Van giảm áp khí nén (hay còn gọi là van giảm áp) là một thiết bị quan trọng trong hệ thống khí nén. Chức năng chính của nó là điều chỉnh áp suất khí nén đầu ra từ nguồn cung cấp khí nén. Van giảm áp giúp đảm bảo áp suất ổn định và an toàn cho các thiết bị và công cụ sử dụng khí nén.Trong ngành công nghiệp và sản xuất, quy trình làm việc hiệu quả và an toàn là yếu tố quan trọng hàng đầu. Để đảm bảo sự ổn định và hiệu suất của hệ thống khí nén, van giảm áp khí nén đóng vai trò quan trọng. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ tìm hiểu chi tiết về van giảm áp khí nén, từ nguyên tắc hoạt động đến các loại van và cách chúng ảnh hưởng đến quy trình sản xuất như thế nào.
-Thân van : được làm từ chất liệu đồng, gang, inox, nhựa dùng để kết nối các đầu hệ thống với nhau và giúp các chất khí trực tiếp đi qua van.
-Bộ điều khiển là bộ phận dùng để điều chỉnh áp suất khí thường có dạng tay vặn hoặc điều chỉnh theo mức giúp người vận hành dễ dàng điều khiển van.
-Lò xo là bộ phận trung gian giữa bộ điều khiển và đĩa van có nhiệm vụ co dãn, khi van hoạt động thì co lại, không hoạt động dãn ra.
-Đĩa đệm, piston là bộ phận giúp ngăn lưu lượng chất tràn lên trên bộ điều khiển, phần này sẽ kết hợp với lò xo giúp giảm áp suất khí nén đi vào.
-Khoang nén khí : chất khí sẽ đi vào khoang làm giảm áp suất khí
-Đồng hồ đo áp suất giúp người điều hành quan sát được áp suất khí nén và dẽ dàng điều chỉnh về mức độ mong muốn.
Nguyên lý hoạt đông van giảm áp khí.
Van giảm áp khí nén hoạt động dựa trên nguyên tắc đối lập giữa áp suất đầu vào và áp suất đầu ra. Khi áp suất đầu vào cao hơn áp suất đặt trước (được cài đặt bởi người điều khiển), van mở và cho phép một lượng khí nén qua để đạt được áp suất đầu ra mong muốn.
Khi áp suất đầu vào cao hơn áp suất đặt trước, van sẽ đóng để giảm áp suất đầu ra đến mức an toàn hoặc phù hợp cho ứng dụng cụ thể. Điều này đảm bảo rằng không có quá nhiều áp suất khí nén được cung cấp cho các thiết bị, giúp bảo vệ chúng khỏi tổn thương hoặc hỏng hóc do áp suất quá cao.
Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại van công nghiệp, trong đó van bi điều khiển khí nén chiếm một phần không nhỏ, và ngày càng được sử dụng phổ biến trong các nhà máy sản suất, hệ thống tự động hóa, các hệ thống cần độ an toàn cao, đòi hỏi phòng tránh cháy nổ như hệ thống gas, khí đốt, dầu…
Van bi điều khiển khí nén là một bộ thiết bị bao gồm một van bi và một thiết bị truyền động bằng khí nén. Được lắp đặt lên hệ thống đường ống, và sử dụng áp suất của khí nén để đóng mở, điều tiết lưu lượng của lưu chất chảy qua van. Đồng thời cũng là điều tiết cho cả hệ thống.
Loại van này có khá nhiều chủng loại, kích cỡ cũng như các thương hiệu, suất xứ. Từ hàng cao cấp nhập khẩu Châu Âu, Nhật Bản, hàng tầm trung được sản suất ở châu á, Đài Loan, Hàn Quốc đến hàng rẻ tiền từ Trung Quốc…
Van bi điều khiển bằng khí nén hiện nay được sử dụng đa dạng về các loại van có thể kể đến các loại van bi điều khiển
Dù được sản suất ở đâu, mang thương hiệu gì, đắt hay rẻ. Nhưng tất cả các loại van bướm khí nén đều có chung thành phần cấu tạo.
CẤU TẠO CỦA VAN BI ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN:
Nghe tên gọi chúng ta đã hình dung ra được sản phẩm được cấu tạo từ hai thiết bị chính là “Van bi” và phần “điều khiển bằng khí nén”. Tới đây mình sẽ bóc tách van ra thành các chi tiết riêng biệt để các bạn có cái nhìn kỹ hơn.
Thiết bị đầu tiên mình muốn đề cập đó là:
a. Van bi
Là một loại van công nghiệp với công dụng là đóng mở, điều tiết lưu chất trên đường ống. Cấu tạo của van gồm có: Thân van, Bi van, trục van, vòng làm kín, và thiết bị truyền động. Van có nhiều loại được thiết kế và sản suất với nhiều mục đích và ứng dụng khác nhau.
Loại được sử dụng lắp đầu khí nén phải có tán với tiêu chuẩn kết nối ISO 5211, cùng với tiêu chuẩn kết nối của mọi loại thiết bị truyền động bằng khí nén.
Cùng với đó là sử dụng các loại van bi khác nhau để có thể lắp động cơ khí nén như van bi Inox, va bi nhựa, van bi gang…
Ngoài ra loại van bi này còn phải được thiết kế sao cho có mô men soắn nhỏ nhất có thể (lực xoay viên bi + lực ma sát của truc van).
Thiết bị thứ 2 tiếp theo là thành phần chủ chốt của sảm phầm. Mình sẽ tập trung mô tả chi tiết cho thiết bị này.
b. Thiết bị truyền động bằng khí nén ( Pneumatic actuator)
Thiết bị truyền động bằng khí nén gọi tắt là “đầu khí nén”, có tên tiếng anh là Pneumatic actuator, Là thiết bị phụ kiện của van, có hai loại cơ bản.
Loại thứ nhất sử dụng áp suất khí nén để tạo ra lực đẩy tịnh tiến theo phương thẳng đứng. Loại này thường được sử dụng trên các van cầu, van màng, van dao…
Loại thứ hai sử dụng áp suất của khí nén để tạo ra lực quay góc ¼ (góc 90 độ). Loại này thường được sử dụng trên các van có góc quay 90 độ như van bi van bướm.
Trong bài bày mình chỉ đề cập đến loại loại thứ hai tức là loại chuyển động quay.
Ở loại này chúng ta có 2 dang, tác động đơn (single acting), và tác động kép (double acting). Cả hai đều có chung cấu tạo, chỉ khác là dạng tác động đơn có tích hợp thêm các lò xo, còn tác động kép thì không.
Cấu tạo của bộ truyền động dạng quay tương tự như một xilanh khí nén, chúng ta sẽ đi tìm hiểu chi tiết từng bộ phận.
Như hình trên chúng ta có thể thấy bộ truyền đông có cấu tạo từ các chi tiết sau:
Thân bộ truyền động: là bộ phận chứa các các thành phần khác và cũng đóng vai trò là một cái xi lanh. Đa số được đúc bằng nhôm nguyên khối có thể chịu được áp suất cao. Bên ngoài được phủ một lớp oxit nhôm hoặc sơn để chống sự ăn mòn từ môi trường xung quanh.
Piston: là chi tiết chịu áp suất của khí nén và sinh ra chuyển động tịnh tiến thẳng. Bộ phận này được chế tạo từ hợp kim ít bị ăn mòn cơ học phù hợp với cường độ chuyển động cao. Trên pistong có các thanh răng để truyền động cho trục. Bộ truyền động được tích hợp hai piston để tăng mô men xoăn (lực xoay).
Trục: là bộ phần chuyển đổi từ chuyển động tịnh tiến thẳng thành chuển động quay. Một đầu của trục kết nối với bộ báo trạng thái on/off hoặc các phụ kiện khác. Trên thân trục có các răng ăn khớp với thanh răng trên hai pistong. Đầu còn lại được đục lỗ hình vuông hoặc bát giác, bán nguyệt.. để kết nối với trục van.
Nắp đậy hai bên đầu khí: có tác dụng bịt kín và bảo vệ các chi tiết phía trong và hạn chế hành trình của piston. Ngoài ra cung là nơi gắn lò xo.
Ốc hãm hành trình quay của trục. Khi nới hai ốc này ra thì góc quay của trục lớn hơn 90 độ. Khi vặn vào thì góc quay của trục nhỏ hơn 90 độ. Hai ốc này để căn chỉnh trong trường hợp van đóng/mở không hết (đóng/mở không hoàn toàn).
Lò xo: chỉ có trong bộ truyền động tác động đơn. Lò xo có nhiệm vụ đẩy piston chuyển động theo chiều ngược lại. Bộ truyền động tác động đơn có thể lắp một hoặc nhiều lò xo tùy theo thiết kế của nhà sản suất hoặc phụ thuộc vào mô men xoắn của các loại van, van có mô nen xoắn càng nhỏ thì cần số lượng lò xo càng ít.
