Van Cầu: Giải Pháp Hiệu Quả Cho Hệ Thống Đường Ống

Van cầu là một loại van phổ biến, được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Nhờ khả năng điều chỉnh và kiểm soát dòng chảy hiệu quả, van cầu đã trở thành một phần quan trọng không thể thiếu trong hệ thống đường ống tại các nhà máy và xí nghiệp. Bài viết này sẽ cung cấp thông tin chi tiết về van cầu, bao gồm phân loại, ưu nhược điểm, cấu tạo, và giới thiệu rõ các loại đáp ứng đúng với nhu cầu sử dụng của từng người.

Van cầu là gì?

Van cầu là một loại van công nghiệp phổ biến, được sử dụng rộng rãi để đóng, mở hoặc điều tiết dòng chảy trong hệ thống đường ống dẫn. Van có thiết kế đặc trưng với hình dáng tương tự hình cầu. Phần thân van được chia thành hai ngăn bởi một vách ngăn. Trên vách ngăn có lỗ cho dòng lưu chất đi qua và một đĩa van giúp đóng hoặc mở dòng chảy.

Đĩa van được gắn với trục, trục này kết nối với tay quay hoặc vô lăng. Khi quay vô lăng, trục van sẽ di chuyển để nâng hoặc hạ đĩa van, từ đó thực hiện việc đóng hoặc mở van.

Cấu tạo cầu van

Van cầu cũng giống như các loại van khác, được cấu tạo từ nhiều bộ phận chính:

• Thân van (Body): Chế tạo từ vật liệu như đồng, gang, thép, thép không gỉ, có chức năng kết nối các bộ phận, bảo vệ khỏi tác động môi trường và ngăn rò rỉ môi chất.
• Trục van (Stem): Truyền momen xoắn từ tay điều khiển tới đĩa van, giúp mở/đóng van. Vật liệu trục van được chọn theo điều kiện làm việc.
• Đĩa van (Disc): Tiếp xúc với môi chất, có chức năng điều tiết dòng chảy. Được làm từ vật liệu cứng và chống ăn mòn.
• Gioăng làm kín (Seal): Tạo độ kín giữa thân van và trục van, ngăn rò rỉ môi chất. Vật liệu gioăng thay đổi theo môi chất và điều kiện làm việc.
• Nắp van (Bonnet): Nằm giữa tay điều khiển và thân van, bảo vệ trục van và tạo độ kín.
• Bộ phận truyền động (Operating): Có thể là điều khiển thủ công (tay quay) hoặc điều khiển bằng thiết bị truyền động điện hoặc khí nén để điều khiển mở/đóng van.

Nguyên lý hoạt động 

Van cầu hoạt động dựa trên cơ chế điều khiển như sau: Khi ta quay tay vặn hoặc sử dụng bộ phận truyền động (đối với van điều khiển), trục van sẽ xoay. Điều này tạo ra chuyển động tịnh tiến theo phương thẳng đứng, khiến đĩa van di chuyển xuống dưới theo phương vuông góc với vòng đệm.

Khi van đóng hoàn toàn, bề mặt đĩa van sẽ tiếp xúc với bề mặt vòng đệm, làm ngừng hoàn toàn dòng lưu chất. Quá trình đóng van đạt đến độ kín khi lực siết đủ mạnh để đảm bảo không có rò rỉ.

Khi van mở, bề mặt đĩa van không còn tiếp xúc với bề mặt vòng đệm, giúp dòng chảy đi qua. Tốc độ dòng chảy được điều chỉnh bằng cách thay đổi khoảng cách giữa hai bề mặt này.

