Trong hệ thống máy móc, dây chuyền sản xuất công nghiệp ở nước ta hiện nay, không thể thiếu van, thiết bị khí nén, thủy lực. Chúng ta có thể bắt gặp bất kỳ một van công nghiệp trên đường ống để thực hiện đa dạng các nhiệm vụ khác nhau: điều chỉnh lưu lượng, đóng mở dòng chất, điều chỉnh áp lực… Chắc không ít khách hàng vẫn còn thắc mắc về thiết bị này. Loại van nào thông dụng, chức năng và cấu tạo cụ thể của từng van, ưu hoặc nhược điểm của nó có điều gì đáng chú ý. Đừng bỏ qua bài viết ngày hôm nay để cập nhật những thông tin bổ ích nhé.
Van công nghiệp là gì?
Tất cả chúng ta đều nhận ra được sự thay đổi mạnh mẽ của công nghiệp nước nhà với sản lượng cao, năng suất ổn định, tiết kiệm được chi phí, tăng lợi nhuận và giảm sử dụng nhân công. Để được điều đó, việc sử dụng hiệu quả các thiết bị, kỹ thuật hiện đại góp một phần không nhỏ.
Van công nghiệp bao gồm rất nhiều loại nhưng thông dụng nhất phải kể đến: Van kim, van bi, van bướm, van an toàn, van 1 chiều, van giảm áp, van phao, van an toàn hay các loại van màng.
Van là thiết bị cơ cấu của hệ thống khí nén hay hệ thống thủy lực. Nó thực hiện chức năng quan trọng đó là cung cấp, phân phối, điều khiển dòng lưu chất để phục vụ hệ thống. Tùy vào loại van cụ thể như van tiết lưu sẽ dùng chỉnh lưu lượng, van an toàn hay điều áp, giảm áp làm nhiệm vụ điều chỉnh áp suất, các van 1 chiều hay phân phối sẽ điều hướng dòng.
Trong thực tế thì các van bi, van bướm hay van cổng sẽ dùng để đóng mở thủ công dòng lưu chất. Loại van công nghiệp này không chỉ dùng trong sản xuất công nghiệp mà những lĩnh vực đời sống như tưới tiêu, cấp thoát nước cũng lắp đặt và sử dụng.
Nếu như van trong hệ thống khí nén nhỏ gọn, đơn giản để cung cấp, phân phối dòng khí vào hệ thống hay phục vụ cho xi lanh để sinh công thì van trong hệ thống thủy lực có kích thước và trọng lượng lớn hơn. Những van đóng vai trò shut off sẽ chỉ được lắp tại đầu các nhánh của mạch. Những van dầu phân phối, van giảm áp… được bố trí tại các vị trí quan trọng nhằm bảo vệ bơm, hệ thống.
Với hệ thống nước tưới tiêu, sinh hoạt thì van on off đóng vai trò chủ chốt. Đối với hệ thống tưới tiêu thì chỉ cần cung cấp hoặc ngắt dòng nước, điều chỉnh lưu lượng nên sẽ không phải chú trọng đến việc sinh công, giảm áp, tăng áp, an toàn…
Phân biệt các loại van công nghiệp thường dùng
Nếu thực hiện phép tìm kiếm thì sẽ có hàng trăm, hàng ngàn loại van công nghiệp có chức năng, kiểu dáng, mẫu mã, màu sắc, cỡ size và chất liệu khác nhau. Chúng tôi chỉ giới thiệu tổng quát một số loại tiêu biểu nhất, thường được người dùng tin tưởng lắp đặt trong các hệ thống máy móc. Việc hiểu về các loại van sẽ giúp chính bạn có thể dễ dàng tìm được thiết bị đáp ứng hoàn toàn các yêu cầu vận hành, công suất.
Dựa vào tên gọi của van công nghiệp sẽ phân loại thành các van sau:
Van bi – Ball Valve
Chúng tôi có thể khẳng định, van bi là một trong những loại van công nghiệp được sử dụng nhiều nhất hiện nay.
Van bị có tên tiếng anh là ball valve, có chức năng đóng kín hoặc mở để ngăn chặn hay cung cấp dòng lưu chất ở trước và sau van.
Cấu tạo của van bị sẽ bao gồm các thiết bị như: lò xo nén, bi cầu, tay vặn, đường chảy, làm kín. Vỏ của thân van thường được các hãng chọn chất liệu thép không rỉ để chế tạo như SUS 316, SUS 304 hoặc cũng có thể là nhựa, đồng thau.
