Giới thiệu Van an toàn thủy lực

Thủy Lực AZ cung cấp các dòng van thủy lực, phụ kiện và thiết bị sử dụng trong hệ thống thủy lực công nghiệp.

Van an toàn thủy lực là loại van áp suất có nhiệm vụ giới hạn áp suất tối đa của hệ thống. Khi áp suất tăng tới mức cài đặt, van mở đường dầu về phía áp suất thấp hơn, thường là đường hồi về thùng, giúp hạn chế áp suất tiếp tục tăng.

Van được sử dụng để bảo vệ các thiết bị như:

• Bơm thủy lực.
• Xi lanh thủy lực.
• Motor thủy lực.
• Đường ống.
• Đầu nối.
• Gioăng và phớt.
• Các van và thiết bị khác trong mạch.

Van an toàn là một trong những loại van áp suất quan trọng trong hệ thống thủy lực. Trên thị trường, tên gọi van an toàn và van tràn đôi khi được dùng cho những sản phẩm có nguyên lý rất gần nhau hoặc cùng thuộc nhóm pressure relief valve. Vì vậy khi lựa chọn cần kiểm tra model và ký hiệu thủy lực thay vì chỉ dựa vào tên gọi.

Cấu tạo Van an toàn thủy lực

Cấu tạo của Van an toàn thủy lực thay đổi theo từng model và nguyên lý điều khiển. Một van thông dụng 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 dẫn dầu và các chi tiết điều khiển bên trong.

Thân van cần phù hợp với:

• Áp suất làm việc.
• Lưu lượng.
• Kiểu kết nối.
• Kiểu lắp đặt.
• Môi trường vận hành.

Vật liệu và kết cấu thân khác nhau giữa từng nhà sản xuất nên không nên xác định khả năng chịu áp chỉ qua hình dáng hoặc kích thước bên ngoài.

Phần tử đóng mở

Tùy thiết kế, van có thể sử dụng:

• Poppet.
• Bi.
• Piston.
• Con trượt.
• Cơ cấu đóng mở khác.

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

Khi lực do áp suất tạo ra đạt đến điều kiện cài đặt, phần tử đóng mở thay đổi vị trí và cho phép dầu đi qua đường xả.

Lò xo

Lò xo tạo lực đối kháng với áp suất dầu.

Độ nén của lò xo có ảnh hưởng tới mức áp suất mà van bắt đầu tác động.

Trên các loại van chỉnh được, thay đổi độ nén lò xo sẽ làm thay đổi áp suất cài đặt trong phạm vi thiết kế của van.

Vít hoặc núm chỉnh áp

Van có thể sử dụng:

• Vít chỉnh.
• Núm xoay.
• Tay chỉnh.
• Cơ cấu khóa chỉnh áp.

Bộ phận này dùng để thiết lập áp suất theo yêu cầu của hệ thống.

Không nên tự ý tăng áp khi chưa biết giới hạn áp suất của bơm, xi lanh, đường ống và các thiết bị khác.

Đường pilot

Van an toàn dạng pilot-operated có thêm mạch điều khiển pilot.

Phần pilot kiểm soát trạng thái của tầng van chính, cho phép thiết kế van phù hợp với những hệ thống có yêu cầu lưu lượng và đặc tính áp suất khác với van tác động trực tiếp.

Nguyên lý hoạt động của Van an toàn thủy lực

Nguyên lý cơ bản của van dựa trên sự cân bằng giữa lực tạo ra bởi áp suất dầu và lực của lò xo hoặc cơ cấu điều khiển.

Khi áp suất hệ thống thấp hơn mức cài đặt, van duy trì trạng thái đóng hoặc hạn chế dòng dầu qua đường xả.

Khi áp suất tăng tới mức cài đặt, lực do dầu tác động lên phần tử điều khiển đủ lớn để thắng lực lò xo.

Van bắt đầu mở.

Một phần hoặc toàn bộ lưu lượng dầu được dẫn tới đường áp suất thấp hơn, thường là đường T về thùng dầu.

Nhờ đó áp suất được hạn chế thay vì tiếp tục tăng không kiểm soát.

Khi áp suất giảm xuống, phần tử đóng mở trở lại vị trí ban đầu theo đặc tính của van.

