Van an toàn máy thổi khí là gì? Vai trò và cách điều chỉnh

Van an toàn máy thổi khí là bộ phận quan trọng giúp bảo vệ máy và hệ thống đường ống khi áp suất tăng vượt mức cho phép. Đặc biệt với máy thổi khí Roots và các hệ thống vận hành liên tục, tình trạng tắc đường ống, đóng van đầu ra hoặc tăng trở lực bất thường có thể khiến áp suất tăng nhanh, làm máy nóng, quá tải và gây hư hỏng thiết bị.

Vậy van an toàn máy thổi khí là gì, hoạt động theo nguyên lý nào, được lắp ở đâu và cách điều chỉnh van an toàn ra sao? Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn hiểu rõ từng vấn đề.

Van an toàn máy thổi khí là gì?

Van an toàn máy thổi khí là thiết bị cơ khí được lắp trên đường khí hoặc cụm máy thổi khí nhằm tự động giải phóng áp suất khi áp suất trong hệ thống vượt quá một giá trị được cài đặt trước.

Trong điều kiện vận hành bình thường, van ở trạng thái đóng.

Khi áp suất tăng đến ngưỡng cài đặt, lực do áp suất khí tạo ra sẽ thắng lực giữ của lò xo hoặc cơ cấu điều chỉnh bên trong van. Lúc đó, van mở để xả bớt khí ra ngoài hoặc đưa khí về đường bypass.

Khi áp suất giảm về mức an toàn, van sẽ đóng lại.

Van an toàn còn có thể được gọi bằng một số tên như:

Van xả áp máy thổi khí.
Van relief.
Pressure relief valve.
Safety valve.
Van bảo vệ quá áp.
Van xả áp Roots blower.

Trong các hệ thống sử dụng máy thổi khí Roots, van an toàn gần như là một thiết bị bảo vệ rất quan trọng.

Tại sao máy thổi khí cần van an toàn?

Máy thổi khí, đặc biệt là loại Roots, thường cung cấp một lưu lượng khí tương đối ổn định.

Khi đường khí phía sau bị tăng trở lực, máy vẫn tiếp tục đẩy khí vào hệ thống. Điều này khiến áp suất phía đầu đẩy tăng lên.

Một số nguyên nhân thường gặp gồm:

Van trên đường ống bị đóng.
Đường ống bị tắc.
Đĩa phân phối khí bị nghẹt.
Ống phân phối khí bị bám cặn.
Đường kính đường ống quá nhỏ.
Đường ống có quá nhiều co cút.
Bể sục khí có độ sâu lớn hơn thiết kế.
Van một chiều hoạt động không đúng.
Hệ thống bị thay đổi nhưng không tính toán lại áp suất.
Người vận hành điều chỉnh sai van.

Nếu không có thiết bị bảo vệ, áp suất có thể tăng vượt quá khả năng làm việc của máy.

Khi đó có thể xuất hiện các hiện tượng như:

Motor tăng dòng điện.
Máy thổi khí nóng bất thường.
Tiếng ồn tăng.
Dây curoa chịu tải lớn.
Vòng bi nhanh hỏng.
Phớt bị ảnh hưởng.
Đường ống chịu áp suất cao.
Hiệu suất hệ thống giảm.
Tuổi thọ máy bị rút ngắn.

Van an toàn được lắp đặt nhằm hạn chế những rủi ro trên.

Vai trò của van an toàn máy thổi khí

Van an toàn không trực tiếp tạo ra lưu lượng khí nhưng lại đóng vai trò quan trọng đối với độ an toàn và độ bền của toàn hệ thống.

1. Bảo vệ máy khỏi tình trạng quá áp

Đây là chức năng quan trọng nhất.

Khi áp suất phía đầu đẩy tăng vượt mức cài đặt, van sẽ mở để giải phóng bớt khí.

Nhờ đó, áp suất trong hệ thống được hạn chế ở mức an toàn hơn.

2. Bảo vệ động cơ

Khi áp suất làm việc tăng, tải trên máy thổi khí cũng tăng theo.

Motor có thể phải làm việc với dòng điện lớn hơn bình thường.

Nếu tình trạng này kéo dài, động cơ có nguy cơ:

Quá nhiệt.
Nhảy bảo vệ.
Giảm tuổi thọ.
Hư cuộn dây trong trường hợp nghiêm trọng.

Van an toàn giúp hạn chế tình trạng máy phải vận hành lâu ở vùng quá tải.

3. Bảo vệ đường ống và phụ kiện

Không chỉ máy thổi khí, hệ thống đường ống cũng có giới hạn áp suất.