Bộ phận báo trạng thái on/off của van: Chúng ta cũng có thể thay thế bằng các phụ kiện khác như, công tắc giới hạn, bộ điều tiết khí nén tuyến tính…
Ngoài ra còn nhiều chi tiết phụ khác như vòng làm kín, giăng, phớt, bu lông, vv…
c. Các phụ kiện đi kèm
Để van bi điều khiển bằng khí nén hoạt động trơn tru, và bề bỉ và hoàn toàn tự động, hoặc cần thêm các tính năng khác như đóng mở theo góc, lấy tín hiệu đóng/mở …Chúng ta cần có các thiết bị phụ tích hợp thêm vào sản phẩm.
Van điện từ khí nén (solenoid valve): Van này có nhiệm vụ phân chia khí nén vào các buồng xilanh. Sử dụng điện áp 24V, 220V để có thể điều tiết khí nén đến động cơ
Công tắc giới hạn (Limit switch box): có tính năng lấy tín hiệu điện đóng/mở về tủ điều khiển.
Bộ định vị điều tiết khí nén (Rotary Positioner): bộ này có tính năng điều tiết khí nén để van có thể hoạt động đóng mở theo các góc độ khác nhau theo mong muốn. Đây là một bộ phận quan trọng đối với dòng van bi điều khiển khí nén dạng tuyến tính, nó cho phép van đóng mở ở các góc khác nhau theo ý muốn sử dụng của người sử dụng bằng tín hiệu 4-20mA.
Bộ tách nước (Auto drain) có chức năng tách nước ngưng tụ ra khỏi đường khí nén. Giúp không bị nước ngưng tụ trong xilanh.
Van cầu hơi yên ngựa hay còn gọi là van cầu hơi chữ ngã được làm bằng các chất liện inox, gang, thép và kết nối bằng ren và mặt bích. bởi vì thân van có hình dáng giống 1 chiếc yên ngựa hoặc hình chữ ngã nên được gọi như vậy
Van cầu hơi yên ngựa là gì.?
Van cầu hơi yên ngựalà loại sử dụng để kiểm soát hoặc ngăn chặn dòng chảy của chất lỏng hoặc khí qua một đường ống.
Van được chế tạo từ nhiều loại vật liệu bao gồm inox, đồng, gang, thép với đầy đủ kích cỡ từ DN15, DN20, DN25, DN32, DN40, DN50, DN65, DN80, DN100, DN125, DN150, DN200, DN250, DN300… DN900..
Van có thể chịu áp lực từ PN10-PN16-PN25 và chúng tôi nhập khẩu của nhiều hãng khác nhau có xuất xứ từ Đài loan, Hàn Quốc, Nhật Bản, Trung Quốc và Việt Nam.
Van cầu hơi thường có 2 dạng là dạng yên ngựa – chữ ngã. Hai dòng này khác nhau chỉ ở phần tên gọi còn về phần cấu trúc của van thì giống nhau như một.
(Tại sao lại có tên là van cầu hơi yên ngựa tức là van có hình dáng giống 1 chiếc yên ngựa hoặc hình chữ ngã nên được ví là van yên ngựa – chữ ngã) Điểm đặc biệt của loại van này là khi sử dụng 1 thời gian các bộ phận vòng làm kín cửa van bị bào mòn nhưng van giữ kín vẫn rất tốt.
Tuy dòng van này có nhiều tên gọi khác nhau nhưng van cầu có chung mục đích sử dụng và đóng hoặc mở, chia khí, hơi nước trong đường ống.
Van cầu hoạt động tốt nhất trong các hệ thống đường ống có lưu chất là hơi với chất liều thân van inox nên van hoạt động rất tốt trong môi trường có nhiệt độ cao
Vật liệu cấu tạo: Gang, gang cầu, gang dẻo, thép, inox
Dạng kết nối mặt bích với đường ống
Tiêu chuẩn mặt bích lắp đặt: DIN, BS, PN16
Áp lực hoạt động của van chịu được: PN16, PN25, PN40
Nhiệt độ hoạt động của van có thể chịu được: 0 ~ 400 độ C
Môi trường làm việc tốt nhất: Hơi nóng, khí nén, dầu, gas
Xuất xứ: Đài loan, Hàn Quốc, Trung Quốc
Bảo hàng: 12 tháng, Giấy tờ đầy đủ
Tình trạng hàng hóa luôn có sẵn trong kho với số lượng lớn
Phân loại van cầu hơi yên ngựa
Van cầu hơi yên ngựa gang
là dòng sản phẩm công nghiệp không thể thiếu ở các hệ thống đường ống hơi nóng trong các nhà máy, xí nghiệp bất kì. dòng sản phẩm chuyên dùng để đóng mở hệ thống khí nén, hơi nóng có nhiệt độ cao.
Van đóng hoặc mở dòng chảy của lưu chất trên đường ống và có thể được dùng để điều tiết dòng chảy trên hệ thống đường ống áp lực làm việc từ PN10, PN16, PN25, PN40.
Van cầu hơi yên ngựa inox
Là dòng sản phẩm van được làm từ chất liệu inox 304, 316, 201 có độ bền cao. Loại van này dùng để đóng mở đường ống dẫn lưu chất (lỏng,khí),chyên dùng cho hệ thống hơi,hơi nóng có nhiệt độ cao,dùng trong các ngàng chế biến thực phẩm,cung cấp nước sạch,đồ uống,..
Van cầu hơi yên ngựa thép
Là loại được làm từ chất liệu thép. Với thiết kế cấu tạo từ kim loại chịu được áp lực lớn. Với chất liệu thép thì giá thành cũng rẻ hơn so với inox. Tiêu chuẩn mặt bích BS, JIS, DIN.
Đối với van cầu hơi yên ngựa, việc kiểm soát tỉ lệ dòng chảy không phải do kích thước của ghế van làm kín cũng không phải là độ nâng của đĩa van quyết định.
Một đặc điểm khá tốt của van cầu là nếu van ở vị trí mở một phần thì nguy cơ môi chất sử dụng làm hỏng miếng đệm làm kín hoặc đĩa van cầu hơi sẽ ít hơn đối với các loại van cơ khác.
Với các sản phẩm van công nghiệp thông dụng thì van cầu là loại van thích hợp nhất cho việc kiểm soát tỉ lệ dòng. Khi có dòng môi chất đi qua van, chúng sẽ tự động chuyển hướng so với lúc vừa vào cửa van. Việc này không những giúp giảm áp suất mà còn thúc đẩy dòng môi chất qua van
Ứng dụng van cầu hơi yên ngựa
Van cầu hơi đặc biệt có khả năng tự điều chỉnh dòng chảy chính xác và hoạt động ở áp lực cao tuy nhiên loại van này gây tổn áp khá cao và không thích hợp vận hành trong các môi trường môi chất sạch hoặc vô trùng.
Ngược lại rất thích hợp với các dòng môi chất có tính ăn mòn hoặc duy trì nhiệt độ môi chất làm việc. Van có khả năng làm kín cao có độ an toàn và chịu được áp lực lớn dùng cho nhiệt độ lên đến 400 độ C, lắp đặt dễ dang bảo trì bảo dưỡng tháo lắp giản đơn.
Van cầu hơi yên ngựa hoạt động tốt nhất trong các hệ thống nước làm mát, nơi lưu lượng cần được điều chỉnh. Van cũng dùng cho các hệ thống hơi và các hệ thống ống nước nơi cần độ chính xác về độ kín và an toàn luôn được đặt lên hàng đầu.
Các hệ thống đường ống xăng dầu nhiên liệu có dòng chảy cần được điều chỉnh và độ kín là rất quan trọng. Các hệ thống cấp thoát nước, thực phẩm, hóa học, hệ thống thoát nước và chít xuất không khí ngưng tụ. Nơi có nhiệt độ cao như hệ thống nồi hơi, ống thoát nước nóng, lỗ thông hơi, các hệ thống dầu tuabin
Van cầu hơi Soy là dòng van cầu cao cấp của thương hiệu Soy /Turkey. Loại van cầu hơi này được sử dụng rất nhiều tại Việt Nam cũng như trên toàn thế giới.
Cùng YP.VN tìm hiểu chi tiết về sản phẩm van cầu hơi Soy này nhé:
Ứng dụng của van cầu hơi Soy
Van cầu hơi nóng Soy được sử dụng rất rộng rãi trong thực tế nhờ vào khả năng chịu nhiệt rất cao . Các ứng dụng cụ thể như :
Hệ thống đường ống nước ,hơi … cần điều chỉnh lưu lượng dòng chảy đi qua
Đặc biệt được sử dụng cho các đường ống hơi nóng có nhiệt độ cao
Hệ thống sử dụng dầu nóng, dầu nhờn tuabin , dầu nhiên liệu
Dùng cho các nhà máy xử lý nước thải ,cấp nước ..
Rất được ưu tiên sử dụng trong các lò hơi ,nồi hơi
Để lựa chọn được đúng loại van công nghiệp phục vị cho công việc thì cũng khá khó khăn, dưới đây là bài viết để quý khách hàng có thể tham khảo nhé.
Những điều cần chú ý khi mua van công nghiệp
1/ Van công nghiệp cho việc chặn và mở dòng chảy:(Valve for stopping and starting flow)
Chọn đáp ứng với dòng chảy mà áp lực của dòng chảy là nhỏ và dòng chảy thẳng. Các loại van được chọn: van kitz , Van trượt (slide valves), Van quay (rotary valves), và flex-body valve.
