Cấu tạo và nguyên lý hoạt động và cách lắp đặt van búa nước

Hiện tượng búa nước là gì? Nói một cách đơn giản, búa nước là hiện tượng sóng áp được tạo ra khi một chất lưu (thường là chất lỏng, đôi khi là chất khí) đang chuyển động bị buộc phải dừng lại hoặc đổi hướng một cách đột ngột. Trong hệ thống đường ống, hiện tượng búa nước thường xảy ra khi đóng van đột ngột ở một đầu của hệ thống, tạo ra sóng áp suất trong ống.

Sóng áp suất này có thể gây ra nhiều vấn đề nghiêm trọng, từ tiếng ồn và chấn động đến nguy cơ nổ và phá hủy đường ống. Vì vậy, để ngăn chặn hiện tượng này, van búa nước ra đời.

3 nguyên nhân gây ra hiện tượng búa nước

Có 3 nguyên nhân chính gây ra hiện tượng búa nước:

  1. Nguyên nhân thứ nhất: Khi một đường ống bị chặn đột ngột tại cửa ra (hạ lưu), khối nước phía trước cửa ra đã bị đóng vẫn còn đang di chuyển, do đó áp suất bị tích tụ lên cao và tạo ra sóng xung kích. Điều này có thể gây ra tiếng nổ lớn và nguy cơ vỡ đường ống.

  2. Nguyên nhân thứ hai: Trong các nhà máy thủy điện, dòng nước chuyển động dọc theo đường hầm hoặc ống dẫn có thể bị chặn không cho xâm nhập vào tua bin bằng cách đóng van. Sự bắt giữ này thường được thực hiện bằng một trục điều áp (surge shaft) mở phía trên, cho nước chảy vào đó. Các trạm HEP (tháp nước) được coi như là những bình dâng trong những trường hợp như thế này.

  3. Nguyên nhân thứ ba: Trong hệ thống cấp nước gia đình, hiện tượng búa nước có thể xảy ra khi dòng nước từ máy rửa chén, máy giặt, bể phốt bị ngắt đột ngột do khóa van hay tắt máy. Kết quả là có thể nghe thấy tiếng nổ lớn hoặc tiếng lách tách lặp đi lặp lại, hoặc sự rung lắc mạnh của đường ống. Để ngăn chặn điều này, không khí và các van xả áp chân không, hoặc lỗ thông hơi, được cài đặt phía hạ lưu của van để ngăn ngừa khoảng chân không này xảy ra.

Nguyên nhân và hậu quả của hiện tượng búa nước
Nguyên nhân và hậu quả của hiện tượng búa nước

Các nguyên nhân khác của hiện tượng búa nước có thể kể đến là hỏng máy bơm và đóng gấp van kiểm tra (hay còn gọi là Van một chiều) (để giảm tốc độ đột ngột, van kiểm tra có thể bị coi là đóng quá gấp, tùy thuộc vào các đặc tính động lực của van kiểm tra và khối lượng nước giữa van kiểm tra và bể chứa).

Tóm lại, hiện tượng búa nước rất phổ biến trong các hệ thống đường ống và gây ra những hậu quả và thiệt hại đáng kể. Vì vậy, van búa nước là một giải pháp hữu hiệu để ngăn chặn hiện tượng này. Hãy cùng TBCNSG tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của van búa nước.

Van búa nước là gì?

Van búa nước, hay còn được gọi là van chống va, water hammer arrister trong tiếng Anh, có nhiệm vụ chính là ngăn chặn hiện tượng búa nước trong các đường ống. Ngoài ra, nó còn hỗ trợ giảm tiếng ồn và sự rung lắc của hệ thống đường ống trong quá trình vận hành. Van cũng giúp giảm áp lực gây ra bởi hiện tượng sốc nước ngưng tụ khi van 1 chiều đóng. Trong một số trường hợp, van còn hút các lực được sinh ra bởi dòng chất lỏng hồi trong trường hợp ngắt bơm đột ngột.