Khi áp suất tăng quá cao, các bộ phận như:

Khớp nối.
Mặt bích.
Gioăng.
Van.
Ống mềm.
Thiết bị phân phối khí.

đều có thể chịu ảnh hưởng.

Van xả áp giúp giảm áp lực lên những bộ phận này.

4. Giảm nguy cơ máy quá nóng

Áp suất quá cao thường làm máy thổi khí hoạt động nặng hơn và nhiệt độ khí đầu ra tăng lên.

Nếu hệ thống liên tục bị quá áp, nhiệt độ máy có thể tăng đáng kể.

Van an toàn giúp giải phóng áp suất trong những tình huống bất thường, từ đó hỗ trợ bảo vệ máy khỏi quá nhiệt.

5. Hỗ trợ vận hành hệ thống ổn định

Một hệ thống được thiết kế đầy đủ thiết bị bảo vệ sẽ ít gặp tình trạng dừng máy đột ngột hơn.

Van an toàn đặc biệt hữu ích đối với những hệ thống phải vận hành:

Liên tục 24/24.
Trong nhà máy xử lý nước thải.
Trong trang trại nuôi thủy sản.
Trong dây chuyền sản xuất.
Trong hệ thống vận chuyển vật liệu bằng khí.

Van an toàn máy thổi khí hoạt động như thế nào?

Một loại van an toàn thông dụng sử dụng cơ cấu lò xo.

Bên trong van thường có:

Thân van.
Đĩa van.
Lò xo.
Vít điều chỉnh.
Đai ốc khóa.
Cổng vào.
Cổng xả.

Lò xo tạo ra lực giữ đĩa van ở vị trí đóng.

Khi áp suất khí tác động lên đĩa van chưa đủ lớn, van tiếp tục đóng.

Khi áp suất đạt tới mức cài đặt:

Lực của áp suất khí > lực giữ của lò xo

Van bắt đầu mở.

Một phần khí được xả ra khỏi hệ thống, khiến áp suất giảm.

Sau khi áp suất giảm xuống dưới mức đóng của van, lò xo đẩy đĩa van trở về vị trí ban đầu.

Quá trình này có thể xảy ra tự động mà không cần người vận hành thao tác trực tiếp.

Van an toàn thường được lắp ở đâu?

Đối với máy thổi khí Roots, van an toàn thường được lắp trên đường khí đầu đẩy, càng gần máy càng tốt theo thiết kế của hệ thống và hướng dẫn của nhà sản xuất.

Một cụm máy thổi khí thường có thể gồm:

Máy thổi khí → khớp nối mềm → van một chiều → van chặn → đường ống cấp khí

Tùy cấu hình, van an toàn được bố trí trên đường đầu đẩy hoặc trên cụm phụ kiện bảo vệ của máy.

Điều quan trọng là không được bố trí van an toàn theo cách khiến một van chặn khác có thể cô lập máy khỏi thiết bị bảo vệ trong khi máy vẫn đang vận hành.

Vị trí lắp đặt cụ thể cần tuân theo:

Sơ đồ của nhà sản xuất.
Thiết kế hệ thống.
Áp suất vận hành.
Loại máy thổi khí.

Van an toàn máy thổi khí Roots

Máy thổi khí Roots thuộc nhóm thiết bị dịch chuyển thể tích.

Đặc điểm của dòng máy này là tạo lưu lượng khí tương đối ổn định trong phạm vi vận hành.

Nếu đường xả bị cản trở, áp suất có thể tăng lên rất nhanh.

Chính vì vậy, van an toàn máy thổi khí Roots có vai trò đặc biệt quan trọng.

Trong một bộ Roots blower hoàn chỉnh thường có thể xuất hiện các thiết bị như:

Van an toàn.
Van một chiều.
Van chặn.
Đồng hồ áp suất.
Lọc khí đầu hút.
Giảm thanh đầu hút.
Giảm thanh đầu đẩy.
Khớp nối mềm.
Đồng hồ đo dòng hoặc cảm biến nếu hệ thống yêu cầu.

Mỗi thiết bị có chức năng riêng và không nên nhầm lẫn với nhau.

Phân biệt van an toàn và van một chiều máy thổi khí

Hai loại van này thường được lắp gần nhau nhưng có chức năng hoàn toàn khác.

Van an toàn

Chức năng:

Bảo vệ hệ thống khỏi áp suất vượt mức cho phép.

Khi áp suất quá cao, van mở và giải phóng khí.

Van một chiều

Chức năng:

Ngăn dòng khí hoặc nước chảy ngược về máy.

Van một chiều đặc biệt quan trọng trong hệ thống sục khí bể nước, bởi khi máy ngừng hoạt động, áp lực nước có thể tạo nguy cơ dòng chảy ngược nếu hệ thống không được thiết kế phù hợp.

Do đó:

Van an toàn không thay thế được van một chiều và van một chiều cũng không thay thế được van an toàn.

Phân biệt van an toàn và van bypass

Van bypass tạo một đường khí phụ để khí có thể quay trở lại hoặc đi sang một nhánh khác.

Trong một số hệ thống, van điều áp hoặc van bypass có thể được sử dụng để kiểm soát áp suất.

Van an toàn lại chủ yếu thực hiện chức năng bảo vệ trong trường hợp áp suất vượt giới hạn.

Tùy từng hệ thống, cả hai có thể được sử dụng đồng thời.

Khi nào van an toàn máy thổi khí mở?

Van thường mở khi áp suất đạt tới mức được cài đặt.

Ví dụ, nếu hệ thống bình thường vận hành ở một mức áp suất nhất định nhưng do đường ống bị tắc khiến áp suất tăng cao hơn ngưỡng bảo vệ, van sẽ bắt đầu xả.

Nếu van thường xuyên xả khi máy đang hoạt động bình thường, cần kiểm tra ngay.

Nguyên nhân có thể là:

Van chỉnh quá thấp.
Đường ống bị nghẹt.
Đĩa phân phối khí bị tắc.
Van đường ống chưa mở hoàn toàn.
Thiết kế hệ thống gây tổn thất áp suất lớn.
Máy được lựa chọn không phù hợp.
Đồng hồ áp suất sai.
Van an toàn bị hỏng.

Không nên xử lý bằng cách đơn giản vặn van lên mức áp suất cao hơn mà chưa xác định nguyên nhân.

Cách điều chỉnh van an toàn máy thổi khí

Việc điều chỉnh van an toàn cần được thực hiện cẩn thận vì đây là thiết bị bảo vệ quá áp.

Cách chỉnh cụ thể có thể khác nhau tùy loại van và nhà sản xuất. Với loại van điều chỉnh bằng lò xo phổ biến, nguyên tắc thường như sau.

Bước 1: Kiểm tra áp suất cho phép của máy

Trước khi chỉnh van, cần xác định:

Áp suất làm việc bình thường.
Áp suất tối đa của máy thổi khí.
Áp suất tối đa của hệ thống.
Giá trị cài đặt van do nhà sản xuất khuyến cáo.

Các thông tin này thường được thể hiện trên:

Nameplate của máy.
Catalogue.
Manual.
Tài liệu kỹ thuật.

Không được tăng áp suất van cao hơn giới hạn cho phép chỉ để ngăn van xả.

Bước 2: Kiểm tra đồng hồ áp suất

Hệ thống cần có đồng hồ áp suất hoạt động tốt để theo dõi chính xác giá trị áp suất.

Nếu đồng hồ sai số lớn, việc điều chỉnh van cũng sẽ không chính xác.

Bước 3: Kiểm tra hệ thống trước khi chỉnh

Trước khi thay đổi cài đặt, cần kiểm tra:

Đường ống có bị tắc không.
Van đầu ra đã mở chưa.
Đĩa hoặc ống phân phối khí có bị nghẹt không.
Lọc khí có bị bẩn không.
Có điểm nào gây tăng trở lực bất thường không.

Nếu nguyên nhân nằm ở hệ thống thì cần xử lý nguyên nhân trước.

Bước 4: Nới đai ốc khóa

Với van có vít chỉnh lò xo, thường có đai ốc dùng để khóa vị trí điều chỉnh.

Nới đai ốc này trước khi xoay vít điều chỉnh.

Bước 5: Điều chỉnh vít

Ở nhiều loại van lò xo:

Vặn theo chiều kim đồng hồ: tăng lực nén lò xo, từ đó thường làm tăng áp suất cài đặt.
Vặn ngược chiều kim đồng hồ: giảm lực nén lò xo, từ đó thường làm giảm áp suất cài đặt.

Tuy nhiên, cấu tạo từng model có thể khác nhau. Vì vậy cần kiểm tra manual của van trước khi thực hiện.

Nên điều chỉnh từng bước nhỏ, không vặn nhiều vòng cùng lúc.

Bước 6: Kiểm tra áp suất mở van

Cho hệ thống vận hành trong điều kiện kiểm soát và theo dõi đồng hồ áp suất.