Loại Closing-down không được sử dụng trong trường hợp này do dòng chảy qua van bị ngoằn nghèo, làm tăng áp lực lên van, làm giảm hiệu suất khi sử dụng van trong mục đích này.
2/ Van công nghiệp dùng điều chỉnh tỉ lệ, tốc độ dòng chảy (Valve for controling flow rate)
Closing-down valve tỏ ra thích hợp với tình huống này, do mối quan hệ tỉ lệ thuận giữa kích cỡ cửa mở và sự di chuyển của bộ phận làm kín. Van quay và Flex-body valves bị hạn chế bởi độ mở phạm vi làm việc Van cổng chỉ đạt được khả năng điều khiển dòng chảy tốt khi đĩa tròn ở vị trí gần như đóng, và do đó không dùng trong tình huống này.
3/ Van công nghiệp điều chỉnh hướng dòng chảy (Valve for diverting flow)
Van có 3 cửa hoặc hơn, phụ thuộc vào nhiệm vụ làm chuyển hướng dòng chảy. Loại van được sử dụng: Plug valves, và Van bi .
4/ Van công nghiệp sử dụng cho chất lỏng có cặn (Valve for fluid with solid in suspention)
Bộ phận làm kín trượt qua cửa kèm theo cả lưới lọc sạch.
Các sản phẩm van công nghiệp được sử dụng ở rất nhiều lĩnh vực, và từng sản phẩm lại phù hợp với các môi trường, điều kiện làm việc khác nhau. Các sản phẩm van công nghiệp dùng để đóng/ mở dòng, điều chỉnh áp lực trên dòng chảy.
Và để cho bạn dễ dàng phân biệt, thì chúng tôi xin được chia ra các loại van công nghiệp như sau:
Van công nghiệp cho hệ hơi (van hơi công nghiệp)
Trong hệ thống hơi chúng ta sẽ nhận ra các loại van được sử dụng phổ biến như sau: van cầu, van bi, van một chiều, lọc Y, van an toàn, khớp giản nỡ, van điều khiển, đồng hồ đo áp suất , van giảm áp, van cổng, van bướm, van một chiều chữ ngã, kính quan sát….
Van công nghiệp cho hệ nước HVAC (Van nước công nghiệp)
Các loại van nước công nghiệp thường được dùng ở các hệ thống đường ống nước, xử lý nước thải, đường ông nước tới các hộ sinh hoạt các chung cư lớn….
Cũng như van hơi công nghiệp thì van nước công nghiệp cũng đa dạng và phong phú về chủng loại. Chúng thường là các loại van công nghiệp được vận hành bằng tay hoặc bằng điện hay khí nén.
Có thể kể đến các loại van nước công nghiệp sau: van bướm, van cổng, van xả khí, van giảm áp, van an toàn, van một chiều lá lật, van một chiều cánh bướm, van bi, lọc Y nước, van điều khiển, rọ bơm, van phao, van cân bằng, van điện từ, kính quan sát dòng chảy,
Van công nghiệp cho dầu khí (van dầu khí)
Nhắc đến dầu khí hẳn ai cũng sẽ mường tượng ra trong đầu là những loại đường ống khác nhau. Thật vậy, dầu khí cần các đường ống dài, và nhiệt độ cao, áp suất cao do đặc điểm ngành. Bởi vậy nên, các loại van công nghiệp dùng cho dầu khí là các loại van mang tính chất đặc thù. Vậy nên, không phải nhà cung cấp van công nghiệp nào cũng có thể cấp đúng loại van công nghiệp dầu khí đang cần.
Các loại van công nghiệp dùng cho dầu khí phổ biến gồm: Van cổng thép rèn, van cổng chịu áp cao, lọc Y, Van cầu….
Van công nghiệp cho ngành sinh học (Van vi sinh)
Nhắc đến ngành sinh học, bạn sẽ liên tưởng đến việc chế biến hóa chất. Do tính năng quan trọng của ngành là làm sạch và khử trùng. Bởi vậy nên các van công nghiệp cho ngành sinh học phải đảm bảo được các yêu cầu khắt khe như chịu được phản ứng khắc nghiệt, đảm bảo hoạt động tốt ở các nhiệt độ áp suất cao, có thể chống rò rĩ ăn mòn, ô nhiễm.
Van công nghiệp cho ngành tàu biển (Van tàu thủy)
Các loại van tàu thủy (van hàng hải) là các thiết bị được sử dụng để kiểm soát áp suất, môi chất trong hệ thống đường ống của tàu nhằm đáp ứng các điều kiện mà tàu cần. Van tàu biển là thiết bị điều khiển môi chất. Các loại van tàu biển gồm những van sau:
Van cổng JIS 5K, Van bướm JIS 5K, JIS 10K, van bi JIS 5K, van một chiều… Các thương hiệu van tàu biển nổi tiếng: KTOP KOREA VALVE.
Những lưu ý khi mua van công nghiệp
Van công nghiệp đa dạng, phong phú và được sử dụng ở nhiều điều kiện và nhiệt độ khách nhau.
Ở bài viết này, tôi xin gửi tới 6 lưu ý để bạn có thể lựa chọn loại van công nghiệp phù hợp cho nhu cầu của bạn.
Van công nghiệp là gì? Nguyên lý hoạt động của Valve?
Bất kỳ một hệ thống máy móc, dây truyền sản xuất công nghiệp hay một công trình xây dựng ở bất cứ đâu tại nước ta hay thế giới đều không thể thiếu van công nghiệp. Chúng ta có thể nhìn thấy một hoặc rất nhiều van công nghiệp trên đường ống của hệ thống đang thực hiện các chức năng khác nhau như: đóng mở dòng chảy, điều chỉnh áp lực, điều chỉnh lưu lượng,….
Van công nghiệp tên kỹ thuật là Valve là một thiết bị dùng để kiểm soát lưu thông lưu lượng lưu chất trong hệ thống có thể là nước, hơi, khí nén hay xăng dầu. Nó hoạt động bằng cách đóng mở hoàn toàn hoặc 1 phần dòng chảy của lưu chất. Khi van mở, lưu chất sẽ chảy từ nơi áp suất cao đến nơi có áp suất thấp
Khi mới hình thành van công nghiệp, các kỹ sư chế tạo van chỉ đơn giản là một thiết bị đóng mở chất lỏng chảy theo 1 hướng còn gọi là van 1 chiều ngày nay.
Trong quá trình phát triển hệ van công nghiệp, các kỹ sư đã chế tạo ra nhiều loại van có nhiều chức năng khác nhau giúp cho hệ thống vận hành trơn tru. Ngày nay, với óc sáng tạo của con người van công nghiệp còn được điều khiển bằng điện hoặc điều khiển bằng khí nén, có thể điều chỉnh áp suất hoặc lưu chất dòng chảy tự động không phải dùng sức người.
Các loại van công nghiệp hay dùng hiện nay
Trong lĩnh vực công nghiệp, có rất nhiều loại van công nghiệp thông dụng, hay được sử dụng, nhưng cũng tuỳ vào điều khiện sử dụng, vị trí lắp đặt và nhu cầu sử dụng van để chọn loại van thích hợp để điều khiển môi chất bên trong đường ống.
1. Các loại van nước công nghiệp
Trong ngành cấp thoát nước, các nhà máy nước hay các khu công nghiệp, xí nghiệp,… sử dụng rất nhiều van nước công nghiệp, điển hình là một số dòng van sau:Trong lĩnh vực công nghiệp, có rất nhiều loại van công nghiệp thông dụng, hay được sử dụng, nhưng cũng tuỳ vào điều khiện sử dụng, vị trí lắp đặt và nhu cầu sử dụng van để chọn loại van thích hợp để điều khiển môi chất bên trong đường ống.
Van cổng – Van cửa – Gate valve
Van cổng là sự lựa chọn của nhiều chủ đầu tư, nhà máy. Van hoạt động dựa theo nguyên lý khi xoay tay quay van cổng thì phần chặn của van sẽ đóng lại từ từ, khi tay xoay quanh tròn thì phần chặn của van gắn với trục tạo cho thanh bulong chuyển động lên xuống. Từ đó có thể điều chỉnh việc hạ thấp hoặc nâng cao để cho dòng chất đi qua hoặc đóng lại.
Van Bi – Van Khoá – Ball valve
Có thể khẳng định rằng van bi là loại van thông dụng và được sử dụng nhiều nhất trong các loại van. Van có chức năng đóng kín hoặc mở để ngăn chặn hay cung cấp dòng lưu chất ở trước và sau van
Van Bướm – Butterfly valve
Van bướm được sử dụng nhiều trong hệ thống đường ống nước, xử lý nước thải, khí nén,..Van bướm chuyên dùng cho những hệ thống có lưu lượng chất qua van lớn, áp suất ở mức thấp hoặc trung bình. Nên có thể đánh giá van bướm là loại van được sử dụng nhiều thứ 2 sau van bi
Van Phao – Float valve
Van phao được dùng nhiều trong các thùng chứa, bể chứa hoặc hồ chứa nước.Van phao có chức năng là xác định mực nước và thông báo và kiểm soát mức nước trong bể kịp thời.
Khi nước trong bể đạt đến một mức nhất định, van phao sẽ nâng lên hoặc hạ xuống để đóng hoặc mở dòng chảy của chất.
