Torrent 400Y: Van xả lũ hiệu suất cao cho thủy lực cực đại

Van xả tràn cần đáp ứng nhiều chức năng khác nhau—từ ‘bật-tắt’ cho đến điều chỉnh áp suất đầu ra một cách chính xác—đôi khi với lưu lượng cực lớn và áp suất đầu vào cao tác động lên chúng.

Trong khi thiết kế thân van xả tràn điều khiển bằng màng ngăn là quan trọng, thì thiết kế và cấu tạo của chính màng ngăn của van lại đóng vai trò then chốt trong việc:

1. Khả năng của van chịu được các lực lớn do dòng chảy tạo ra, và
2. Có thể có sự giảm áp suất lớn tác động qua van.

Thiết kế 400Y cho hiệu suất mạnh mẽ

Nhóm Bermad đã xem xét khả năng gặp phải các điều kiện thủy lực khắc nghiệt và thiết kế van 400Y để xử lý tốt nhất các điều kiện này. Bermad đã lấy van màng kiểu Weir làm điểm khởi đầu cho việc thiết kế van 400Y Torrent. Sau đó, Bermad quyết định tận dụng những ưu điểm của thiết kế này, đó là sự đơn giản, chỉ gồm 3 bộ phận là nắp van, thân van và màng van, đồng thời tìm cách giảm thiểu các điểm yếu của thiết kế, đó là màng van đơn lớp, không được hỗ trợ, làm kín trên một ghế van nhỏ kiểu weir.

Đội ngũ tại Bermad đã cân nhắc kỹ lưỡng tất cả các thành phần của Torrent 400Y để đảm bảo hiệu suất tối ưu trong các điều kiện thủy lực có nhu cầu khắc nghiệt.

Giải pháp cải tiến

Màng cao su Torrent 400Y bao gồm hai phần.

Phần trên là một màng linh hoạt được gia cố bằng sợi. Phần dưới là một nút bịt rắn được gia cố bằng sợi, với một đĩa thép được lưu hóa bên trong nút bịt. Màng cũng được cân bằng thủy lực và được đỡ quanh viền bởi thân van để tránh tạo ra lực căng trên màng.

Phần trên của cơ hoành

Phần trên mỏng hơn, được gia cố bằng vải bao gồm một màng cuộn, luôn được thân van nâng đỡ.

Mục đích chính của phần này là cung cấp độ nhạy điều chỉnh cần thiết để đạt được kiểm soát áp suất chính xác cao, đồng thời cung cấp khả năng đóng áp suất chênh lệch thấp.

Phần màng ngăn dưới

Phần dưới của màng ngăn là một nút bịt chắc chắn được gia cố. Nó được thiết kế để chịu được tác động của các lực lớn cố gắng kéo màng ngăn về phía hạ lưu, cũng như chống lại các lực cố gắng làm phồng bề mặt bên trong của màng ngăn ra ngoài do áp lực từ buồng điều khiển van.

Ngoài ra, phích cắm luôn nằm trên một mặt phẳng, đảm bảo luôn kín với vòng đệm 360 độ được gia công trong thân van

Điều này có nghĩa là bạn có được độ bền của màng chắn ở nơi cần thiết và độ nhạy ở nơi cần thiết.

Hiểu về tác động tiềm tàng của các điều kiện thủy lực cấp cao

Hiện nay có một số van xả tràn điều khiển bằng màng ngăn đang có mặt trên thị trường phòng cháy chữa cháy, dựa trên thiết kế kiểu Weir.

Van kiểu Weir bao gồm một màng chắn đơn lớp và thân van có ghế van hình bậc thềm mà màng chắn được ép vào để làm kín nhờ áp suất buồng điều khiển van.

Trong các tình huống lưu lượng lớn hoặc điều kiện có chênh lệch áp suất cao, thiết kế vốn có của thân van deluge—kết hợp với màng ngăn đơn lớp—có thể cản trở hoạt động của van hoặc làm giảm độ bền của van.

Ngoài ra, màng ngăn có một khu vực nhỏ được hỗ trợ bởi thân van để giúp chống lại các lực lớn kéo màng ngăn về phía hạ lưu khi lưu lượng lớn và chênh lệch áp suất lớn xảy ra tại van. Đồng thời, khi có áp suất cao trong buồng điều khiển của van, có khả năng áp suất này sẽ làm giãn màng ngăn, điều này—khi kết hợp với các lực kéo—có thể gây ra vấn đề về làm kín và biến dạng màng ngăn.

Điều gì có thể xảy ra với các van này trong các ứng dụng yêu cầu khắc nghiệt?

Các thử nghiệm sau đây cho thấy điều gì có thể xảy ra khi van kiểu Weir chịu điều kiện thủy lực ở mức cao.

Việc kiểm tra được tiến hành trên van xả lũ kiểu Weir điều khiển bằng solenoid đường kính 150mm, đồng thời có chức năng điều chỉnh áp suất.

Những thử nghiệm này gần đây đã được thực hiện tại các cơ sở kiểm tra của nhà máy sản xuất Bermad ở Israel.

Van đã được kiểm tra trong các điều kiện thủy lực sau:

Kiểm thử động:

• Áp suất đầu vào: 2000kPa
• Áp suất điều chỉnh phía hạ lưu: 350kPa
• Lưu lượng: 120 lít mỗi giây

Kiểm tra tĩnh:

• 2000kPa trong buồng điều khiển van
• Không có áp suất ở phía thượng nguồn
• Không có áp suất đầu ra

Quy trình kiểm tra:

Việc kiểm tra bao gồm hai giai đoạn kiểm tra động kéo dài 1 giờ, tiếp theo là năm ngày kiểm tra tĩnh, trước khi tiến hành thêm một lần kiểm tra động kéo dài 1 giờ nữa.

Màng ngăn bị suy giảm dần và hoàn toàn hỏng hóc vào cuối bài kiểm tra động thứ ba.

Áp suất tĩnh 2000kPA cho thấy màng ngăn bị biến dạng

Hỏng màng ngăn

Về kết quả kiểm tra

Điều quan trọng cần lưu ý là những kết quả này chỉ dựa trên một nhà sản xuất và làm nổi bật kết quả thử nghiệm trong điều kiện thủy lực rất khắc nghiệt. Chúng tôi không hề ngụ ý rằng van xả kiểu Weir không phù hợp để sử dụng khi các điều kiện thủy lực thông thường tác động lên chúng.

Bermad đã thực hiện một loạt các thử nghiệm tương tự trên van 400Y Torrent, thậm chí còn cho van chịu các vận tốc dòng chảy và áp suất cao hơn nhiều so với những gì đã nêu ở trên. Các van này đã vượt qua tất cả các thử nghiệm để đáp ứng yêu cầu của các điều kiện vận hành cao cấp.

Để xem cách hoạt động của Torrent, hãy xem video sau: