Van khí Helium (Helium Escape Valve) là gì? Chức năng và cách thức hoạt động

Trong thế giới đồng hồ lặn chuyên nghiệp, van xả khí Helium, hay Helium Escape Valve, được xem là một trong những phát minh kỹ thuật đáng chú ý nhất. Đây không chỉ là giải pháp thông minh để bảo vệ đồng hồ trong môi trường áp suất cao mà còn thể hiện trình độ chế tác vượt trội của các thương hiệu đồng hồ danh tiếng. Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu rõ về chức năng, nguyên lý hoạt động và giá trị của van xả khí Helium, đặc biệt là trong bối cảnh các dòng đồng hồ lặn ngày càng phổ biến và được ưa chuộng. Bài viết này sẽ cung cấp cái nhìn chi tiết từ lịch sử ra đời, cơ chế hoạt động đến những ưu nhược điểm của công nghệ độc đáo này.

Van khí Helium là gì?

Van khí Helium, hay còn gọi là Helium Escape Valve (HEV), là một tính năng cơ học đặc biệt được tích hợp trên các dòng đồng hồ lặn cao cấp, phục vụ cho những người thợ lặn chuyên nghiệp hoặc các hoạt động liên quan đến lặn sâu. Van này được thiết kế để giải quyết một vấn đề cụ thể xảy ra trong môi trường áp suất cao: sự tích tụ khí Helium bên trong đồng hồ.

Helium là một loại khí cực kỳ nhẹ và có kích thước phân tử nhỏ nhất trong tất cả các loại khí. Chính vì điều này, khí Helium có thể len lỏi qua các vòng đệm kín nước của đồng hồ trong thời gian dài mà thợ lặn ở dưới áp suất cao, chẳng hạn như khi làm việc trong buồng lặn hoặc thực hiện các nhiệm vụ ngoài khơi sâu dưới lòng đại dương. Sự xâm nhập này không ảnh hưởng ngay lập tức, nhưng nó có thể gây ra rủi ro nghiêm trọng khi thợ lặn trở về môi trường áp suất bình thường.

Chức năng của van thoát khí Helium

Chức năng chính của van khí Helium là giải phóng lượng khí Helium bị tích tụ bên trong đồng hồ một cách an toàn, giúp tránh những tổn hại tiềm ẩn đến cấu trúc đồng hồ.

Khi thợ lặn quay trở lại bề mặt hoặc trở về áp suất bình thường, khí Helium bên trong đồng hồ sẽ cố gắng thoát ra ngoài. Do không gian bên trong đồng hồ bị kín hoàn toàn, áp suất từ khí Helium tích tụ sẽ đẩy lên mặt kính đồng hồ, tạo ra nguy cơ làm nứt, vỡ, hoặc thậm chí bật kính ra khỏi khung đồng hồ.

Van khí Helium cho phép khí này thoát ra ngoài trước khi áp suất bên trong đạt mức gây nguy hiểm. 

Nguồn gốc ra đời của van khí Helium

Van khí Helium ra đời vào những năm 1960, khi ngành công nghiệp lặn biển phát triển mạnh mẽ. Nhu cầu về thiết bị đồng hồ chịu được môi trường áp suất cao tăng cao, đặc biệt là trong các hoạt động khai thác dầu khí dưới biển sâu.

Rolex và Doxa là hai thương hiệu tiên phong trong việc nghiên cứu và phát triển công nghệ van thoát khí Helium. Rolex Sea-Dweller, được giới thiệu lần đầu vào năm 1967 là một trong những mẫu đồng hồ đầu tiên được trang bị van Helium, đánh dấu bước đột phá lớn trong ngành đồng hồ lặn.

Phân loại của van khí Helium

Van khí Helium có hai loại chính:

Van tự động: Van tự động hoạt động nhờ vào sự chênh lệch áp suất bên trong và bên ngoài đồng hồ. Khi áp suất bên trong cao hơn một mức nhất định, van sẽ tự động mở để giải phóng khí Helium.

Van thủ công: Người dùng phải tự mở van bằng tay để giải phóng khí. Loại van này ít phổ biến hơn do sự tiện lợi thấp hơn so với van tự động.

Xem thêm: Đồng Hồ Chống Nước Là Gì? Tìm Hiểu Về Độ Chống Nước Của Đồng Hồ

Nguyên lý hoạt động của van khí Helium là gì?

Van khí Helium hoạt động dựa trên nguyên lý chênh lệch áp suất giữa bên trong và bên ngoài đồng hồ. Khi thợ lặn làm việc ở môi trường áp suất cao, chẳng hạn như trong buồng lặn hoặc ở độ sâu lớn dưới nước, khí Helium trong không khí nén mà họ sử dụng để thở có thể thâm nhập vào bên trong đồng hồ. Điều này xảy ra do Helium có kích thước phân tử rất nhỏ, dễ dàng thẩm thấu qua các vòng đệm cao su hoặc gioăng chống nước của đồng hồ.