Van bi có buồng van và 2 mặt bích ở hai bên. Buồng van là nơi chứa thiết bị điều khiển, bi. Mặt bích làm chức năng cố định đường ống dẫn và van để tạo nên một dòng chảy kín. Đây cùng chính là nơi mà dòng chảy bị ngăn lại hoặc thông qua, phụ thuộc vào trạng thái của van.
Đối với loại van này, bi giống như một cánh cửa. Đặc biệt, trên thân của bi sẽ khoét một lỗ xuyên qua tâm. Nếu lỗ này dịch chuyển trùng với phương của ống thì dòng chất có thể đi qua. Nếu lỗ này dịch chuyển mà lệch với phương của ống thì tiết diện mở của van giảm và khi lỗ và phương của ống tạo thành góc 90 độ thì van đóng hoàn toàn. Bi được gia công tỉ mỉ, bền mặt có độ nhẵn và bóng cao, được làm từ thép không gỉ.
Trục của van nối thẳng với bi. Trụ kết nối với tay vặn hoặc tay cầm để điều khiển bi xoay 90 độ nhằm thiết lập trạng thái đóng mở của van theo yêu cầu.
Với cấu tạo chắc chắn của bi, van có thể dùng để lắp đặt trong trường hợp cần đóng mở dòng chất có lưu lượng lớn, áp suất lớn.Van có tuổi thọ trung bình cao, ít hư hỏng cũng như không gây tổn hao áp suất do thiết kế hình cầu nên khi xoay quanh để đóng mở cửa van, lực cản bị giảm tối đa.
Van bướm – Butterfly Valve
Sau van bi thì van bướm – tên tiếng anh là butterfly valve trở thành van thông dụng thứ 2 trong hệ thống khí nén, thủy lực. Nó chuyên dùng cho những hệ thống có lưu lượng chất qua van lớn, áp suất ở mức thấp hoặc trung bình.
Cấu tạo của van này được đánh giá là đơn giản tuy nhiên trông có vẻ yếu và mỏng. Phần đĩa van có độ dày nhất định. Do nằm giữa dòng chảy lại có hình dạng đĩa nên nó chỉ phù hợp với công việc có áp suất không cao. Thân van có độ mỏng nhất định, gắn chặt với đĩa van.Thân van được làm bằng đồng thau hoặc thép không gỉ. nếu so sánh với van bi thì thân của van bướm ngắn hơn. Nguyên nhân là do đĩa van dẹt.
Ưu điểm của van này đó là cấu tạo đơn giản, đường kính đĩa van lớn. Khả năng mở hết cỡ của van có thể tạo nên tổn thất áp suất lớn do không có lỗ xuyên tâm và chỉ xoay ¼ vòng.
Van cổng (Van cửa) – Gate Valve
So với van bi hay van bướm thì van cổng hay còn gọi là gate valve hơi khác biệt khi thực hiện việc mở- đóng dòng lưu lượng. Đó là sự chuyển động tịnh tiến khi đóng mở cửa van. Các van còn lại là chuyển động xoay tròn quanh trục.
Van là sự lựa chọn của rất nhiều khách hàng khi cần van on – off trong môi trường có áp suất đa dạng từ nhỏ đến lớn. Vì khi mở cửa hoàn toàn, van hoạt động ổn định, không làm tổn thất áp suất.
Nguyên lý hoạt động của van: Khi xoay tay xoay trên thì phần chặn của van sẽ đóng lại từ từ. Khi ta dùng tay xoay quay tròn thì phần chặn van gắn với trục tạo nên thanh bu lông để chuyển động lên xuống. Từ đó, ta có thể điều chỉnh việc hạ thấp hoặc nâng cao để cho dòng chất đi qua hoặc đóng lại. Kiểu truyền động của van là đai ốc trục vít.
Cấu tạo của van cổng bao gồm các bộ phận sau: mặt bích, tay quay, trục van, đĩa van, đế van, tay quay, đệm làm kín…
Khi có nhu cầu, khách hàng có thể tìm đến các hãng sản xuất như: ARV, Rinco, Avk, Aut hoặc Meiji… để chọn van cổng chất lượng.
Van kim – Needle Valve
Khi bạn cần một van đóng mở dùng cho hệ thống có áp suất cao, lưu lượng nhỏ thì van kim là một gợi ý rất phù hợp.
Cấu tạo của van có một thanh trụ nhỏ dài nên được gọi là van kim. Cửa van nhỏ thanh trụ làm nhiệm vụ đóng mở. Chính vì vậy mà lưu lượng chất qua van rất nhỏ, nhỏ hơn so với van bướm, van bi.