Van búa nước
Van búa nước là gì?

3.1. Cấu tạo của van búa nước

Van chống nước va hoạt động dựa trên áp suất đường ống chính và được kiểm soát bởi hai cụm van điều khiển (pilot). Cả hai cụm điều khiển đều bao gồm màng có lò xo điều khiển và cụm điều khiển áp lực thấp được cài đặt để mở van chống va từ từ khi áp suất trong đường ống chính giảm xuống dưới 10 mét (1 bar) so với mức áp bình thường. Cụm điều khiển áp cao được cài đặt để mở van chống búa nước khi áp suất trong đường ống chính tăng cao hơn 10 mét (1 bar) so với mức bình thường.

Cấu tạo của van búa nước
Cấu tạo của van búa nước

Van chống nước va chỉ đóng kín khi áp suất trong đường ống chính giảm xuống hoặc tăng cao hơn mức được thiết lập trước. Van búa nước sẽ tự động mở ra khi áp suất trở lại mức bình thường. Khi có sự giảm áp trong đường ống chính, van chống búa nước sẽ mở ra, làm giảm áp lực nhanh và giảm tác động của sóng áp quay ngược lại.

3.2. Nguyên lý hoạt động của van búa nước

Nguyên lý hoạt động của van búa nước dựa trên nguyên tắc áp suất đường ống chính bị kiểm soát bởi cụm van điều khiển (pilot). Tại cụm này, có màng có lò xo điều khiển. Khi áp suất trong đường ống chính giảm khoảng 1 bar hoặc tụt dưới 10 mét so với mức làm việc bình thường, cụm điều khiển áp thấp sẽ mở van chống búa nước từ từ. Khi áp suất ở trong đường ống cao hơn khoảng 1 bar hoặc 10 mét so với mức làm việc bình thường, cụm điều khiển áp cao sẽ mở van chống búa nước.

Van búa nước chỉ đóng kín khi áp suất trong đường ống chính giảm xuống hoặc tăng lên mức được thiết lập. Van sẽ tự động mở ra khi áp suất trở lại mức bình thường. Khi có sự giảm áp trong đường ống chính, van mở ra và xả dòng để giảm áp lực nhanh, giảm tác động của sóng áp quay ngược lại.

3.3. Cách lắp đặt van búa nước

Cách lắp đặt van búa nước có thể phức tạp và yêu cầu kiến thức chuyên môn. Tuy nhiên, bạn có thể tham khảo cách lắp đặt cơ bản sau:

  • Vệ sinh ống trước khi lắp đặt van để loại bỏ tạp chất có thể ảnh hưởng đến hoạt động của van.
  • Lắp đặt van theo chiều mũi tên được hiển thị trên nắp van, đó là chiều của dòng nước.
  • Lắp đặt thêm một van cổng phía sau của van chống va.
  • Nối cổng tín hiệu vào đường ống chính khoảng cách xấp xỉ 2 mét phía trước van chống va.
  • Đóng van 2 chiều số 5 và số 8. Mở van 2 chiều số 10 và số 6 để cho nước chảy qua van chống va.
  • Kiểm tra cẩn thận để tránh rò rỉ nước tại các khớp nối. Đóng cấp nước cho van chống va.
  • Đảm bảo không có không khí trong đường ống chính và đường ống đã đầy nước. Xả hết khí dư ra khỏi đường ống không có nước. Đợi đường ống hoạt động tốt nhất sau khi lắp đặt.

Mong rằng thông tin về van búa nước và nguyên nhân gây ra hiện tượng búa nước sẽ giúp bạn lựa chọn được sản phẩm phù hợp. Cảm ơn bạn đã đọc nội dung của chúng tôi.

Theo TBCNSG, công ty chuyên nhập khẩu và phân phối thiết bị công nghiệp chất lượng cao. Hãy tìm hiểu thêm về sản phẩm và thiết bị công nghiệp tại đây.