Van Y lọc – Y-strainer Valve
Y-strainer Valve cũng là loại van nước công nghiệp, có chức năng chính là lọc rác, cặn rác trên đường ông, nên nó thường được lắp đặt ở đầu hệ thống, giúp cho lưu chất trong hệ thống luôn sạch sẽ
Van chân – Van rọ hút – Chõ bơm – Foot Valve
Chõ bơm hay Rọ hút hay Van chân là loại van nước công nghiệp có chức năng giống Y lọc, giữ lại rác thải không cho chảy vào hệ thống, thường ứng dụng trong lĩnh vực bơm hút nước công trình, nước thải,…
Van búa nước – Búa nước – Water Hammer Arrister
Van búa nước còn có tên gọi Van chống va có tác dụng giảm chấn, giảm áp lực đường ống tăng đột ngột hay còn gọi là hiện tượng búa nước
Van dao – Knife Valve
Van dao có kiểu dáng giống lưỡi dao nên gọi là van dao. Trong ngành đóng tàu, sản xuất giấy, xi măng, mía đường,… hay sử dụng van dao.
Van cân bằng
Van cân bằng là van nước công nghiệp, có nhiệm vụ cân bằng áp suất, lưu lượng lưu chất giữa các nhánh, tránh hiện tượng chỗ có nước, chỗ ít nước hoặc chỗ áp cao, chỗ áp thấp
2. Các loại van hơi công nghiệp
Van hơi công nghiệp thường sử dụng trong ngành hơi nước, khí nén,xăng dầu,…. Một số van hay sử dụng gồm:
Van Cầu hơi –Globe Valve
Van cầu có dạng van chữ Y hay còn gọi van cầu hơi yên ngựa, có ty van nằm nghiêng so với trục nằm ngang của cổng vào, cổng ra. Van cầu được dùng khi điều tiết dòng chảy vì khi đó cửa van sẽ nằm trong dòng chảy, độ ăn mòn đồng đều hơn nên vòng làm kín và cửa van vẫn sẽ đóng kín sau một thời gian dài hoạt động.
Van 1 chiều – Check Valve
Van 1 chiều có nhiều loại như van 1 chiều bướm, van 1 chiều lá lật, van 1 chiều lò xo, chức năng chung là thực hiện nhiệm vụ cho lưu chất đi theo 1 chiều duy nhất.
Van an toàn – Safety Valve
Van an toàn giúp hệ thống hoạt động an toàn như cái tên của nó. Van an toàn chỉ hoạt động khi áp suất đã đạt đến ngưỡng được cài đặt từ trước. Điều đó có nghĩa là khi áp suất hệ thống đạt đến ngưỡng nhất định, vượt quá ngưỡng thì van an toàn sẽ tự động mở để dầu hay lưu chất có thể chảy về bể chứa
Van giảm áp – Pressure Reducing Valve
Van giảm áp là loại van hơi công nghiệp, có chức năng ổn định áp suất đầu ra của hệ thống trong mức được cài đặt sẵn, áp sau luôn thấp hơn áp vào cửa van
Van xả khí – Air Vent Valve
Van xả khí cũng là van hơi công nghiệp,khi lượng khí dư thừa trong hệ thống thì nó sẽ xả khí và cân bằng áp suất trong đường ống
Bẫy hơi – Steam Trap
Bẫy hơi có công dụng tách toàn bộ nước ra khỏi đường hơi nóng giúp cho hệ thống hơi nóng được khô hoàn toàn. Các loại bẫy hơi hay gặp như bẫy hơi phao, bẫy hơi đồng tiền, …
Van điều khiển – Control Valve
Van điều khiển là loại van cao cấp nhất trong dòng van công nghiệp hiện nay. Van được thiết kế đa dạng mẫu mã, điều khiển dạng on/off hoặc dạng tuyến tính, điều khiển điện hoặc điều khiển khí nén, nhiệt độ,…
Kính quan sát dòng chảy – Sight Glass
Kính quan sát dòng chảy được sử dụng như tên gọi là loại van có kính để quan sát lưu chất chảy trong đường ống bằng mắt thường.
Van điện từ – Solenoid Valve
Van điện từ được dùng để điều khiển, kiểm soát lưu lượng lưu chất dựa vào cơ chế tác động điện.
3. Các hãng sản xuất van công nghiệp
Trên thị trường Việt Nam, có rất nhiều hãng van công nghiệp phải kể đến một số hãng van công nghiệp nổi tiêng sau:
Với hướng dẫn chọn mua van công nghiệp này, sẽ giúp ích được cho rất nhiều người đang làm những công việc liên quan đến Van công nghiệp. Với người đã có kinh nghiệp mua nhiều van nhiều năm, đây là bản tóm tắt lại các nội dung cần biết mà quý anh chị đã từng sử dụng trong quá trình làm việc. Với nhân viên mua hàng mới, đây là tài liệu hướng dẫn chi tiết để các bạn có thể dựa theo và lựa chọn mua van theo đúng yêu cầu của phòng kỹ thuật đưa ra. Với người sử dụng cá nhân, hướng dẫn này giúp quý độc giả lựa chọn van hợp lý theo đúng nhu cầu sử dụng của mình.
1. Xác định loại van
Như chúng ta đã biết, van được chia làm rất nhiều chủng loại van khác nhau, đây là bước hướng dẫn chọn mua van công nghiệp quan trọng nhất. Tên mỗi loại van thường gắn liền với hình dạng của nó, ví dụ: Van cầu, Van bi. Hoặc tên của loai van đó gắn với nguyên lý hoạt động, ví dụ: Van cổng, Van một chiều. Hoặc khi hoạt động nó có hình dạng của một loại động vật nào đó, ví dụ:Van bướm.
Mỗi một loại van đều có kiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động riêng của nó. Chính vì lý do đó, chúng ta cần hiểu về tính chất dòng lưu chất hoặc mục đích cụ thể để lựa chọn chủng loại van. Phần này không hề đơn giản, vì thế người mua thường được các bộ phận thiết kế hoặc phòng kỹ thuật gửi thông tin cụ thể về chủng loại van.
Trong mỗi chủng loại van, người ta phân loại ra làm nhiều chủng loại, với những người lần đầu mua sản phẩm, hãy tham khảo các bài viết ở trên, tổng hợp về các loại van. Vì những đặc thù riêng của mỗi loại van, ValveMen có hướng dẫn chi tiết cho các loại van: Hướng dẫn lựa chọn van bướm, hướng dẫn lựa chọn van bi, hướng dẫn lựa chọn van cổng.
2. Xác định kiểu kết nối và tiêu chuẩn áp dụng
Mục đích của van là dùng để đóng ngắt, hoặc chiều chỉnh lưu lượng dòng chảy. Van sẽ được kết nối với ống, hoặc với thiết bị ( ít dùng ), vì thế chúng ta cần biết kiểu kết nối và tiêu chuẩn kết nối với thiết bị hoặc ống đó là gì. Đơn giản và dễ hiểu nhất, ví dụ đầu kết nối của đầu ống chờ kết nối với van là dạng ren, trong khi chúng ta mua van mặt bích thì coi như không thể kết nối, hoặc ngược lại…
Mặc dù đã lựa chọn được cùng kiểu kết nối, ví dụ cùng là nối ren hoặc nối bích. Tuy nhiên bước ren khác nhau, hoặc số lượng và đường kính lỗ bu lông của mặt bích khác nhau thì việc kết nối cũng coi như bỏ đi.
Vì những lý do trên, bước quan trọng thứ 2 trong hướng dẫn chọn mua van công nghiệp, chúng ta cần chọn van có cùng kiểu kết nối ( Van nối bích, nối ren, nối theo kiểu hàn hoặc là nối keo với van và ống nhựa). Sau đó lựa chọn cùng tiêu chuẩn ví dụ: Tiêu chuẩn ISO – Tiêu chuẩn chung của cả thế giới, DIN – Tiêu chuẩn của Đức, BS – Tiêu chuẩn của Anh, JIS – Tiêu chuẩn của Nhật…
3. Lưu chất trong chay trong van là gì? Cần dùng van có vật liệu như thế nào
Trong bước hướng dẫn chọn mua van công nghiệp này, để dễ hình dung tại sao phải xác định lưu chất chảy trong van. Chúng tôi đưa ra ví dụ: Mặc dù dòng lưu chất là hóa chất axit có nồng độ và nhiệt độ cao, tuy nhiên chúng ta lại lựa chọn loại van gang có thành phần sắt Fe, như vậy thì chúng ta đang lựa chọn loại van có vật liệu bị axit ăn mòn, có nghĩa là van sẽ nhanh chóng bị hư hỏng và có thể gây ra rò rỉ, gây nguy hiểm cho người khai khác, đồng thời ảnh hưởng tới môi trường.
Mỗi loại vật liệu, đều có những tính năng ưu việt riêng của nó, cũng chính vì lý do đó các nhà sản xuất chia mỗi chủng loại van của mình thành các loại van khác nhau theo vật liệu, để phục vụ nhu cầu đa dạng của người sử dụng, nhằm mục đích đảm bảo an toàn và phát huy tối đa công dụng của từng loại vật liệu riêng biệt.
