Van cầu (Globe Valve): Cấu tạo, Nguyên lý hoạt động và phân loại

Van cầu là thiết bị quan trọng trong hệ thống ống dẫn nước và các hệ thống công nghiệp. Với thiết kế đơn giản nhưng hiệu quả. Van cầu không chỉ giúp kiểm soát dòng chảy mà còn đảm bảo hoạt động ổn định của hệ thống. Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu chi tiết về van cầu, từ cấu tạo, nguyên lý hoạt động, phân loại và lợi ích của nó.

I. Van cầu là gì? 

Van cầu (Globe valve) có tên gọi khác là van chữ ngã, van hơi nóng,… Là một trong những loại van được sử dụng phổ biến trong công nghiệp. Van được dùng để đóng/mở dòng chảy hoặc điều tiết dòng chảy của lưu chất. Đây là một dòng van tuyến tính có thể điều chỉnh mức độ đóng mở của van. Làm cho lưu lượng của dòng chảy đi qua van nhiều hay ít là tùy theo yêu cầu của người dùng.

Van cầu là một loại van khá được ưa chuộng trong việc điều tiết lưu lượng của dòng chảy. Được sử dụng nhiều trong hệ thống ống nước nóng, hơi, khí nén áp lực cao, dầu nóng,…

Loại van này có kích thước tương đối lớn, từ DN15-DN1200. Được sử dụng nhiều nhất là DN400. 

THÔNG SỐ KỸ THUẬT: 

• Vật liệu chế tạo: Inox, gang, đồng, thép,…
• Kích thước: DN15 – DN1200.
• Kiểu kết nối: Ren, lắp bích,…
• Phương thức vận hành: Tay quay vô lăng, điều khiển bằng điện, điều khiển bằng khí nén.
• Nhiệt độ: -20°C đến 450°C.
• Tiêu chuẩn kết nối: ANSI, DIN, BS, JIS,…
• Môi trường hoạt động: Nước, xăng, dầu, hóa chất, hơi, khí,…
• Áp lực chịu được: PN16 – PN25.

II. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của van cầu

1. Cấu tạo

Globe valve cũng giống như các loại van công nghiệp khác, có cấu tạo gồm nhiều bộ phận khác nhau. Dưới đây là các bộ phận chính cấu thành lên van cầu: 

• Thân van (body): Thân van thường làm bằng nhiều loại vật liệu khác nhau như đồng, gang, thép, thép không gỉ,… Là bộ phận ngoài cùng, bao bọc các bộ phận bên trong của van. Và chịu được tác động bên ngoài của môi trường.
• Trục van (Stem): Trục van là bộ phận truyền động, truyền momen xoắn từ tay điều khiển. Một đầu trục van được liên kết với tay van và đầu còn cái liên kết cơ khí với đĩa van.
• Đĩa van (Disc): Là bộ phận tiếp xúc trực tiếp với môi chất. Có chức năng đóng/mở trực tiếp van nên thường được chế tạo từ những vật liệu có độ cứng và chống ăn mòn tốt. Đĩa van được lắp với trục van và liên kết với tay quay.
• Gioăng làm kín (Seal): Có chức năng làm kín thân với trục van. Seal đảm bảo độ kín giữa thân van và trục van, giúp môi chất không bị rò rỉ ra ngoài. Gioăng được làm bằng chất liệu cao su hoặc teflon,…
• Nắp van (Bonnet): Là bộ phận nằm ở giữa tay điều khiển và thân van, bên ngoài của trục van. Nó có tác dụng bảo vệ trục van và làm kín.
• Bộ phận truyền động (Operating): Tùy vào thiết kế của van, có hai loại truyền động chính. Đó là điều khiển thủ công (Dùng cho các loại van nhỏ và điều khiển thủ công bằng tay quay) và điều khiển thông qua thiết bị truyền động (Điều khiển qua thiết bị truyền động điện hoặc thiết bị truyền động khí nén).

2. Nguyên lý hoạt động 

Van cầu vận hành nhờ vào 3 bộ phận truyền động là: tay quay – trục van – đĩa van. Nguyên lý hoạt động được thực hiện chi tiết theo một trình tự nhất định.

Khi van ở trạng thái đóng thì đĩa van ở vị trí nằm ngăn giữa thân van, chia thân van thành 2 phần. Giữa đĩa van và thân van khi van đóng sẽ kín tuyệt đối. Để không cho lưu chất đi qua.

Khi muốn mở van, người vận hành sẽ tác động một lực lên tay quay vô lăng theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược lại. Lúc này, tay quay sẽ tác động lên trục van bằng momen xoắn, trục van sẽ truyền động đến đĩa van. Đĩa van sẽ di chuyển ra khỏi vị trí ngăn cách, tạo ra khoảng trống giúp lưu chất đi qua.

Khi muốn đóng van, cũng tác động một lực lên tay quay theo chiều ngược lại kim đồng hồ. Đĩa van sẽ di chuyển xuống, ngăn chặn tất cả lưu chất không thể di chuyển qua van. 