Van an toàn không có nhiệm vụ tạo ra áp suất cho hệ thống. Áp suất được hình thành do bơm cung cấp lưu lượng gặp tải hoặc lực cản trong mạch; van có nhiệm vụ giới hạn áp suất ở mức thiết kế.

Thông số kỹ thuật Van an toàn thủy lực

Các thông số trên mang tính tham khảo. Khi lựa chọn cần đối chiếu catalog hoặc thông số của đúng model van đang sử dụng.

Các loại Van an toàn thủy lực phổ biến

Van an toàn tác động trực tiếp

Van tác động trực tiếp sử dụng áp suất dầu tác động trực tiếp lên phần tử đóng mở và đối kháng với lực lò xo.

Khi áp suất đạt mức cài đặt, van mở đường xả.

Loại này thường có:

• Cấu tạo tương đối đơn giản.
• Kích thước gọn.
• Phản ứng trực tiếp với áp suất.
• Dễ bố trí trong các mạch phù hợp.

Khả năng lưu lượng và phạm vi sử dụng cần kiểm tra theo từng model.

Van an toàn điều khiển pilot

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

Cấu tạo thường phức tạp hơn loại tác động trực tiếp nhưng phù hợp với nhiều hệ thống công nghiệp cần kiểm soát lưu lượng và áp suất theo đặc tính của từng dòng van.

Khi thay thế loại này cần kiểm tra:

• Cổng chính.
• Cổng pilot.
• Cổng xả nếu có.
• Dải áp.
• Lưu lượng.
• Kiểu lắp.

Van an toàn dạng ren

Van được kết nối trực tiếp với hệ thống bằng các cổng ren.

Kiểu ren có thể gồm:

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

Loại này thuận tiện trong những mạch sử dụng đường ống và đầu nối trực tiếp.

Van an toàn dạng mặt đế

Van được lắp trên đế van hoặc manifold.

Các đường dầu được kết nối qua mặt dưới của van thay vì đấu toàn bộ đường ống trực tiếp vào thân.

Kiểu lắp này thường gặp trong:

• Bộ nguồn thủy lực.
• Cụm manifold.
• Máy công nghiệp.
• Hệ thống van tích hợp.

Van an toàn cartridge

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

Ưu điểm là cấu tạo cụm gọn và thuận tiện khi cần tích hợp nhiều chức năng trên cùng một block.

Cavity phải đúng chuẩn của model cartridge đang sử dụng.

Ưu điểm của Van an toàn thủy lực

Van an toàn có nhiều vai trò quan trọng trong hệ thống:

• Giới hạn áp suất tối đa.
• Hạn chế quá áp.
• Hỗ trợ bảo vệ bơm.
• Hỗ trợ bảo vệ xi lanh.
• Hỗ trợ bảo vệ motor.
• Giảm nguy cơ 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.
• Phù hợp với bộ nguồn thủy lực.
• Sử dụng được trong nhiều loại máy.
• Có thể tích hợp vào manifold và block van.

Nhược điểm của Van an toàn thủy lực

Một số điểm cần lưu ý:

• Chọn sai dải áp có thể làm hệ thống hoạt động không đúng.
• Cài áp quá thấp có thể làm máy không đủ lực.
• Cài áp quá cao có thể làm thiết bị chịu tải vượt thiết kế.
• Van mở xả thường xuyên có thể làm phát sinh nhiệt và tổn thất năng lượng.
• Dầu bẩn có thể ảnh hưởng tới phần tử đóng mở.
• Không thể lựa chọn chỉ dựa vào kích thước ren.
• Van cùng hình dáng có thể có dải áp khác nhau.
• Van pilot có cấu tạo và đường dầu phức tạp hơn.
• Cần sử dụng đồng hồ áp khi hiệu chỉnh hệ thống.

Phân biệt Van an toàn và Van giảm áp thủy lực

Hai loại van đều thuộc nhóm điều khiển áp suất nhưng chức năng khác nhau.

Không nên sử dụng van giảm áp thay cho van an toàn hoặc ngược lại khi chưa kiểm tra sơ đồ thủy lực.

Van an toàn và Van tràn có giống nhau không?