Theo môi trường dòng lưu chất và vật liệu của van, người ta phân ra làm các loại van:
Phân loại van theo vật liệu
Phân loại van theo môi chất
Van inox
Van nước
Van gang
Van hóa chất
Van đồng
Van hơi nóng
Van thép
Van khí nén
Van nhựa
Van thủy lực
4. Áp lực dòng lưu chất
Để đảm bảo an toàn cho độ bền, ngoài việc xác định dòng lưu chất và vật liệu cho van, chúng ta cần xác định rõ áp lực của dòng lưu chất đó. Bởi vì nếu áp lực dòng chảy cao hơn giới hạn làm việc của van, thì khi dòng lưu chất có áp lực tối đã sẽ phá hỏng van, hoặc gây ra rò rỉ lưu chất.
Đương nhiên chúng ta không thể chọn loại van có áp lực 5K để lắp vào hệ thống có áp lực 10K. Nhưng nếu lựa chọn van chịu áp lực 16K lắp vào hệ thống 5K thì sẽ kinh tế vì van càng chịu được áp lực cao thì giá càng cao vì nhà sản xuất phải chọn vật liệu và công nghệ sản xuất phù hợp. Hãy lưu ý bước hướng dẫn chọn mua van công nghiệp này, để đạt hiệu quả kinh tế cao nhất.
5. Phương pháp vận hành van
Mỗi loại van đều có các phương pháp vận hành riêng của nó, trừ một số van có nguyên lý hoạt động là van tự hành như van một chiều, thì các van còn lại sẽ được lựa chọn các phương pháp vận hành riêng. Vì vậy đây cũng là 1 bước quan trọng không thể thiếu trong hướng dẫn chọn mua van công nghiệp. Ví dụ: Van bướm và van bi có thể vận hành bằng tay gạt, bằng tay quay hoặc điều khiển tự động. Tuy nhiên một số loại van, được chế tạo để vận hành tự động như van điện từ
Hướng dẫn chọn mua van tay vặn
Van tay vặn chủ yếu là các van cổng, hoặc van cầu có kích thước nhỏ giới hạn DN100, thường được làm bằng vật liệu đồng hoặc inox. Chúng có cấu tạo vô lăng dạng nhỏ ( vừa lòng bàn tay người lớn ), để chúng ta có thể nắm lấy và vặn chúng theo chiều kim đồng hồ khi cần đóng van, hoặc ngược lại khi cần mở van. Dễ hình dung về loại van này nhất là các van nước thường dùng ở các hộ gia đình
Hướng dẫn chọn mua van tay gạt
Van tay gạt được vận hành bằng tay, thông qua việc truyền lực từ tay vào cần gạt rồi xoay một góc cố định, để có được góc xoay của trục và cánh van theo mong muốn. Phương pháp này thường dùng cho van bướm, van bi bởi chúng hoạt động theo nguyên lý xoay cánh van và xoay bi van được gắn với trục van, để điều chỉnh dòng lưu tốc. Các van sử dụng phương pháp vận hành này thường là các van có kích thước nhỏ và áp lực dòng không lớn, đảm bảo có thể khai thác được bằng sức mạnh cánh tay của người bình thường.
Hướng dẫn chọn mua van tay quay
Van tay quay đây cũng là phương pháp vận hành bằng tay, tuy nhiên thường được áp dụng với các van có kích thước lớn, người ta sử dụng kiểu vô lăng – như vô lăng ô tô để quay, rồi bằng cơ cấu hộp bánh răng bên trong, biến chuyển động xoay đó thành chuyển động xoay của trục van. Giúp cho van có thể đóng mở hoặc điều chỉnh lưu lượng theo góc mở mong muốn.
Hướng dẫn chọn mua van điều khiển điện
Van điều khiển điện người ta có thể điều khiển tự động van bằng các bộ truyền động điện, bộ điều khiển này sẽ gắn mô tơ điện, tạo ra chuyển động xoay trục van khi được cấp điện, từ đó giúp chúng ta vận hành van từ phòng điều khiển, mà không phải đến vị trí lắp đặt van để vận hành trực tiếp. Các bộ điều khiển điện, thường có nhiều Model khác nhau, với các nguồn điện áp khác nhau như: 24V, 110V, 220V, 380V… Chúng phù hợp với các điện áp riêng của từng khu vực, từng khối các nước công nghiệp khác nhau hoặc các nguồn điện quốc gia, tại Việt Nam người ta thường dùng loại điện áp 220V bởi đây là điện áp quốc gia, sẽ sử dụng đấu nối trực tiếp, không cần thông qua bộ chuyển đổi nguồn điện.
Hướng dẫn chọn mua van điều khiển bằng khí nén
Van điều khiển khí nén đây cũng là loại van điều khiển tự động phổ biến, thông qua việc sử dụng khí nén để vận hành van. Khí nén dùng cho các van thông thường có áp lực 3 – 8Bar, là nguồn khí nén dễ cung cấp thông qua việc sử dụng các máy nén khí thông thường, van vận hành theo phương pháp này rất an toàn và cho chu trình vận hành ngắn ( 1 – 2 giây ). Kiểu vận hành này, áp dụng được với nhiều loại van như: van bi điều khiển khí nén, van bướm điều khiển khí nén, van cổng điều khiển khí nén và van cầu điều khiển khí nén.
❻ Hướng dẫn chọn mua van điện từ
Van điện từlà một trong những van có phương pháp vận hành tự động, sử dụng nguyên lý lực hút của từ trường, để đóng mở van. Đây là loại van được sử dụng rất phổ biến cho nhiều lĩnh vực khác nhau, hiện nay tại Việt Nam có vô số các hãng van, cung cấp bộ van này, với nhiều loại điện áp khác nhau, tuy nhiên phổ biến nhất vẫn là van điện từ 220V và van điện từ 24V.
6. Thương hiệu và xuất xứ van công nghiệp
Do thị trường có nhiều thương hiệu khác nhau, có xuất xứ từ các nền công nghiêp khác nhau, như Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan… Mỗi nhà sản xuất đều có các sản phẩm hướng tới các phân khúc khách hàng khác nhau, do đó chúng có giá thành và chất lượng ở các mức khác nhau. Chúng ta cần biết về thương hiệu sản phẩm hoặc xuất xứ để có được nguồn gốc rõ ràng của van, đặc biệt một số dự án lớn sẽ chỉ định xuất xứ của van hoặc thương hiệu van rõ ràng. Khi đó người mua hàng, sẽ dễ dàng trong việc tìm kiếm sản phẩm hơn.
Chủ đầu tư, và các nhà thầu thường đánh giá chất lượng qua xuất xứ và thương hiệu, bới với các quốc gia có nền sản xuất công nghiệp được thế giới công nhận thì chúng ta có thể hoàn toàn yên tâm về chất lượng sản phẩm.
Sản phẩm có xuất xứ từ các quốc gia thuộc nhóm G7
7 nước công nghiệp phát triển với kỹ nghệ cao (tức G7) bao gồm: Hoa Kỳ, Đức, Pháp, Anh, Ý, Nhật Bản, Canada. Các sản phẩm này thường có chất lượng cao, bởi tiêu chuẩn sản xuất cũng như kiểm tra chất lượng khắt không chỉ của quốc gia đó mà còn của tổ chức G7 mà họ tham gia. Giá thành sản phẩm cũng tương đương, với chất lượng, đối với các dự án công nghệ kỹ thuật cao, hoặc đòi hỏi tiêu chuẩn kỹ thuật chính xác với chất lượng cao thì phần lớn phải sử dụng những sản phẩm này. Tham khảo van Nhật Bản, để hiểu hơn về các sản phẩm này
Sản phẩm có xuất xứ từ các quốc gia thuộc nhóm G20
Các nước thuộc nhóm G20, gồm các nước của nhóm G7 (Mỹ, Anh, Đức, Pháp, Nhật, Canada, Italy), các nước BRIC (Brazil, Nga, Trung Quốc, Ấn Độ) và các nền kinh tế mới nổi có quy mô lớn (Australia, Argentina, Mexico, Hàn Quốc, Indonesia, Nam Phi, Arập Xêút, Thổ Nhĩ Kỳ) và EU. Những van như có xuất xứ từ những quốc gia này chất lượng được các chủ đầu tư và nhà thầu đánh giá tương đối tốt. Tham khảo Van Hàn Quốc, Van Trung Quốc, để thấy được chất lượng chung của những sản phẩm có nguồn gốc từ nền công nghiệp này
Sản phẩm có xuất xứ từ các nước khác
Các quốc gia như Đài Loan, có nền công nghiệp sản xuất kỹ thuật rất phát triển, hoặc Thái Lan, Malaysia, Việt Nam là những nước có nguồn nguyên liệu và nhân công rẻ, nhiều nhà sản xuất đã và đang phát triển nhiều nhà máy sản xuất tại đây. Chính vì vậy Van Đài Loan, Van Malaysia..Các van có xuất xứ từ những quốc gia này thường có giá hấp dẫn hơn, trong khi vẫn đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật.