Khi cần điều chỉnh lưu lượng chất qua van với thông số lưu lượng chính xác gần như tuyệt đối thì người ta sử dụng van kim.
Van màng – Diaphragm Valve
Nếu van bi, van kim hay van bướm có chất tạo chất liệu là kim loại thì van màng không giống như vậy. Lớp màng là cao su, có độ đàn hồi, mềm và dẻo dai.
Việc chặn dòng hay mở dòng lưu lượng sẽ được thực hiện thông qua việc tạo ra một lực đủ mạnh để đẩy và áp sát màng van xuống thành ống đối diện. Sự chuyển động của màng là chuyển động tịnh tiến.
Van an toàn – Safety Valve
Cấu tạo của 1 van an toàn cơ bản sẽ bao gồm: Nắp, lỗ thông hơi, thân trục quay, lò xo, bu lông điều chỉnh, thân van, vòi phun, vòng điều chỉnh, đĩa, bề mặt đế.
Van an toàn chỉ hoạt động khi áp suất đã đạt đến ngưỡng được cài đặt từ trước. Điều đó cũng có nghĩa là khi hệ thống đến một mức áp nhất định, cao vượt ngưỡng thì van an toàn sẽ tự động mở để dầu hay lưu chất có thể chảy về bể chứa.
Van cầu – Globe Valve
Van cầu có cấu tạo bao gồm các chi tiết, bộ phận như: đế van, đệm, nút van, nắp, thân van. Van có 3 dạng vỏ: Van hai thân, van góc, van chữ Y.
Van chữ Y có ty van nằm nghiêng so với trục nằm ngang của cổng vào, cổng ra. Van góc cho phép dòng chất đổi hướng di chuyển từ thẳng đứng sang chiều nằm ngang. Van hai thân có vỏ chia làm 2 mảnh và được nối với nhau bằng bu lông.
Với hình dạng vỏ bầu tròn nên mọi người đặt tên là van cầu.Van được dùng để đóng mở và điều chỉnh dòng chất nên có thể gọi là van điều tiết, van hơi.
Với van cầu, dòng lưu chất sẽ bị chuyển hướng. Phần đáy của cửa van được thiết kế nằm song song. Cửa van sẽ không di chuyển dọc theo vòng làm kín. Khi có dòng chảy thì tiếp xúc của vòng làm kín và van cầu kết thúc.Van hoạt động sẽ làm đĩa, ty và đĩa xoay hoạt động. Ren ngoài của ty ăn khớp răng trong của cổ van. Mặt đệm và vị trí tương đối của van sẽ quyết định đến lượng chất qua van và độ mở của van.
Chính vì sự ma sát giữa cửa van và vòng làm kín nhỏ nên với những hệ thống hoạt động thường xuyên, liên tục thì van cầu thích hợp hơn.
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 giảm áp – Pressure Reducing Valve
Chức năng của van giảm áp đó là giảm áp sao cho áp suất đầu ra luôn luôn nhỏ hơn áp suất đầu vào. Ngoài ra, do việc van hoạt động tự động nên nó còn có tên khác là van an toàn áp suất.
Van 1 chiều – Check Valve
Van một chiều dùng trong khí nén hay thủy lực đều có thiết kế rất đặc biệt để có thể lắp đặt trong hệ thống và thực hiện nhiệm vụ cho dòng lưu chất đi theo 1 chiều duy nhất.
Vì thế mà thiết bị này có thể bảo vệ bơm, tránh thất thoát lưu chất trong đường ống, kiểm soát dòng chảy tốt và hiệu quả hơn
Ứng dụng của van một chiều nổi bật nhất là trong các hệ thống thông gió, hệ thống phòng cháy chữa cháy, cấp thoát nước…
Van phao – Float Valve
Trong các hồ chứa, bể chứa hay thùng chứa, van phao được sử dụng rất nhiều. Chức năng van phao đó 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
Tên van cũng phần nào cho thấy hình dạng của van. Van dạng chữ Y và thực hiện lọc tạp chất, cát sỏi, rác, mảnh vỡ…khỏi dòng lưu chất trong đường ống. Do vậy mà khi cần lắp đặt các đồng hồ, máy bơm hoặc đầu vào của van, người ta chọn van Y lọc.
Van điện từ – Solenoid Valve
Khi cần kiểm soát và điều khiển lưu lượng của chất lỏng hoặc khí, người ta sử dụng van điện từ. Hoạt động của van phụ thuộc vào cơ chế tác động điện. Khách hàng có thể thay thế coil 12v, 24v, 110v, 220v để sử dụng.