Trong quá trình lặn, khí Helium tích tụ bên trong không gây vấn đề ngay lập tức, nhưng khi thợ lặn trở lại môi trường áp suất bình thường, áp suất bên ngoài giảm xuống đột ngột. Trong khi đó, áp suất bên trong đồng hồ vẫn duy trì ở mức cao do lượng khí Helium bị mắc kẹt không thể thoát ra. Sự chênh lệch áp suất này khiến khí Helium bên trong giãn nở, tạo ra một áp lực lớn lên mặt kính đồng hồ, khu vực yếu nhất trong cấu trúc.

Nếu không có biện pháp kiểm soát, áp lực này có thể dẫn đến các hậu quả nghiêm trọng như làm nứt hoặc vỡ mặt kính, thậm chí có thể làm bật kính ra khỏi khung, gây hư hỏng nghiêm trọng cho đồng hồ. Để giải quyết vấn đề này, van thoát khí Helium được thiết kế để tự động mở khi áp suất bên trong vượt ngưỡng an toàn.

Trong loại van tự động, lò xo và vòng đệm của van sẽ kích hoạt cơ chế mở khi áp suất bên trong đạt đến một ngưỡng nhất định (thường khoảng 2-3 bar chênh lệch). Khí Helium sẽ thoát ra ngoài qua van mà không làm ảnh hưởng đến bộ máy hoặc cấu trúc đồng hồ. Ở loại van thủ công, người đeo cần xoay hoặc mở van bằng tay để giải phóng khí, thường được thực hiện khi quá trình lặn kết thúc.

Nhờ cơ chế này, van khí Helium đảm bảo rằng đồng hồ có thể hoạt động an toàn và bền bỉ trong những điều kiện khắc nghiệt nhất, đồng thời bảo vệ cấu trúc và chức năng của thiết bị khỏi những tổn hại không mong muốn do áp suất.

Ưu nhược điểm của van khí Helium

Ưu điểm

• Bảo vệ bộ máy đồng hồ: Khi khí Helium tích tụ bên trong đồng hồ sau quá trình làm việc ở môi trường áp suất cao, việc không thể giải phóng khí này kịp thời có thể dẫn đến các sự cố nghiêm trọng, chẳng hạn như nứt kính hoặc ảnh hưởng đến hoạt động của bộ máy bên trong. Van Helium giải quyết vấn đề này một cách hiệu quả, đảm bảo rằng đồng hồ vẫn duy trì được độ chính xác và độ bền trong các điều kiện khắc nghiệt nhất. Nhờ đó, tuổi thọ của đồng hồ được kéo dài đáng kể.

• Tăng giá trị thẩm mỹ và kỹ thuật: Các dòng đồng hồ lặn được trang bị van Helium thường thuộc phân khúc cao cấp, với thiết kế tinh xảo và chất lượng vượt trội. Việc tích hợp van Helium không chỉ chứng minh năng lực kỹ thuật của thương hiệu mà còn mang lại cho đồng hồ một vẻ ngoài chuyên nghiệp và mạnh mẽ. Điều này làm cho các mẫu đồng hồ có van Helium trở thành lựa chọn lý tưởng cho những người đam mê sưu tầm đồng hồ hoặc yêu thích các thiết kế mang tính biểu tượng.

Nhược điểm

• Chi phí cao: Việc phát triển và sản xuất van Helium đòi hỏi công nghệ tiên tiến, các vật liệu đặc biệt và quy trình chế tác chính xác. Điều này khiến giá thành của đồng hồ lặn có van Helium thường cao hơn đáng kể so với các mẫu không có tính năng này. Đối với nhiều người, mức giá này có thể không phù hợp, đặc biệt nếu họ không thực sự cần đến chức năng thoát khí Helium.

• Không cần thiết cho người dùng phổ thông: Nếu không thường xuyên làm việc trong các môi trường có áp suất cao, chẳng hạn như buồng lặn hay khai thác dưới đáy biển sâu, tính năng này gần như không có giá trị thực tế. Đối với những người chỉ sử dụng đồng hồ trong cuộc sống hàng ngày hoặc các hoạt động thể thao thông thường, van Helium có thể được coi là một tính năng "thừa thãi", làm tăng giá mà không mang lại lợi ích rõ rệt.

Van xả khí Helium không chỉ là một tính năng kỹ thuật mà còn là biểu tượng của sự tinh tế và khả năng chinh phục những điều kiện khắc nghiệt của đồng hồ lặn cao cấp. Mặc dù không phải là một yếu tố thiết yếu với người dùng phổ thông, nhưng với những ai đam mê đồng hồ và yêu thích sự hoàn hảo trong thiết kế, van Helium chắc chắn mang lại giá trị lớn cả về công năng lẫn thẩm mỹ.