Hãy lưu ý bước hướng dẫn chọn mua van công nghiệp này, để có thể lựa chọn được van có thương hiệu và xuất xứ đúng với yêu cầu kỹ thuật của chủ đầu tư, hoặc đơn giản là lựa chọn được thương hiệu van phù hợp với mục đích của mình, phát huy tối đa ưu điểm của van với mức kinh phí thấp nhất
Các loại van công nghiệp hiện nay rất đa dạng về mẫu mã, phong phú về kích cỡ, nhiều chủng loại khác nhau. Trước khi lựa chọn van công nghiệp cho đúng, chúng ta cần suy xét những yếu tố sau:
– Môi trường lắp đặt van công nghiệp ra sao ( Nhiệt độ, áp suất, độ ẩm)?
– Vị trí lắp đặt các loại van công nghiệp ở đâu?
– Mục đích nhu cầu sử dụng van công nghiệp là gì?
=>> Vì vậy. chúng ta cần chọn van công nghiệp cho thích hợp vừa tiết kiệm chi phí đảm bảo bạn chọn đúng thiết bị công nghiệp để sử dụng
Các loại van công nghiệp phổ biến trên thị trường
Van cầu (Bellow seals globe valves):
Van cầu có nhiều tên gọi khác nhau như van chữ ngã, van yên ngựa hoặc van hơi, đây là thiết bị công nghiệp luôn có mặt trong hệ thống đường ống, đặc biệt được sử dụng trong ngành hơi.
Van cầu có nhiệm vụ chính là đóng mở, kiểm soát và điều tiết dòng nước chảy với cơ chế hoạt động là đóng mở để điều chỉnh dòng chất lưu trong hệ thống
Van bi(Ball valves):
Van bi thuộc van công nghiệp có chức năng là đóng mở hệ thống nhờ bộ phận như một quả bóng rỗng, có lỗ và có thể xoay góc 90 độ để kiểm soát dòng chảy. Bạn có thể thoải mái lựa chọn các loại van bi khác nhau, nhiều mẫu mã nhãn hiệu, chất liệu, cơ chế vận hành khác nhau: van bi tay gạt, tay quay, van bi điều khiển điện, van bi điều khiển khí nén.
Van 1 chiều (Check valves):
Van 1 chiều đúng với tên gọi van một chiều chỉ cho phép dòng nước chảy qua theo 1 chiều cố định nhằm bảo vệ đường ống dẫn, ngăn dòng chất lưu chảy ngược lại.
Đây là thiết bị bảo vệ, van 1 chiều sử dụng lắp đặt trong hệ thống nhằm bảo vệ các thiết bị của mạch thủy lực như ống dẫn, máy bơm, bình chứa, v.v..chống rò rỉ làm hư hỏng thiết bị
Van an toàn(Safety valves):
Van an toàn là dòng van thủy lực, có nhiệm vụ là điều chỉnh áp suất trong hệ thống ống dẫn và bồn chứa khí, chất lỏng. Đây là thiết bị thủy lực bảo vệ mạch thủy lực khỏi sự tăng áp vượt giá trị định mức (giá trị định mực được cài đặt sẵn).
Khi hoạt động van an toàn luôn ở áp suất cho phép, cơ chế làm việc đơn giản, trong quá trình làm việc van ở cơ chế đóng, khi áp suất đầu vào cao vượt quá áp suất cho phép, van an toàn mở để 1 phần chất lỏng chảy vào thùng chứa
Van điều khiển(Control valves):
Van điều khiển thuộc các loại van công nghiệp được sử dụng nhiều trong nhà máy, xí nghiệp, KCN quy mô lớn đến nhỏ. Van điều khiển vận hành tự động bằng điện hay bằng tín hiệu.
Van bướm(Butterfly valves):
Van bướm được sử dụng để đóng mở nhanh và giảm áp suất thấp, có kích cỡ từ DN50 đến DN5000, nhiệm vụ chính là điều chỉnh kiểm soát hay thay đổi đột ngột tốc độ dòng chảy trong hệ thống.
Van công nghiệp là các thiết bị cơ học kiểm soát dòng chảy và áp suất của chất lỏng, khí trong một hệ thống. Chúng còn được gọi là bộ điều chỉnh và được sử dụng trong rất nhiều ứng dụng. Các van khác nhau rất nhiều về kích thước, thiết kế, chức năng và hoạt động. Có một số phương pháp có thể được sử dụng để phân loại van bao gồm cơ chế điều khiển và chức năng của van.
2. Chức năng van
Van công nghiệp là một phần của nhiều máy móc được sử dụng hàng ngày và có thể thực hiện nhiều chức năng khác nhau. Ba chức năng van phổ biến bao gồm dừng và bắt đầu dòng chảy, lưu lượng tiết lưu (điều khiển) và hoạt động như một kiểm tra không quay trở lại cho lưu lượng (kiểm tra).Van công nghiệp là các thiết bị cơ học kiểm soát dòng chảy và áp suất của chất lỏng, khí trong một hệ thống. Chúng còn được gọi là bộ điều chỉnh và được sử dụng trong rất nhiều ứng dụng. Các van khác nhau rất nhiều về kích thước, thiết kế, chức năng và hoạt động. Có một số phương pháp có thể được sử dụng để phân loại van bao gồm cơ chế điều khiển và chức năng của van.
Van ON/OFF được sử dụng cho các hệ thống không cần điều tiết lưu lượng. Van mở để cho phép dòng chảy và đóng lại để ngăn chặn dòng chảy.
Van 1 chiều và năng lực của dòng chảy qua hệ thống.
Van không quay trở lại hoặc kiểm tra kiểm soát hướng của dòng chảy. Dòng chảy theo hướng mong muốn mở van, trong khi dòng chảy theo hướng ngược lại buộc van đóng lại. Các van này rất quan trọng để ngăn chặn dòng chảy ngược vào các hệ thống trong các ứng dụng như quản lý nước thải.
3. Cách điều chỉnh
Cơ chế điều chỉnh dòng chảy có thể khác nhau tùy thuộc vào việc sử dụng van. Nhìn chung, có hai cách điều chỉnh dòng chảy bằng van.
Các loại van tuyến tính sử dụng một bộ phận khóa di chuyển theo đường thẳng để giải phóng, ngăn hoặc tiết chế dòng chảy. Thiết bị khóa có thể là đĩa, thanh mỏng hoặc chất liệu dẻo như là lớp màng bơm. Thiết bị khóa có thể được dùng để:
Di chuyển đĩa hoặc ổ cắm vào hoặc ra miệng lỗ
Trượt thanh mỏng, bề mặt hình trụ hoặc hình cầu qua miệng lỗ
Di chuyển chất liệu dẻo vào đúng dòng chảy
Van chuyển động quay xoay một đĩa hoặc hình elip về một trục góc hoặc tròn kéo dài qua đường kính của một lỗ. Van xoay quý sẽ ở trạng thái mở hoàn toàn hoặc đóng hoàn toàn sau khi xoay 90 ° của thân cây.
4. Cấu tạo van
Van công nghiệp có thể khác nhau rất nhiều tùy vào kích cỡ và thiết kế nhưng đều có một số bộ phận cơ bản để thực hiện chức năng.
Phần thân van giúp kết nối các bộ phận vào với nhau. Các đầu được thiết kế để gắn vào ống nước hoặc thiết bị hệ thống và thường được hàn, xỏ hoặc ghép vào các lỗ. Phần thân là ranh giới chịu áp lực đầu tiên khi kết nối với môi trường xung quanh và thiết bị hệ thống. Môi trường cũng là một điều quan trọng cần cân nhắc khi chọn chất liệu thân van.
Ca-pô là phần bao phủ miệng của thân van. Đây là ranh giới quan trọng thứ hai của van áp lực và được làm từ cùng chất liệu với thân van. Ca-pô cũng có thể hỗ trợ các bộ phận bên trong của van như chân van, đĩa van và thiết bị truyền động.
Vi chỉnh là thuật ngữ được dùng cho các bộ phận bên trong có thể thay thế được như là đĩa, đế van, chân van và tay van – để dẫn đường cho chân van. Vi chỉnh chịu trách nhiệm cho các chuyển động cơ bản và việc điều chỉnh dòng chảy của van.
Đĩa và đế van cho khả năng cho phép và ngăn cản dòng chảy. Hệ thống chịu áp lực hoàn toàn khi đĩa van đóng lại. Đế van cho một bề mặt để đĩa van đóng kín lại ngăn dòng chảy. Van có thể có một hoặc nhiều đế van tùy từng loại. Ví dụ như van điều tiết có 2 đế van; một đế nằm ở mặt hướng lên và đế còn lại nằm ở mặt hướng xuống. Thiết kế của đĩa van thường là khởi nguồn cho tên của nó.
Chân van chịu trách nhiệm với các chuyển động của đĩa, nút xả hay là viên bi mở hoặc đóng van. Nó thường được rèn và nối với van tay quay điều khiển, thiết bị truyền động. Chân van đã dịch chuyển đĩa theo chuyển động tuyến tính hoặc chuyển động xoay để đóng mở van. Có 5 loại hệ thống van tùy theo việc sử dụng.
Chân van nhô dài với ốc vít và vấu kẹp – Phần vỏ ngoài của chân van được ren lại, trong khi phần chân nằm trong van rất phẳng. Các ren đế tách biệt với dòng chảy nhờ vòng bít chân van. Kiểu này rất phổ biến với các loại van lớn.