Trong thực tế thị trường thủy lực Việt Nam, hai tên van an toàn và van tràn thường có sự giao nhau về cách gọi.

Nhiều sản phẩm được gọi là van tràn hoặc van an toàn đều thuộc nhóm pressure relief valve và có chức năng mở đường dầu khi áp suất đạt giá trị cài đặt.

Vì vậy không nên cố phân biệt hai sản phẩm chỉ bằng tên tiếng Việt.

Khi mua cần kiểm tra:

• Mã van.
• Ký hiệu thủy lực.
• Nguyên lý hoạt động.
• Dải áp suất.
• Lưu lượng.
• Kiểu lắp.
• Catalog của nhà sản xuất.

Đây là cách chính xác hơn để tránh mua nhầm van.

Ứng dụng của Van an toàn thủy lực

Van an toàn được sử dụng trong nhiều thiết bị như:

• Bộ nguồn thủy lực.
• Máy ép thủy lực.
• Máy chấn tôn.
• 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.
• Hệ thống kẹp thủy lực.
• Dây chuyền tự động hóa.
• Hệ thống xi lanh.
• Hệ thống motor thủy lực.

Trong bộ nguồn thủy lực, van an toàn thường là một trong những phần tử quan trọng để giới hạn áp suất của đường áp chính.

Lưu ý khi lựa chọn Van an toàn thủy lực

Trước khi lựa chọn cần xác định:

• Model van.
• Chức năng cần sử dụng.
• Áp suất làm việc bình thường.
• Áp suất cần giới hạn.
• Dải chỉnh áp của van.
• Lưu lượng tối đa.
• Kiểu tác động.
• Kiểu lắp.
• Kiểu ren.
• Kích thước cổng.
• Cấu hình pilot nếu có.
• Loại dầu sử dụng.
• Nhiệt độ vận hành.
• Không gian lắp đặt.

Dải chỉnh áp cần phù hợp với mức áp suất cần thiết lập.

Không nên chọn van có dải áp không phù hợp rồi cố điều chỉnh tới vùng làm việc không được nhà sản xuất thiết kế.

Lưu lượng cũng là thông số quan trọng. Van cần có khả năng xử lý lưu lượng cần xả trong điều kiện quá áp của mạch.

Lưu ý khi lắp đặt và chỉnh áp

Trong quá trình lắp đặt cần chú ý:

• Xác định đúng cửa vào và cửa xả.
• Lắp đúng chiều dòng dầu.
• Sử dụng đúng kiểu ren.
• Làm sạch đường dầu.
• Không để phoi kim loại vào van.
• Kiểm tra gioăng và O-ring.
• Không vận hành vượt thông số van.
• Lắp đồng hồ áp tại vị trí phù hợp.
• Chạy thử ở áp suất thấp trước.
• Điều chỉnh áp từ từ.
• Kiểm tra rò rỉ.
• Kiểm tra nhiệt độ dầu sau khi chạy.

Khi chỉnh áp, cần theo dõi đồng hồ đo áp và giới hạn thiết kế của toàn bộ hệ thống.

Không nên siết vít chỉnh áp tới mức cao nhất mà chưa xác định khả năng chịu áp của bơm, xi lanh, van, đường ống và đầu nối.

Tư vấn lựa chọn Van an toàn thủy lực

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

• Hình ảnh van cũ.
• Hình ảnh tem.
• Model van.
• Thương hiệu.
• Ký hiệu thủy lực.
• Dải áp suất.
• Áp suất đang sử dụng.
• Lưu lượng.
• Kiểu lắp.
• Kích thước cổng.
• Kiểu ren.
• Thông tin máy đang sử dụng.

Nếu thiết kế hệ thống mới, cần xác định áp suất làm việc của mạch và giới hạn áp suất cho phép của các thiết bị trước khi chọn van.

Không nên lựa chọn chỉ dựa vào giá trị áp suất hoặc kích thước ren, bởi hai van có cùng ren và cùng dải áp vẫn có thể khác về lưu lượng, kiểu điều khiển hoặc sơ đồ kết nối.

Tham khảo thêm nhóm Van áp suất thủy lực gồm van an toàn, van giảm áp, van tràn và các dòng van kiểm soát áp suất khác.

Câu hỏi thường gặp