạn áp suất. Đây là một trong những phần tử quan trọng của bộ nguồn và hệ thống thủy lực vì áp suất vượt quá giới hạn có thể ảnh hưởng tới bơm, van, xi lanh, đường ống và các thiết bị khác.

Van được sử dụng phổ biến trong:

• Bộ nguồn thủy lực.
• Máy ép.
• Máy CNC.
• Máy công cụ.
• Máy công trình.
• Máy ép nhựa.
• Thiết bị nâng hạ.
• Dây chuyền tự động hóa.
• Các hệ thống thủy lực công nghiệp.

Cấu tạo Van tràn thủy lực

Cấu tạo của Van tràn thủy lực phụ thuộc vào kiểu tác động và từng model. Một van thông thường gồm thân van, phần tử đóng mở, lò xo, cơ cấu chỉnh áp và các đường dầu.

Thân van

Thân van chứa các đường dầu và các chi tiết điều khiển bên trong.

Tùy thiết kế, van có thể được chế tạo dạng:

• Van ren.
• Van mặt đế.
• Van modular.
• Van cartridge.
• Van tích hợp manifold.

Thân van phải phù hợp với áp suất, lưu lượng, kiểu kết nối và môi trường làm việc của hệ thống.

Phần tử đóng mở

Bên trong van có thể sử dụng:

• Poppet.
• Bi.
• Piston.
• Con trượt.
• Cơ cấu khác tùy thiết kế.

Phần tử này chịu tác động của áp suất dầu và lực lò xo.

Khi áp suất chưa đạt mức cài đặt, đường xả được giữ đóng hoặc hạn chế dòng dầu.

Khi áp suất tăng đủ lớn, phần tử điều khiển dịch chuyển và mở đường dầu về phía áp suất thấp hơn.

Lò xo

Lò xo tạo lực đối kháng với áp suất dầu.

Mức nén của lò xo ảnh hưởng trực tiếp tới áp suất mở của van.

Trên các model có khả năng điều chỉnh, thay đổi độ nén lò xo cho phép thay đổi giá trị áp suất trong phạm vi thiết kế.

Cơ cấu chỉnh áp

Van tràn có thể sử dụng:

• Vít chỉnh.
• Núm xoay.
• Tay chỉnh.
• Cơ cấu khóa sau khi chỉnh.

Khi tăng độ nén lò xo, áp suất cần thiết để mở van thường tăng.

Khi giảm độ nén, van sẽ tác động ở mức áp suất thấp hơn.

Việc chỉnh áp cần được thực hiện cùng đồng hồ đo áp và không vượt giới hạn của các thiết bị trong hệ thống.

Đường pilot

Van tràn điều khiển pilot có thêm mạch pilot để kiểm soát tầng van chính.

Cấu tạo này thường được sử dụng trên các dòng van có yêu cầu lưu lượng hoặc đặc tính điều khiển khác với loại tác động trực tiếp.

Tùy model có thể có thêm cổng pilot hoặc cổng xả riêng.

Nguyên lý hoạt động của Van tràn thủy lực

Van tràn hoạt động dựa trên sự cân bằng giữa lực của áp suất dầu và lực cài đặt của lò xo.

Khi áp suất hệ thống thấp hơn mức cài đặt, van duy trì trạng thái đóng đường xả hoặc chỉ có dòng rò rất nhỏ theo thiết kế.

Dầu từ bơm tiếp tục được cấp tới các cơ cấu trong hệ thống.

Khi tải tăng làm áp suất đường dầu đạt tới mức cài đặt, lực do áp suất tác động lên phần tử điều khiển bắt đầu thắng lực lò xo.

Van mở và dầu được dẫn từ đường áp về thùng hoặc đường áp suất thấp.

Nếu áp suất tiếp tục tăng, độ mở của van có thể tăng để xả thêm lưu lượng.

Khi áp suất giảm xuống, van giảm độ mở hoặc đóng lại theo đặc tính của từng thiết kế.

Van tràn không tạo ra áp suất cho hệ thống. Áp suất hình thành khi lưu lượng từ bơm gặp tải hoặc lực cản, còn van tràn có nhiệm vụ giới hạn mức áp suất tối đa theo cài đặt.

Thông số kỹ thuật Van tràn thủy lực

Các thông số trên mang tính tham khảo. Khi lựa chọn cần đối chiếu đúng model, dải chỉnh áp, lưu lượng và kiểu kết nối.

Các loại Van tràn thủy lực phổ biến

Van tràn tác động trực tiếp

Van tác động trực tiếp sử dụng áp suất dầu tác động trực tiếp lên phần tử đóng mở.

Khi lực do áp suất tạo ra vượt lực lò xo, van bắt đầu mở.