Chân van nhô dài với ốc vít ở bên trong – Phần được ren của chân van nằm bên trong thân van và được kết nối với dòng chảy. Khi xoay, chân van và tay quay cùng nhô lên để mở van ra.
Chân van không nhô dài với ốc vít bên trong – Đĩa van di chuyển cùng với chân van, như một cái nhân khi đế van xoay. Các ren chân được lộ ra với dòng chảy nên kiểu này rất phù hợp với không gian hạn chế các chuyển động tuyến tính và dòng chảy không gây ra mài mòn, xói mòn với chất liệu chân van.
Chân van trượt – Chân van trượt ra vào van để đóng mở van. Thiết kế này để vận hành thủ công, van mở nhanh chóng và điều chỉnh van bằng xi-lanh thủy lực hoặc khí lực.
Chân van xoay – Đây là một kiểu thường được dùng trong các van bi, van nút và van bướm. Một chuyển động xoay ¼ của chân van sẽ làm đóng hoặc mở van.
– Vòng bít chân van được dùng để hình thành khóa kín chắc chắn giữa chân van và ca-pô. Vòng bít được gắn vừa vặn với một trong số các bộ phận như: bánh lăn theo vòng đai, vòng đai, hộp lót, chất liệu vòng bít hay đế van. Vòng bít rất quan trọng trong việc chống các tổn thương cho chân van và việc mất khí gas hoặc lưu chất. Đây thường là chất liệu hoặc hợp chất dạng sợi (như là Teflon chẳng hạn) giúp hình thành khóa kín giữa các bộ phận bên trong và bên ngoài của van.
– Vấu kẹp và nút vấu kẹp thường được dùng để kết nối phần thân với cơ chế truyền động. Vấu kẹp phải đủ chắc khỏe để chống chịu được lực ép, các chuyển động và mô-men xoắn gây ra bởi bộ phận truyền động. Nút được dùng để điều chỉnh chuyển động của chân van.
– Bộ phận truyền động van bộ phận truyền động van vận hành chân và đĩa van để đóng mở van. Có một số loại truyền động tùy thuộc vào nhu cầu của hệ thống như mô-men xoắn cần thiết để vận hành van, tốc độ và sự cần thiết với việc truyền động tự động.
Bộ phận truyền động vận hành thủ công sử dụng tay quay hoặc khuỷu để đóng mở van. Chúng không phải tự động nhưng cho phép người dùng xác định vị trí van nếu cần. Truyền động thủ công được sử dụng trong các hệ thống điều khiển từ xa sẽ không thể kết nối với nguồn năng lượng, tuy nhiên chúng lại không thực tế khi áp dụng với các van lớn. Tay quay có thể thay đổi cho phép van đóng mở nếu cần. Các đầu thiết bị có thể được thêm vào để bổ sung đặc điểm kĩ thuật và tăng tốc độ đóng mở.
Bộ truyền động động cơ điện cho phép sự vận hành thủ công, bán tự động và tự động của van. Động cơ thường có thể đảo ngược và được dùng cho chức năng đóng mở. Động cơ tốc độ cao được gắn với bánh răng để giảm tốc độ động cơ và nhờ đó tăng mô-men xoắn. Bộ truyền động được vận hành bởi vị trí của van hoặc nhờ mô-men xoắn của động cơ. Một công tắc giới hạn có thể được lắp đặt để tự động làm dừng động cơ khi đang mở hoặc đóng hoàn toàn.
Van điện từ vận hành van bằng việc sử dụng lưu chất thủy lực để điều chỉnh tự động việc đóng mở van. Các loại van thủ công cũng có thể dùng để điều khiển lưu chất thủy lực, nhờ đó mà van được vận hành bán tự động.Solenoid là một nam châm điện được thiết kế đặc biệt. Khi có một nguồn điện, một trường từ tính được giải phóng xung quanh dây dẫn. Một lõi sắt chữ T hoặc lõi nam châm được đặt ở trung tâm của cuộn dây để tập trung từ tính. Vì lõi sắt là một chất dẫn từ tính mạnh còn không khí thì không, nên lõi chữ T được kéo bởi trường từ tính vào một điểm mà từ tính có thể di chuyển 100% qua chất dẫn kim loại. Chữ T có thể di chuyển này hoạt động như một bộ phận truyền động của van. Van solenoid có thể có cấu trúc mà nguồn điện qua solenoid làm đóng hoặc mở van. Một ứng dụng nữa của van solenoid là cung cấp không khí cho toàn hệ thống như một bộ phận truyền động của van khí lực.
Van khí nén có thể là loại tự động hoặc bán tự động. Chúng hoạt động nhờ việc truyền tín hiệu không khí vào chuyển động của chân van bằng việc áp suất khí tác động lên pit-tông hoặc màng bơm có nối với chân van. Bộ phận truyền động khí lực tác động rất nhanh khi dùng trong van tiết lưu và khi đóng mở van.
Van thủy lực cũng là loại bán tự động hoặc tự động. Chúng được sử dụng khi cần một lực lớn tác động để mở van, ví dụ như van hơi chính. Không có áp lực của lưu chất, lực lò xo giữ van đóng. Lưu chất đi vào buồng ngăn, làm thay đổi áp lực. Khi lực ép lớn hơn lực lò xo, pit-tông đi lên và van mở ra. Để đóng van lại, lưu chất thủy lực (ví dụ như nước hoặc dầu) được đổ thêm vào một bên pit-tông, bên còn lại được xả khô.
Sử dụng chính lưu chất chảy qua để vận hành. Chúng thường thấy ở van giảm áp, van an toàn, van chặn và van hơi. Vì các loại truyền động này sử dụng lưu chất trong hệ thống nên không cần nguồn điện bên ngoài. Đặc điểm sử dụng của dòng van này là yêu cầu phải có áp suất lưu chất ít nhất > 0,5KG/cm2
5. Tốc độ của bộ phận truyền động năng lượng
Bộ phận truyền động có thể khác nhau theo tốc độ vận hành. Tốc độ nên được chọn theo yêu cầu tốc độ và nguồn năng lượng của hệ thống cũng như khả năng huy động của nguồn điện đối với truyền động.
Các bộ truyền động tác động nhanh được sử dụng tốt nhất khi một hệ thống cần mở thật nhanh chóng. Sự tác động nhanh này có thể nhờ vào bộ truyền động solenoid, khí lực và thủy lực. Tốc độ của truyền động được thiết lập bằng việc lắp đặt chính xác khẩu độ và van được đóng nhờ áp lực lò xo, được đối kháng bởi áp lực thủy lực hoặc khí lực để giữ van mở. Các động cơ điện cũng có thể cho việc truyền động nhanh khi tốc độ được thiết lập bằng tốc độ động cơ và tỉ số truyền tốc độ.
Các bộ truyền động tác động chậm lại tốt nhất khi có nước lạnh phụt vào hệ thống nóng hoặc van cần mở ra chậm rãi hơn.
Kích cỡ bộ truyền động
Do có vô số loại van khác nhau, bộ truyền động cũng phải có nhiều kích cỡ khác nhau cho mỗi loại van cụ thể trong hệ thống. Nếu bộ truyền động có kích cỡ nhỏ hơn, nó sẽ không thể chịu được các lực ép đối lại nó. Điều này sẽ khiến kì chậm và thất thường. Nếu bộ truyền động không đủ cứng để giữ van ở vị trí đóng, khóa sẽ đóng vào đế van, gây ra sự tăng vọt áp lực. Nếu bộ truyền động có kích thước quá lớn, sẽ tốn kém hơn, nó nặng hơn và ì máy hơn nếu cần tốc độ và sự phản ứng tốt. Các bộ truyền động lớn hơn cũng có thể cho lực đẩy cao hơn, làm tổn thương các bộ phận bên trong của van. Bộ truyền động thường có kích cỡ lớn hơn là do các yếu tố an toàn nhưng kích cỡ nhỏ hơn cũng hoạt động tốt khi cần cân nhắc các yếu tố an toàn đi kèm.
6. Chất liệu của van
Van được làm từ rất nhiều chất liệu khác nhau bao gồm các chất kim loại và phi kim. Khi chọn một chất liệu nào đó, chúng ta nên cân nhắc đến môi trường sử dụng (hay là nhiệt độ), tuổi thọ (hay là khả năng bảo dưỡng) và lớp giữa (hay là khí gas hoặc chất lỏng ăn mòn). Chất liệu phổ biến nhất là thép cacbon vì nó chịu được nhiệt cao, dễ tìm và rất rẻ, nhưng lại không phù hợp với lớp giữa ăn mòn. Thép không gỉ cứng, chống chịu tốt với cả chất ăn mòn và nhiệt cao, nhưng giá lại đắt hơn thép cacbon. Các loại hợp kim đặc biệt được sử dụng cho nhiều điều kiện như áp suất cao hay chất ăn mòn mạnh.
7. Sự giảm áp suất
Giảm áp suất là sự thay đổi áp suất giữa đầu vào và đầu ra của hệ thống. Công thức tính như sau:
ΔP = G (q/FpCv)2
Nếu độ giảm áp suất quá cao, van lớn hơn hoặc van có Cv cao hơn có thể được dùng để làm giảm áp suất xuống.