Phân loại van cầu

Van cầu có thể được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau:

Dựa vào kiểu kết nối

Van cầu kết nối ren

Loại này hay còn gọi là Thread Globe Valve, là loại van có phần kết nối dưới dạng ren, được sử dụng để kết nối với các đường ống có kiểu kết nối ren. Loại van này thường được sử dụng cho các hệ thống với kích thước van nhỏ (dưới 2 inch). Tiêu chuẩn ren kết nối của van có thể bao gồm ren G, ren NPT, ren BSP,…

Van cầu kết nối bích

Van cầu kết nối bích (Flanged Globe Valve) có kết nối mặt bích, sử dụng các tiêu chuẩn như ANSI, BS, JIS, DIN, và làm kín bằng gasket. Loại van này thường dùng cho van kích thước lớn, nhưng cũng có thể sử dụng cho van nhỏ tùy vào yêu cầu kỹ thuật hoặc điều kiện cụ thể.

Van cầu kết nối hàn

Van cầu kết nối hàn, hay còn gọi là Welded Globe Valve, có nhiều loại khác nhau. Tùy theo kiểu mối hàn, van cầu kết nối hàn được phân thành các loại như Butt Weld Globe Valve và Socket Weld Globe Valve. Đây là những loại van được thiết kế để hàn trực tiếp vào đường ống, thường được sử dụng ở những vị trí ít phải tháo lắp, nhằm giảm thiểu tối đa nguy cơ rò rỉ.

Dựa vào hình dạng và hướng dòng chảy

Van cầu chữ Z

Đây là loại van cầu phổ biến nhất, thường được sử dụng cho các dòng chảy thông thường. Van này có đĩa van hình yên ngựa (hoặc hình chữ ngã) di chuyển lên xuống qua kết nối với tay điều khiển, giúp dòng chảy môi chất lưu thông theo hình chữ “Z” và chỉ di chuyển theo một chiều nhất định.

Van cầu chữ R

Loại van này được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu thay đổi hướng dòng chảy, với cổng vào và cổng ra vuông góc với nhau. Do dòng chảy bị thay đổi hướng, áp lực và tốc độ dòng chảy sẽ giảm đáng kể so với van chữ Z.

Van cầu ba ngả

Van cầu ba ngả là loại van có ba cổng, cho phép dòng chảy di chuyển theo hướng chữ T. Loại van này được sử dụng để điều chỉnh dòng chảy và hòa trộn môi chất, thường gặp trong các ứng dụng trong ngành công nghiệp hóa chất.

Van cầu chữ Y 

Còn gọi là van cầu xiên, loại van này được sử dụng khá phổ biến nhờ vào ma sát thấp giữa các bề mặt khi đóng và mở, giúp tăng độ bền, chiều cao mở thấp, dễ dàng vận hành và bảo trì. Một ưu điểm nổi bật của van chữ Y là khả năng chống búa nước rất tốt nhờ thiết kế đặc trưng của nó.

Trong loại van này, phần chỗ ngồi và thân van được đặt ở góc khoảng 45° so với trục ống. Van cầu chữ Y thường được sử dụng trong các ứng dụng có áp suất cao và các ứng dụng quan trọng khác, đặc biệt khi cần giảm áp suất.

Van cầu điều khiển bằng tay 

Đây là loại van điều khiển thủ công, được sử dụng phổ biến nhất. Người vận hành điều khiển van bằng cách tác động lực vào tay quay, từ đó thông qua trục van điều khiển đĩa van nâng lên hoặc hạ xuống theo ý muốn, giúp đóng/mở hoặc điều tiết dòng chảy. Khi lắp đặt loại van này, cần đảm bảo có đủ không gian cho người vận hành thao tác dễ dàng.

Van cầu điều khiển bằng điện

Còn gọi là van cầu điện, loại van này là sự kết hợp giữa van và bộ truyền động điều khiển điện (electric actuator). Bộ điều khiển điện thực hiện việc truyền động xoay trục van, từ đó khiến đĩa van di chuyển tịnh tiến giống như khi thao tác bằng tay.