Xem thêm tại: https://www.youtube.com/watch?v=P1FMKQ7vufw

III. Các loại van cầu

1. Phân loại theo phương thức kết nối

• Van cầu mặt bích: 

Thường được sử dụng cho các đường ống lớn từ D50 trở lên. Hai đầu thân van được thiết kế kèm hai mặt bích để kết nối với hệ thống ống. Và được làm bằng vật liệu có khả năng chịu được áp lực lớn, chống ăn mòn, oxi hóa, chịu được áp suất và nhiệt độ cao như inox, thép,…

• Van cầu nối ren:

 Loại van này thường có kích thước nhỏ, dưới DN50. Van được làm từ nhiều chất liệu khác nhau như như inox, đồng, nhựa, thép…

• Van cầu hàn kín

Loại van này sẽ sử dụng phương pháp hàn để hàn van với đường ống lại với nhau. Kiểu kết nối này thường sử dụng ở những đường ống có kích thước nhỏ nhưng áp lực cao từ 40 bar. Ở áp lực này, kết nối mặt bích không thể hoạt động một cách bình thường. Van được chế tạo từ vật liệu thép cao cấp với khả năng chịu được áp suất và nhiệt độ cao.

2. Phân loại theo cấu tạo

• Van cầu chữ ngã

Loại van này là loại van được sử dụng thông dụng hiện nay. Loại van này có khả năng chịu được áp lực dòng chảy lớn, hạn chế được tình trạng giảm áp.

• van cầu chữ Y

Loại van này có độ giảm áp thấp. Trục van và thân van nằm nghiêng một góc 45 độ so với dòng chảy, điều này làm giảm sức cản dòng chảy xuống mức thấp nhất, tránh tình trạng bị mài mòn. Nhược điểm của van này là chiếm nhiều không gian hơn van chữ ngã và giá thành cũng cao hơn.

• Van cầu dạng bầu

Loại này thường dùng trong hệ thống đường ống có kích thước nhỏ. Van bầu đa dạng về kích thước, mẫu mã, dễ dàng tháo lắp, sửa chữa và giá thành tương đối hợp lý.

• van cầu góc

Van cầu góc có thiết kế kiểu vuông, đầu vào và đầu ra của van vuông góc với nhau 90 độ. Cho phép dòng chảy chuyển hướng một cách dễ dàng, tạo ra áp suất thấp hơn cho dòng chảy. Loại van này ít được dùng vì khó khăn trong việc lắp đặt và giá thành cao hơn các loại van khác.

3. Phân loại theo phương thức vận hành

• Van điều khiển bằng tay quay (Vô lăng) 

Người vận hành sẽ tác động một lực lên quay tay quay vô lăng để đóng/mở van. Phương thức này vô cùng đơn giản, dễ sử dụng, giá thành hợp lý, dễ dàng lắp đặt nên luôn là ưu tiên lựa chọn hàng đầu.

• Van cầu điều khiển bằng điện

Điều khiển bằng điện là một phương thức tự động hóa, mang lại hiệu quả cao và không tốn nhiều sức lực của người vận hành. Phương thức này có thể được thực hiện từ xa, điều khiển tự động. Giúp tiết kiệm được nhiều thời gian vận hành hơn. 

Loại van này phù hợp lắp đặt ở những vị trí cao, nguy hiểm, phù hợp với những hệ thống công nghệ cao và tự động hóa toàn bộ. 

• Van cầu điều khiển bằng khí nén

Loại van này đóng/mở van bằng bộ truyền động khí nén. Mang lại sự an toàn cao, hoạt động nhanh chóng, dễ dàng sửa chữa, bảo dưỡng. Loại van này thường được sử dụng trong các hệ thống lưu thông dòng chảy, hệ thống lò hơi,…

4. Phân loại dựa vào chất liệu

• Van cầu inox

Với ưu điểm về chất liệu không gỉ, chịu nhiệt và áp suất tốt, không bị ăn mòn, không bị oxi hóa bởi điều kiện ngoài trời. Vì vậy loại này tương đối bền và sử dụng được rất lâu. Giá thành cao hơn các loại van gang và đồng. 

• Van cầu gang

 Loại van này có khả năng chịu nhiệt và áp suất tương đối thấp nên chỉ được chỉ sử dụng cho các lưu chất dạng nước hoặc hơi thông thường.

• Van cầu đồng

Loại van này thường có kích thước nhỏ, chịu nhiệt tốt, tuy nhiên khả năng chịu ăn mòn còn nhiều hạn chế.

IV. Ứng dụng

• Sử dụng trong các hệ thống cấp nước.
• Trong hệ thống xử lý nước thải.
• Ứng dụng trong ngành khai thác và xử lý nhiên liệu như dầu, gas,…
• Ứng dụng trong ngành hóa học.
• Được sử dụng cho máy bơm và máy nén.

Như vậy, Van cầu là một thiết bị quan trọng trong nhiều hệ thống khác nhau, từ cấp nước, xử lý nước thải cho đến các ứng dụng công nghiệp. Với khả năng ngăn chặn dòng chảy ngược và thiết kế đơn giản, van cầu không chỉ giúp bảo vệ hệ thống mà còn nâng cao hiệu quả hoạt động. Khi lựa chọn van cầu cho hệ thống của bạn, hãy đảm bảo chọn sản phẩm chất lượng từ các nhà cung cấp uy tín để đảm bảo hiệu suất và độ bền lâu dài.

ADM INDUSTRY là một nơi mua hàng uy tín mà chúng ta không thể bỏ qua. Ngoài Van cầu ra thì ADM INDUSTRY còn cung cấp những sản phẩm khác, xem thêm tại: vattunhamaygiare.com

Quý khách có nhu cầu tư vấn sản phẩm, tư vấn báo giá, báo giá dự án xin vui lòng liên hệ qua sđt: 0965.595.039/ Mail: v[email protected]

CÔNG TY TNHH ĐẦU TƯ VÀ THIẾT BỊ CÔNG NGHIỆP ADM