8. Hệ số dòng chảy
Hệ số dòng chảy của van là số ga-lông (theo đơn vị của Mĩ) trên một phút khi nước ở 60°F chảy qua van có độ mở cụ thể với độ giảm áp suất 1 psi. Hệ số này được dùng để quyết định kích cỡ tốt nhất cho phép van giải phóng dòng chảy theo ý muốn, trong khi vẫn giữ sự điều chỉnh ổn định của lưu chất toàn quá trình. Nó có thể được dùng để so sánh lưu lượng dòng chảy của các loại van có kích cỡ, loại và nhà sản xuất khác nhau. Hệ số dòng chảy cũng khác biệt về khí gas, chất lỏng và hơi, nó cũng phụ thuộc vào độ giảm áp suất qua van. Cv đo được sẽ dùng để mở hoặc đóng van tùy theo chức năng.
Với không khí và khí gas: Lớp giữa chịu nén – Độ dày đặc của khí gas thay đổi theo sự thay đổi áp suất và vì vậy mà làm mức độ dòng chảy thay đổi. Áp suất thấp là khi P2 > P1/2 và áp suất cao là khi P1 > P2/2
Áp suất thấp: Cv= q/ (16.05) √(P12 – P22) / G * T
Áp suất cao: Cv= q/ (13.61) √(1) / G * T
Với chất lỏng: Lớp giữa không chịu nén – Mức độ dòng chảy chỉ phụ thuộc vào sự khác biệt giữa áp suất đầu vào và đầu ra, nên nó vẫn giữ nguyên đồng nhất với sự thay đổi áp suất.
Cv= q/Fp √(G/ΔP)
Với hơi: Lớp giữa chịu nén – Độ dày đặc của hơi thay đổi theo sự thay đổi áp suất. Có độ giảm áp suất tới hạn và không tới hạn. Tới hạn là khi áp suất giảm 58% hoặc nhiều hơn đo từ đầu vào đến đầu ra.
Độ giảm áp suất tới hạn: Cv = m/1.61 pi
Độ giảm áp suất không tới hạn: m/(2.1 ( pi + po))
Nếu Cv đo được quá nhỏ, van sẽ bị nhỏ hơn và hệ thống có thể cần lưu chất. Điều này cũng gây ra độ giảm áp suất lớn hơn trong van, khiến van tạo bọt nước hoặc dòng nước không đều. Nếu Cv quá cao, van cũng sẽ lớn, dẫn tới tốn kém và máy móc cũng khó vận hành hơn. Cv lớn hơn cũng có thể là một vấn đề khi tiết lưu vì dòng chảy sẽ không thể điều chỉnh hiệu quả khi mở. Vị trí của khóa van cũng tạo ra khả năng tăng độ giảm áp suất và vận tốc nhanh hơn cũng gây ra nước nhiều bọt, gãy hoặc xói mòn vật liệu.
Đặc tính dòng chảy
Đặc tính dòng chảy cho thấy mối quan hệ giữa hệ số dòng chảy và chu kỳ của van. Nó vốn có trong thiết kế của từng loại van. Ví dụ khi van mở, đặc tính dòng chảy cho phép một lượng nước nhất định đi qua van theo số phần trăm cụ thể của chu kỳ. Điều này đặc biệt quan trọng khi điều chỉnh tiết lưu vì nó điều chỉnh dòng chảy theo cách thức dễ tính toán.
Khả năng điều tiết
Đây là một yếu tố rất quan trọng khi chọn kiểu van. Nó được xác định bởi lưu tốc tối đa tới tối thiểu có thể điều chỉnh được bởi một loại van nhất định. Đặc tính dòng chảy bị ảnh hưởng bởi 3 yếu tố: hình dạng van, độ rò rỉ qua đế van và độ chính xác hay độ cứng của bộ truyền động ở gần khóa van. Hình dáng van là vốn có tùy theo thiết kế của đế và khóa van, độ rò rỉ đế van quá mức có thể khiến van hoạt động không ổn định vì nó làm đế van nâng lên.
Khả năng điều tiết được đo dễ dàng nhờ hình dáng và bộ truyền động của van. Nếu van không đúng mức 5% chu kỳ thì khả năng điều tiết là 20:1 (100% được chia thành 5%). Khi độ điều tiết tăng lên, lưu tốc lớn hơn có thể được điều chỉnh bằng van. Không bắt buộc rằng van phải có độ điều tiết cao nhất vì hầu hết các hệ thống đều không có dải thay đổi lưu tốc như vậy. Van bi khắc chữ V có độ điều tiết lớn nhất ở mức 200:1, trong khi van cầu là 100:1. Độ điều tiết càng cao thường cho thấy độ nhạy cảm càng thấp khi khóa đang gần như đóng lại và rồi tăng lên khi van mở ra.
Lưu tốc
Lưu tốc bị ảnh hưởng bởi đặc tính dòng chảy và độ giảm áp suất trong van.
Tính toán kích cỡ van
Lý thuyết đằng sau việc tính toán kích cỡ van quyết định dòng chảy qua đường kính van. Van có thể có 2 miệng kích cỡ khác nhau được thiết kế để nhận độ giảm áp suất. Đó là lí do vì sao việc tính kích cỡ van hầu như đều được thực hiện với van tiết lưu. Mặc dù vậy, ta cũng nên cân nhắc cả kích cỡ van đóng/ mở nữa.
Van ON/OFF được ra đời để cho lượng nước đi qua 100% mà không có sự giảm áp suất lớn nào. Chúng không tiết lưu dòng chảy nên miệng mở của van thường có một kích cỡ. Nếu van quá nhỏ, dòng chảy sẽ nhỏ. Van lớn sẽ tốn kém hơn vì cần thêm các ống nối.
Van tiết lưu được ra đời để cho lượng nước chảy nhất định ở một điểm mở nhất định, tạo ra độ giảm áp suất nhất định. Van tiết lưu hoạt động tốt nhất khi sử dụng dải chu kỳ đầy đủ, cho đặc tính dòng chảy như ý muốn và đầu ra dòng chảy tối đa.
Quá cỡ van thường xuyên xảy ra hơn so vì các nhà sản xuất thường thêm các yếu tố an toàn vào đặc điểm kĩ thuật mà họ nhận được phản hồi từ người dùng, thường là các đặc điểm tối đa của hệ thống. Có van quá cỡ dễ xử lý hơn và an toàn hơn van nhỏ.
Kích cỡ van cũng phụ thuộc vào từng loại. Bạn sẽ tìm thấy nhiều thông tin hơn trên trang của từng loại van cụ thể trong bảng trên đây.
Việc sử dụng thêm hoặc bớt ống dẫn để tạo ra đường dẫn không theo tiêu chuẩn có thể được sửa nhờ phương trình Cv. Để chọn được hình dáng đường dẫn cần đo đường kính trong của ống (Fp). “d” là đường kính trong và “D” là đường kính ngoài.
Yếu tố hình dáng ống dẫn của van có thêm hoặc bớt ống dẫn ở cả hai đầu.
Giá cả lắp đặt
Van đóng/mở – Một số loại của van này được xem như van dùng một lần, sử dụng đến khi vỡ hỏng thì vứt bỏ đi
Van tiết lưu – Có nhiều yếu tố đắt tiền, không bao gồm giá ban đầu và giá lắp đặt.
Giá lắp đặt lâu dài bao gồm giá mua, công lắp và khởi động, duy trì, bảo dưỡng và giá của các bộ phận dự phòng. Độ đảm bảo của van cũng có thể ảnh hưởng tới giá thành vì van càng đáng tin cậy càng cần ít công bảo dưỡng.
Các đặc điểm
Các dấu hiệu nhận biết trạng thái hoạt động trên van: Các dấu hiệu cho phép người vận hành nhận biết trạng thái van. Nó có thể là đèn, công tắc, chân van nhô dài hoặc một số đặc tính rõ ràng khác. Đặc điểm này sẽ chỉ ra van đang đóng hay mở và với van tiết lưu thì còn cho thấy van đang mở ở mức nào.
9. Các tiêu chuẩn
ANSI B16.34 — bao trùm cả van với mặt bích ống, mối hàn giáp, mối hàn khớp nối và các đầu ren ống. Nó xác định tỉ lệ áp suất – nhiệt độ, chất liệu và yêu cầu thiết kế, cũng như độ dày tường để lắp đặt van và không áp dụng cho van khí cụ.
MSS Standards — áp dụng cho van thép hoặc hợp kim có kích cỡ đường ống định mức 1” và nhỏ hơn, tỉ lệ áp suất 10.000 psi và thấp hơn mức 100°F.
API Standards — API 598 xác định các yêu cầu kiểm định, kiểm tra cho các loại van được bán theo tiêu chuẩn van API. Nó có thể được áp dụng với các loại van khác và được dùng rộng rãi trong ngành công nghiệp xăng dầu và hóa chất.
NACE Standards — dùng cho các loại van phải chịu chất ăn mòn.
ASME standards and code cases — ASME đã phát triển hai mẫu cho bình chịu áp và hệ thống đường ống. Vai trò của hai mẫu này là củng cố sự an toàn trong thiết kế và cấu trúc của các hệ thống chịu áp và nâng cao tiêu chuẩn hóa về thiết kế, chất liệu, thiết bị và kết cấu.