Van cầu điện thường được sử dụng trong các trường hợp cần đóng mở nhanh, nơi người vận hành khó thao tác, lối đi đến van hạn chế hoặc trong môi trường không phù hợp cho sức khỏe con người.

Vì sử dụng điều khiển điện, van yêu cầu có nguồn cung cấp điện và các biện pháp bảo đảm an toàn điện. Chính vì lý do này, bộ điều khiển điện ít khi được sử dụng cho các van lắp đặt ở những khu vực có nguy cơ cháy nổ cao, như các môi trường xăng dầu, hóa chất, két nước, hơi nóng… (hoặc nếu sử dụng, phải đảm bảo bộ truyền động đạt tiêu chuẩn chống cháy nổ).

Van điều khiển bằng khí nén

Hay còn gọi là van cầu khí nén, loại van này kết hợp với bộ điều khiển khí nén (pneumatic actuator) thay thế cho việc điều khiển bằng tay. Van cầu khí nén được sử dụng phổ biến trong các trường hợp người vận hành không thể tiếp cận hoặc trong môi trường có điều kiện độc hại.

Van điều khiển khí nén có khả năng điều khiển từ xa, thường được lắp đặt ở các vị trí như két dầu, két nước, khu vực ngoài trời, hoặc các khu vực nguy hiểm. Để sử dụng bộ điều khiển khí nén, cần phải có hệ thống cấp khí nén hoặc một máy cấp khí nén độc lập.

Ưu điểm và nhược điểm khi dùng van cầu

Ưu điểm

• Lắp đặt vào hệ thống dễ dàng và vận hành đơn giản.
• Có khả năng điều tiết lưu lượng dòng chảy tốt, việc đóng/mở dễ dàng và thuận tiện.
• Nếu hoạt động thường xuyên, van sẽ có độ bền cao và phần đĩa van ít khi bị hư hỏng hay ăn mòn.
• Van cầu được điều khiển bằng tay quay (handwheel), cơ cấu ép từ tay quay tác động trực tiếp lên đĩa van theo hướng chính diện, giúp giảm nguy cơ rò rỉ lưu chất khi van đóng hoàn toàn, so với các loại van khác.
• Có nhiều thiết kế và ứng dụng, dễ dàng tích hợp với các bộ điều khiển tự động.

Nhược điểm

• Giá thành cao hơn các loại van thông thường khác.
• Áp suất qua van sẽ bị giảm do dòng chảy bị chuyển hướng khi chạy trong thân van.
• Các van có kích thước lớn yêu cầu lực mở lớn hơn so với các loại van khác.
• Trọng lượng cũng như kích thước của van cầu thường lớn hơn so với các loại van khác cùng kích thước.
• Mặt trên ghế van và mặt dưới đĩa van bị tác động trực tiếp bởi dòng chảy, dẫn đến hiện tượng tạo bọt khí, gây ăn mòn xâm thực (cavitation) ở ghế van. Khi dòng chảy thay đổi chiều, có thể gây xâm thực ở góc đĩa van với trục van.

Trên đây là toàn bộ thông tin chi tiết về van cầu được chúng tôi tổng hợp từ kinh nghiệm thực tế. Đây là sản phẩm quan trọng và phổ biến trong các hệ thống đường ống, được sử dụng rộng rãi trong các gia đình và công trình xây dựng lớn. Các dòng van cầu tại Thép Đại Bàng có đa dạng kích thước và chất liệu, phù hợp với các môi trường sử dụng khác nhau theo nhu cầu của khách hàng.

Thép Đại Bàng là đơn vị chuyên cung cấp các dòng van công nghiệp của các thương hiệu nổi tiếng như KAVAL (Canada), RBR (Italy), cùng một số hãng khác với giá cả cạnh tranh và chất lượng tuyệt vời. Quý khách hàng có nhu cầu tư vấn hoặc báo giá xin vui lòng liên hệ với chúng tôi qua hotline 0982 395 798 để nhận được hỗ trợ kịp thời.