Loại này thường có:

• Cấu tạo tương đối đơn giản.
• Kích thước gọn.
• Phản ứng nhanh.
• Dễ bố trí trong mạch.
• Có nhiều dải chỉnh áp.

Khả năng lưu lượng và áp suất cần kiểm tra theo từng model.

Van tràn điều khiển pilot

Van pilot-operated sử dụng một tầng pilot để điều khiển tầng van chính.

Loại này thường được sử dụng trong các hệ thống có lưu lượng lớn hơn hoặc yêu cầu đặc tính điều khiển phù hợp với thiết kế van pilot.

Khi lựa chọn cần kiểm tra:

• Dải áp suất.
• Lưu lượng.
• Cổng pilot.
• Cổng xả nếu có.
• Kiểu lắp.
• Sơ đồ thủy lực của van.

Van tràn dạng ren

Van được kết nối trực tiếp với đường ống thông qua các cổng ren.

Các kiểu ren có thể gồm:

• BSPP.
• NPT.
• SAE.
• Các chuẩn khác tùy model.

Loại này phù hợp với các hệ thống cần bố trí van độc lập trên đường dầu.

Van tràn dạng mặt đế

Van được lắp trên đế hoặc manifold.

Các đường dầu kết nối qua mặt dưới của van nên giúp cụm điều khiển gọn và giảm số lượng đầu nối trực tiếp vào thân.

Loại này thường gặp trong:

• Bộ nguồn.
• Máy ép.
• Máy công nghiệp.
• Cụm manifold.

Van tràn modular

Van modular được lắp cùng van phân phối và các van xếp tầng khác.

Thiết kế này giúp tích hợp chức năng giới hạn áp suất ngay trong cụm van mà không cần bố trí nhiều đường ống bên ngoài.

Khi lựa chọn cần kiểm tra đúng kích thước mặt lắp như NG6, NG10 hoặc size tương ứng của hệ thống.

Van tràn cartridge

Van cartridge được lắp trực tiếp vào cavity trên block hoặc manifold.

Loại này phù hợp với:

• Bộ nguồn nhỏ gọn.
• Máy OEM.
• Block điều khiển tích hợp.
• Hệ thống cần giảm đường ống.

Cavity của block phải đúng với model cartridge sử dụng.

Ưu điểm của Van tràn thủy lực

Van tràn có nhiều ưu điểm:

• Giới hạn áp suất tối đa.
• Hạn chế tình trạng quá áp.
• Hỗ trợ bảo vệ bơm thủy lực.
• Hỗ trợ bảo vệ xi lanh.
• Hỗ trợ bảo vệ motor.
• Hạn chế đường ống chịu áp vượt thiết kế.
• Có thể điều chỉnh áp suất trên nhiều model.
• Có nhiều kiểu lắp.
• Có loại tác động trực tiếp và pilot.
• Có thể tích hợp vào manifold.
• Phù hợp với bộ nguồn thủy lực.
• Sử dụng được trong nhiều loại máy công nghiệp.

Nhược điểm của Van tràn thủy lực

Một số hạn chế cần lưu ý:

• Chọn sai dải áp có thể làm hệ thống hoạt động không đúng.
• Cài áp quá thấp có thể khiến máy không đủ lực.
• Cài áp quá cao có thể làm thiết bị chịu áp vượt mức cho phép.
• Xả dầu liên tục qua van gây tổn thất năng lượng.
• Dầu xả qua van có thể sinh nhiệt.
• Dầu bẩn có thể ảnh hưởng tới phần tử đóng mở.
• Không thể chọn chỉ dựa vào kích thước ren.
• Van cùng hình dáng có thể có dải áp khác nhau.
• Cần sử dụng đồng hồ áp khi hiệu chỉnh.

So sánh Van tràn và Van giảm áp thủy lực

Van tràn và van giảm áp đều thuộc nhóm van điều khiển áp suất nhưng chức năng khác nhau.

Van tràn giới hạn mức áp suất cao nhất của đường dầu bằng cách mở đường xả.

Van giảm áp tạo một mức áp suất thấp hơn cho nhánh phía sau van.

Không nên sử dụng hai loại này thay thế cho nhau khi chưa kiểm tra sơ đồ mạch.

Van tràn và Van an toàn thủy lực có giống nhau không?

Trong thực tế, hai tên gọi van tràn thủy lực và van an toàn thủy lực thường được sử dụng cho các sản phẩm thuộc nhóm pressure relief valve.

Cả hai đều có thể thực hiện chức năng mở đường xả khi áp suất đạt giá trị cài đặt.

Tuy nhiên cách gọi có thể khác nhau giữa nhà sản xuất, tài liệu kỹ thuật và thị trường.

