Van tiết lưu thủy lực

Van tiết lưu thủy lực là gì?

Van tiết lưu thủy lực (Flow Control Valve) là thiết bị dùng để điều chỉnh lưu lượng chất lỏng hoặc khí trong hệ thống thủy lực. Nó giúp kiểm soát lượng dầu, nhớt, nước hoặc khí đi qua, từ đó điều chỉnh tốc độ hoạt động của các cơ cấu như xi lanh hay động cơ thủy lực. Bằng cách thay đổi kích thước lối thoát của dòng chảy, van tiết lưu giúp đảm bảo các thiết bị trong hệ thống vận hành ổn định, hiệu quả và chính xác theo yêu cầu công việc.

Nguyên lý làm việc của van tiết lưu thủy lực

Van tiết lưu thủy lực hoạt động dựa trên nguyên lý lưu lượng chất lỏng chảy qua van phụ thuộc vào sự thay đổi tiết diện. Quan hệ giữa lưu lượng và tổn thất áp suất qua tiết diện thay đổi, khi tiết diện càng nhỏ thì chênh áp suất càng lớn và lưu lượng qua van sẽ càng nhỏ. Mặc dù sử dụng van tiết lưu có thể gây ra tổn thất áp suất và làm cho dầu nóng hơn, nhưng vẫn được xem là phương pháp điều chỉnh tốc độ của cơ cấu chấp hành đơn giản và tiết kiệm nhất.

Cấu tạo van tiết lưu thủy lực 

• 2 cuộn dây: Dùng để tạo ra từ trường trong quá trình điều khiển van.
• Ống đàn hồi: Giúp duy trì sự linh hoạt trong việc điều chỉnh dòng chảy.
• Cánh chạm: Đảm nhận chức năng thay đổi tiết diện dòng chảy khi van hoạt động.
• Đàn hồi: Tạo lực trở lại để van có thể quay lại vị trí ban đầu.
• Nam châm vĩnh cửu: Duy trì sự ổn định và lực kéo trong quá trình vận hành van.
• Miệng phun dầu: Dùng để kiểm soát dòng dầu đi qua van.

*Lưu ý, van tiết lưu thủy lực chỉ có thể điều chỉnh dòng chảy theo một chiều và không điều chỉnh được dòng chảy ngược lại.

Lợi ích của van tiết lưu thủy lực

• Van tiết lưu điều chỉnh tốc độ và lực của thiết bị thủy lực chính xác.
• Điều chỉnh lưu lượng chất lỏng giúp tối ưu hiệu suất mà không lãng phí năng lượng.
• Kiểm soát lưu lượng và áp suất giúp giảm tổn thất năng lượng, kéo dài tuổi thọ.
• Van tiết lưu được sử dụng trong công nghiệp, xây dựng và thiết bị di động.

Phân loại van tiết lưu thủy lực

Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại van tiết lưu thủy lực, mỗi loại van lại có những chức năng và đặc điểm khác nhau. Vì thế, chúng tôi sẽ giúp khách hàng phân loại van tiết lưu theo hai tiêu chí là khả năng điều chỉnh và chế độ chảy.

Phân loại van theo khả năng điều chỉnh

Dựa vào khả năng điều chỉnh, van tiết lưu thủy lực được phân loại thành hai loại chính: van điều chỉnh được và van không điều chỉnh được. Mỗi loại mang đặc điểm riêng và được sử dụng trong các ngữ cầu khác nhau của hệ thống thủy lực. Van điều chỉnh được cho phép điều chỉnh lưu lượng chất lỏng qua van, thích hợp cho ứng dụng yêu cầu điều chỉnh thường xuyên.

Van tiết lưu điều chỉnh được

Van tiết lưu điều chỉnh được (Adjustable Throttle Valve) cho phép người dùng thay đổi lưu lượng chất lỏng chảy qua van bằng cách vặn nút hoặc điều chỉnh một cơ cấu bên trong van. Giúp kiểm soát tốc độ và áp lực của dòng chảy một cách linh hoạt và chính xác.

Loại van này thường được sử dụng trong các hệ thống yêu cầu điều chỉnh thường xuyên hoặc cần thay đổi tốc độ và lực của các thiết bị thủy lực. Ví dụ, trong máy ép thủy lực, hệ thống nâng hạ, và các thiết bị tự động hóa công nghiệp, nơi mà sự linh hoạt và chính xác là rất quan trọng.