Van rọ hút hay còn gọi là van chân có thiết kế rất đặc biệt. Đó là sự kết hợp của chõ bơm, van 1 chiều. Chõ bơm là bộ phận lọc và giữ lại chất rắn, rác thải.
Van sử dụng nhiều trong công việc bơm hút nước công trình, nước giếng.
Van chặn – Stop Valve
Van thực hiện việc ngăn chặn có hiệu quả sự rò rỉ của dòng lưu chất. Nếu cần thiết, van có thể mở 100% công suất để lưu thông chất.Van được làm bằng thép, đồng, gang, inox dùng trong môi trường nước sạch, hóa chất, nước thải.
Van búa nước – Water Hammer Arrister
Thiết bị còn có tên gọi khác là van chống va, búa nước giảm chấn.Van được lắp vào hệ thống thủy lực với mục đích ngăn ngừa hiện tượng búa nước, giảm áp lực đường ống tăng đột ngột.
Van xả khí – Air Vent Valve
Khi có lượng khí dư thừa trong đường ống thì việc cần làm là lắp ngay 1 van xả khí. Nó sẽ xả khí và cần bằng ổn áp trong đường ống. Điều này là cần thiết khi xuất hiện các túi khí bên trong đường ống, áp suất tăng, đe dọa an toàn đường ống.
Van xả áp – Blowoff Valve
Van được dùng khi áp suất hệ thống tăng lên một cách đột ngột, van sẽ xả nước. Chính vì thế mà van được lắp vào hệ thống phòng cháy của chung cư, tòa nhà cao tầng.
Van xả tràn – Deluge Valve
Đặc điểm của nó là mở tự động và rất nhanh. Van điều khiển được áp suất tại cửa vào.Trong hệ thống phòng cháy chữa cháy, khi nhận tín hiệu thì van sẽ tự động mở cửa nước cung cấp cho đầu phun.
Van dao – Knife Valve
Vì thiết kế lá van có hình dạng giống lưỡi dao nên gọi vn dao. Van có hoạt động trục dịch chuyển lên hoặc xuống theo chiều tay quay.
Trong ngành công nghiệp đóng tàu, sản xuất giấy, xử lý rác thải, sản xuất mía đường, xi măng, van dao được lắp đặt nhiều.
Van tiết lưu – Thermostatic Valve
Van tiết lưu dùng để điều chỉnh lưu lượng của dòng chất qua van. Từ đó, người dùng có thể thay đổi vận tốc và thời gian của chấp hành, bộ phận hoặc thậm chí cả hệ thống.
Cách vận hành và sử dụng van công nghiệp hiệu quả
Van công nghiệp các loại có cách vận hành mỗi loại khác nhau. Nếu van nhỏ, size bé DN 15 đến DN 100 thì chủ yếu vận hành bằng tay. Nếu van có size lớn hơn thì việc vận hành bằng tay không chỉ khó khăn mà còn hiệu quả không cao, rủi ro lớn. Đặc biệt hơn, với môi trường làm việc khắc nghiệt về nhiệt độ, áp suất, độc hại thì con người không thể nào tác động để đóng mở cánh cửa van khổng lồ.
Và con người đã linh hoạt sử dụng nhiều cách vận hành van khác nhau để phù hợp với từng điều kiện công việc như:
+ Với các hệ thống máy móc làm việc ở lòng đất hoặc chìm trong nước thì các cần của van sẽ được thiết kế khác nhằm giúp dễ dàng kết nối với đường ống. Thông qua đó, người dùng có thể điều khiển, điều chỉnh một cách gián tiếp.
+ Mỗi nơi sẽ có một điều kiện làm việc. Với các van công nghiệp loại lớn hay yêu cầu tự đông ở phía trên trụ van được lắp đặt ở vị trí mà con người có thể tiếp xúc thì cần phải có động cơ.
Động cơ hay motor điều khiển điện sẽ giúp van có thể đóng cửa- mở cửa van đúng với thời gian, tần số đã được cài đặt, thiết lập sẵn.
+ Tất nhiên, có những công việc cần lắp đặt van ở những nơi mà con người khó hoặc không thể tiếp cận, ví dụ như: đường ống xả lũ, hệ thống chứa hóa chất, đập thủy điện, hệ thống xử lý nước thải… Và lúc đó con người cần sử dụng những van thiết kế kiểu bánh răng thay cho kiểu cần tay truyền thống. Bánh răng sẽ được ăn khớp và kết nối với dây đai truyền động hoặc dây xích lắp vào hệ thống truyền động để thực hiện việc đóng mở cửa van.