Kiểm tra xem van bắt đầu mở tại áp suất nào.

Giá trị này cần nằm trong giới hạn mà nhà sản xuất máy và thiết kế hệ thống cho phép.

Bước 7: Khóa lại vị trí điều chỉnh

Sau khi đạt giá trị yêu cầu:

Siết lại đai ốc khóa.
Kiểm tra van.
Kiểm tra rò rỉ.
Theo dõi áp suất máy khi vận hành bình thường.

Có nên tự điều chỉnh van an toàn không?

Có thể kiểm tra và hiệu chỉnh một số loại van nếu người thực hiện hiểu rõ thông số kỹ thuật và quy trình của nhà sản xuất.

Tuy nhiên, không nên tùy ý điều chỉnh khi:

Không biết áp suất tối đa của máy.
Không có đồng hồ áp suất đáng tin cậy.
Van đã bị kẹt hoặc hư hỏng.
Hệ thống đang gặp hiện tượng quá áp chưa rõ nguyên nhân.
Thiết bị có yêu cầu hiệu chuẩn chuyên dụng.

Trong những trường hợp này nên để kỹ thuật viên có chuyên môn kiểm tra.

Van an toàn nên chỉnh bao nhiêu bar?

Không có một mức áp suất chung áp dụng cho tất cả máy thổi khí.

Giá trị cài đặt phụ thuộc vào:

Model máy.
Áp suất thiết kế.
Áp suất vận hành.
Loại hệ thống.
Độ sâu bể.
Tổn thất đường ống.
Giới hạn của các phụ kiện.

Ví dụ, hai máy thổi khí có cùng công suất motor nhưng khác model vẫn có thể có giới hạn áp suất khác nhau.

Do đó, câu trả lời đúng không phải là “chỉnh van ở bao nhiêu bar”, mà là:

Chỉnh theo giá trị được nhà sản xuất máy và thiết kế hệ thống cho phép.

Dấu hiệu van an toàn đang gặp vấn đề

Một số dấu hiệu cần chú ý gồm:

Van xả liên tục

Có thể do:

Áp suất hệ thống quá cao.
Van chỉnh quá thấp.
Lò xo yếu.
Đĩa van không kín.

Van không mở dù áp suất tăng cao

Đây là tình trạng nguy hiểm.

Nguyên nhân có thể là:

Van bị kẹt.
Cặn bẩn làm kẹt cơ cấu.
Chỉnh áp suất quá cao.
Van không phù hợp.

Van bị rò khí

Nếu khí thoát ra liên tục ở điều kiện áp suất bình thường, có thể do:

Bề mặt làm kín bị bẩn.
Đĩa van mòn.
Lò xo yếu.
Gioăng hỏng.
Van đã xuống cấp.

Van rung hoặc phát tiếng bất thường

Có thể do:

Van đóng mở liên tục.
Áp suất dao động.
Kích thước van không phù hợp.
Đường xả chưa được bố trí đúng.

Tại sao van an toàn thường xuyên xì khí?

Nếu van an toàn liên tục xả, không nên lập tức siết tăng áp suất van.

Hãy kiểm tra lần lượt:

Áp suất thực tế trên đồng hồ.
Van đầu đẩy có mở hoàn toàn không.
Đường ống có bị tắc không.
Đĩa phân phối khí có bị bám cặn không.
Độ sâu bể có thay đổi không.
Đường ống có bị thu nhỏ không.
Van an toàn có được cài đặt đúng không.

Trong hệ thống xử lý nước thải, đĩa phân phối khí bị tắc là một nguyên nhân thường khiến trở lực tăng theo thời gian.

Những sai lầm khi sử dụng van an toàn máy thổi khí

Chỉnh áp suất quá cao

Đây là lỗi cần tránh nhất.

Nếu van liên tục mở, người vận hành có thể nghĩ rằng chỉ cần siết van mạnh hơn.

Tuy nhiên, nếu nguyên nhân thực tế là đường ống bị tắc, việc tăng áp suất cài đặt có thể khiến máy phải hoạt động quá giới hạn.

Khóa đường xả của van

Cửa xả van an toàn cần được bố trí theo đúng thiết kế.

Không nên bịt hoặc khóa đường xả vì sẽ làm mất chức năng bảo vệ.

Không kiểm tra van định kỳ

Van có thể bị:

Bám bụi.
Ăn mòn.
Kẹt.
Yếu lò xo.

Do đó cần kiểm tra theo lịch bảo trì.