Van không điều chỉnh được

Van tiết lưu không điều chỉnh được (Fixed Throttle Valve) có thiết kế cố định và không cho phép điều chỉnh lưu lượng sau khi lắp đặt. Lưu lượng chất lỏng chảy qua van được thiết lập ở một mức cố định.

Loại van này phù hợp với các hệ thống mà yêu cầu lưu lượng ổn định và không cần thay đổi trong quá trình hoạt động. Chúng thường được sử dụng trong các ứng dụng đơn giản hoặc trong các hệ thống mà yêu cầu về tốc độ và áp lực không thay đổi nhiều, như trong các hệ thống bơm dầu cố định, thiết bị công nghiệp, và các thiết bị xây dựng đơn giản.

Phân loại theo chế độ chảy

Lựa chọn van tiết lưu thủy lực phải dựa vào chế độ chảy để đảm bảo phù hợp với nhu cầu sử dụng thực tế. Khách hàng cần xác định rõ yêu cầu của hệ thống để chọn loại van có chế độ chảy thích hợp, giúp tối ưu hóa hiệu suất và độ bền. Các loại van khác nhau sẽ có đặc điểm và ứng dụng riêng, từ đó đáp ứng đa dạng nhu cầu của các ngành công nghiệp, xây dựng, và tự động hóa.

Chế độ chảy rối

Van tiết lưu chảy rối thuộc dòng van tiết lưu phi tuyến tính. Loại van này có tổn thất áp lực ít và lưu lượng dòng chảy sẽ không phụ thuộc vào nhiệt độ và tính chất nhớt của chất lỏng. Chính vì thế mà van được hoạt động ổn định hơn, năng cao hiệu quả công việc.

Khi sử dụng loại van này, người vận hành cần chú ý rằng:

• Sự xuất hiện của trở lực cục bộ (dòng lưu lượng bị biến dạng tạo thành xoáy) sẽ gây ra hao phí áp suất.
• Độ hao tổn áp suất sẽ tỉ lệ với bình phương lưu lượng dòng chảy đi qua van.
• Van có tiết diện lớn nhất là khi van mở ra hoàn toàn.
• Van có tiết diện bé nhất khi xảy ra hiện tượng ngăn ngừa sự tạo thành lớp phân tử, phân cực.

Chế độ chảy tầng

Chế độ chảy tầng là chế độ có các chất lỏng như dầu nhớt, nước, hóa chất chảy qua một loại ống dẫn đặc biệt có kích thước l/d >10.

Loại van tiết lưu này có đặc tính tuyến chỉnh nhưng lại có độ tụt áp lực lớn và lưu lượng phụ thuộc vào nhiệt độ của chất lỏng. Khi sử dụng loại van này cần chú ý rằng hao phí áp lực của dòng chảy chủ yếu là do ma sát gây tổn thất theo độ dài của rãnh.

Phân loại theo chiều

Dựa theo chiều của van, người ta chia làm 2 loại van một chiều và van hai chiều:

Van tiết lưu một chiều

Cái tên van đã nói lên được tính chất của nó. Loại van này chỉ cho dòng chất lỏng chảy theo một chiều duy nhất, tránh được tình trạng chất lỏng chảy ngược về gây hư hỏng thiết bị. Loại van này khá dễ sử dụng, người vận hành chỉ cần vặn chỉnh theo chiều kim đồng hồ thì tốc độ chảy sẽ chậm lại và nếu vặn ngược lại thì tốc độ chảy sẽ nhanh hơn.

Van tiết lưu hai chiều

Loại van này khá đặc biệt bởi nó có thể điều chỉnh được lưu lượng của van ở cả hai cửa. Nếu bạn có hệ thống thủy lực với công suất và chế độ làm việc thay đổi theo từng giai đoạn thì đây là một lựa chọn rất phù hợp dành cho bạn.

Một số ứng dụng của van tiết lưu thủy lực

• Tích hợp vào hệ thống sản xuất công nghiệp hiện đại, nâng cao hiệu suất hoạt động.
• Giúp xử lý công việc độc hại, nặng nhọc và nguy hiểm, giảm thiểu rủi ro.
• Điều tiết chất dung môi trong hệ thống kho lạnh, đảm bảo hiệu quả làm lạnh.
• Ứng dụng trong máy nén khí, khai thác khoáng sản, nâng cao khả năng vận hành.
• Sử dụng trong nhà máy xi măng, công trình xây dựng, giúp cải thiện năng suất.