Vì vậy khi lựa chọn không nên chỉ dựa vào tên van mà cần kiểm tra:

• Model.
• Ký hiệu thủy lực.
• Dải áp suất.
• Lưu lượng.
• Kiểu tác động.
• Kiểu lắp.
• Sơ đồ cổng.
• Catalog của nhà sản xuất.

Đây là cách chính xác hơn để xác định van có phù hợp với hệ thống hay không.

Ứng dụng của Van tràn thủy lực

Van tràn được sử dụng trong:

• Bộ nguồn thủy lực.
• Máy ép thủy lực.
• Máy chấn.
• Máy cắt.
• Máy CNC.
• Máy công cụ.
• Máy ép nhựa.
• Máy công trình.
• Máy xúc.
• Xe nâng.
• Thiết bị nâng hạ.
• Máy nông nghiệp.
• Máy chế biến gỗ.
• Máy sản xuất thép.
• Máy đóng gói.
• Dây chuyền tự động hóa.
• Hệ thống xi lanh.
• Hệ thống motor thủy lực.
• Các loại máy công nghiệp.

Trong bộ nguồn thủy lực, van tràn thường được lắp trên đường áp để giới hạn áp suất mà bơm và hệ thống phải chịu.

Vị trí lắp Van tràn thủy lực

Van tràn thường được bố trí trên đường áp cần giới hạn áp suất.

Một cấu hình phổ biến là kết nối đường vào của van với đường áp từ bơm và đường ra với thùng dầu.

Khi áp suất chưa đạt mức cài đặt, dầu tiếp tục được cấp tới hệ thống.

Khi áp suất tăng tới giới hạn, van mở để dầu trở về thùng.

Ngoài van tràn chính, một số hệ thống có thể bố trí thêm van giới hạn áp suất tại các nhánh riêng tùy yêu cầu của mạch.

Vị trí lắp cụ thể phải dựa trên sơ đồ thủy lực thay vì bố trí theo cảm tính.

Lưu ý khi lựa chọn Van tràn thủy lực

Trước khi lựa chọn cần xác định:

• Model van.
• Áp suất làm việc.
• Áp suất cần giới hạn.
• Dải chỉnh áp.
• Lưu lượng cần xả.
• Kiểu tác động.
• Kiểu lắp.
• Kiểu ren.
• Kích thước cổng.
• Cổng pilot nếu có.
• Cổng drain nếu có.
• Loại dầu.
• Nhiệt độ vận hành.
• Không gian lắp đặt.

Dải chỉnh áp cần phù hợp với mức áp suất cần cài đặt.

Lưu lượng của van cũng rất quan trọng. Van phải có khả năng xả đủ lưu lượng trong điều kiện mà mạch yêu cầu.

Không nên chọn một van chỉ vì có cùng ren hoặc cùng áp suất tối đa với sản phẩm cũ.

Lưu ý khi lắp đặt và chỉnh áp

Trong quá trình lắp đặt cần chú ý:

• Xác định đúng cửa vào và cửa ra.
• Lắp đúng chiều dòng dầu.
• Kiểm tra cổng pilot nếu có.
• Sử dụng đúng kiểu ren.
• Làm sạch đường dầu.
• Kiểm tra O-ring và gioăng.
• Không để bụi hoặc phoi kim loại vào van.
• Lắp đồng hồ áp tại vị trí phù hợp.
• Chạy thử ở mức áp thấp.
• Điều chỉnh áp từ từ.
• Kiểm tra rò rỉ.
• Theo dõi nhiệt độ dầu.
• Không vận hành vượt thông số thiết kế.

Khi chỉnh áp cần căn cứ vào đồng hồ đo và giới hạn chịu áp của toàn bộ hệ thống.

Không nên tăng áp chỉ để máy tạo thêm lực khi chưa xác định giới hạn của bơm, xi lanh, đường ống, đầu nối và các van khác.

Tư vấn lựa chọn Van tràn thủy lực

Khi lựa chọn Van tràn thủy lực thay thế, nên cung cấp:

• Hình ảnh van cũ.
• Hình ảnh tem van.
• Model.
• Thương hiệu.
• Ký hiệu thủy lực.
• Dải chỉnh áp.
• Áp suất đang sử dụng.
• Lưu lượng hệ thống.
• Kiểu lắp.
• Kiểu ren.
• Kích thước cổng.
• Sơ đồ thủy lực nếu có.

Nếu thiết kế hệ thống mới, cần xác định áp suất làm việc và lưu lượng cần xả trước khi lựa chọn van.

Không nên chọn van chỉ dựa vào áp suất tối đa. Hai van có cùng dải áp vẫn có thể khác đáng kể về lưu lượng, kiểu điều khiển và cách kết nối.

Tham khảo thêm các dòng tại danh mục Van áp suất thủy lực.

Câu hỏi thường gặp