Dùng van không đúng kích thước

Van quá nhỏ có thể không xả đủ lưu lượng khí khi xảy ra quá áp.

Việc lựa chọn van cần dựa trên thông số hệ thống và khuyến cáo kỹ thuật.

Bảo dưỡng van an toàn máy thổi khí

Để van hoạt động ổn định, nên đưa van vào kế hoạch bảo trì định kỳ.

Các công việc có thể bao gồm:

Kiểm tra rò rỉ.
Kiểm tra tình trạng lò xo.
Vệ sinh van.
Kiểm tra điểm mở.
Kiểm tra đường xả.
Kiểm tra kết nối ren hoặc mặt bích.
Kiểm tra ăn mòn.
Kiểm tra đồng hồ áp suất của hệ thống.

Không nên đợi đến khi máy xuất hiện tình trạng quá áp mới kiểm tra van.

Cách lựa chọn van an toàn cho máy thổi khí

Khi lựa chọn van cần quan tâm đến:

Áp suất cài đặt

Phải phù hợp với giới hạn áp suất của máy và hệ thống.

Lưu lượng xả

Van phải có khả năng giải phóng lượng khí cần thiết khi xảy ra quá áp.

Kích thước kết nối

Cần phù hợp với đường ống hoặc cổng lắp đặt.

Vật liệu

Vật liệu cần phù hợp với:

Môi trường.
Nhiệt độ.
Độ ẩm.
Điều kiện ăn mòn.

Kiểu kết nối

Có thể gồm:

Ren.
Mặt bích.
Các kiểu kết nối chuyên dụng khác.

Nhiệt độ làm việc

Khí đầu ra máy thổi có thể có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ môi trường, do đó van phải chịu được điều kiện nhiệt độ vận hành thực tế.

Câu hỏi thường gặp

Van an toàn máy thổi khí có bắt buộc không?

Đối với nhiều hệ thống máy thổi khí, đặc biệt là máy Roots, thiết bị bảo vệ quá áp là rất quan trọng và thường nằm trong cấu hình tiêu chuẩn hoặc yêu cầu thiết kế của hệ thống.

Có thể dùng van một chiều thay van an toàn không?

Không.

Van một chiều ngăn dòng khí hoặc chất lỏng chảy ngược, còn van an toàn có chức năng giải phóng áp suất khi áp suất vượt giới hạn.

Tại sao van an toàn máy thổi khí cứ xì?

Nguyên nhân có thể là áp suất hệ thống quá cao, đường ống bị tắc, đĩa phân phối khí nghẹt, van cài đặt quá thấp hoặc bản thân van bị hỏng.

Vặn van an toàn theo chiều nào để tăng áp?

Đối với nhiều loại van lò xo, vặn vít điều chỉnh theo chiều kim đồng hồ thường làm tăng lực nén lò xo và tăng áp suất cài đặt. Tuy nhiên cần kiểm tra hướng dẫn của đúng model trước khi điều chỉnh.

Van an toàn có cần kiểm tra định kỳ không?

Có. Van cần được kiểm tra và bảo dưỡng để đảm bảo có thể mở đúng lúc khi xảy ra quá áp.

Khi van an toàn mở có nên tiếp tục chạy máy không?

Nếu van chỉ mở thoáng qua trong tình huống đặc biệt cần xác định nguyên nhân. Nếu van xả liên tục, nên kiểm tra hệ thống càng sớm càng tốt thay vì để máy tiếp tục vận hành kéo dài trong tình trạng quá áp.

Kết luận

Van an toàn máy thổi khí là một trong những thiết bị bảo vệ quan trọng của hệ thống, đặc biệt với máy thổi khí Roots. Van có nhiệm vụ tự động giải phóng khí khi áp suất vượt mức cài đặt, qua đó giúp bảo vệ máy, motor, đường ống và các phụ kiện liên quan.

Khi điều chỉnh van an toàn, điều quan trọng nhất là phải căn cứ vào áp suất làm việc, áp suất tối đa của máy và thông số do nhà sản xuất quy định. Không nên tăng áp suất cài đặt tùy ý chỉ vì van thường xuyên xả.

Nếu van liên tục hoạt động, cần kiểm tra toàn bộ hệ thống để tìm nguyên nhân như tắc đường ống, nghẹt thiết bị phân phối khí, đóng van đầu ra hoặc cài đặt sai. Việc lựa chọn, lắp đặt và bảo dưỡng van đúng kỹ thuật sẽ giúp máy thổi khí vận hành an toàn, ổn định và kéo dài tuổi thọ.