Khả năng kiểm soát tốc độ dòng chảy bằng van tiết lưu thủy lực

Van tiết lưu thủy lực có khả năng kiểm soát tốc độ dòng chảy rất hiệu quả bằng cách điều chỉnh lưu lượng chất lỏng trong hệ thống thủy lực. Khi dòng chảy đi qua van, các yếu tố như tiết diện, độ hẹp của van và lực ma sát sẽ tạo ra tổn thất áp suất, từ đó làm giảm tốc độ dòng chảy.

Tốc độ dòng chảy có thể được điều chỉnh một cách linh hoạt bằng cách thay đổi các thông số của van như:

• Vặn nút điều chỉnh: Cho phép thay đổi kích thước của lỗ thoát, từ đó kiểm soát lượng chất lỏng qua van.

• Cơ cấu bên trong van: Một số van tiết lưu có cơ cấu điều chỉnh bên trong giúp thay đổi tiết diện dòng chảy theo yêu cầu.

Tính toán tổn thất áp suất, lưu lượng trong hệ thống có van tiết lưu

Trong hệ thống thủy lực có van tiết lưu, tổn thất áp suất là một yếu tố quan trọng cần được tính toán để duy trì hiệu quả hoạt động của hệ thống. Tổn thất áp suất qua van tiết lưu có thể được xác định bằng công thức Darcy-Weisbach hoặc công thức tổn thất áp suất cục bộ, dựa trên đặc tính của dòng chảy và các thông số kỹ thuật của van.

Tổn thất này phụ thuộc vào các yếu tố như độ hẹp của van, độ nhớt của chất lỏng, và vận tốc dòng chảy. Cụ thể, công thức tổn thất áp suất có thể biểu diễn như sau:

ΔP = f x (L / D)​ x ( ρ x V² / 2)

Trong đó:

• ΔP là tổn thất áp suất (Pa)

• f là hệ số ma sát (trong đó có thể tính theo mô hình dòng chảy Laminar hoặc Turbulent)

• L là chiều dài ống (m)

• D là đường kính ống (m)

• ρ là mật độ chất lỏng (kg/m³)

• V là vận tốc dòng chảy (m/s)

Để tính toán lưu lượng, công thức Bernoulli hoặc phương trình lưu lượng (Q) trong hệ thống có thể được áp dụng, với lưu lượng Q được xác định thông qua mối quan hệ giữa tiết diện van và vận tốc dòng chảy:

Q = A x V

Trong đó:

• Q là lưu lượng (m³/s)

• A là diện tích tiết diện van (m²)

• V là vận tốc dòng chảy (m/s)

*Ví dụ cụ thể để tính toán tổn thất áp suất và lưu lượng trong hệ thống thủy lực có van tiết lưu.

Thông số cho ví dụ

• Chiều dài ống L = 10 m

• Đường kính ống D = 0.05 m

• Mật độ chất lỏng ρ = 850 kg/m³

• Vận tốc dòng chảy V = 2 m/s

• Hệ số ma sát f = 0.02 (giả sử dòng chảy là dòng chảy Turbulent)

1. Tính tổn thất áp suất

Sử dụng công thức Darcy-Weisbach: ΔP = f x (L / D​) x (ρ x V² / 2​)

Thay giá trị vào công thức: ΔP = 0.02 x (10 / 0.05) x (850 x 3² / 2) => ΔP = 15,300Pa = 15.3kPa

2. Tính lưu lượng

Giả sử diện tích tiết diện của van là A = 0.002 m² (ví dụ, van có đường kính 0.05 m).

Sử dụng công thức lưu lượng: Q = A x V

Thay giá trị vào công thức: Q = 0.002 x 3 = 0.006 m³/s

Kết quả:

• Tổn thất áp suất: 15.3 kPa

• Lưu lượng: 0.006 m³/s (hoặc 6 lít mỗi giây)

Thông qua ví dụ này, ta có thể thấy cách tính toán tổn thất áp suất và lưu lượng trong hệ thống thủy lực để tối ưu hóa hiệu suất và bảo vệ hệ thống khỏi tổn thất năng lượng và các hư hỏng do áp suất quá cao.

Bảng giá van tiết lưu thủy lực mới nhất

Chúng tôi hy vọng rằng qua bài viết này, quý khách hàng đã hiểu rõ hơn về van tiết lưu thủy lực và ứng dụng của nó trong các lĩnh vực khác nhau. Nếu quý khách hàng có nhu cầu mua dụng cụ thủy lực, hãy liên hệ với DBK.VN để được tư vấn cụ thể và chọn lựa sản phẩm phù hợp nhất. Cảm ơn quý khách hàng đã đọc bài viết!

Ngày tạo: 2022-07-30 08:27:10 | Người tạo: Phát Review