Van cổng : Khái niệm,cấu tạo, phân loại và nguyên lý hoạt động

Van cổng đang ngày càng được sử dụng rộng rã và là một thành phần quan trọng trong các hệ thống công nghiệp. Được chế tạo từ nhiều chất liệu khác nhau và có đa dạng kích cỡ, loại van này thích hợp với nhiều môi trường công nghiệp. Hãy cùng nhau khám phá chi tiết về các loại van cổng trong bài viết sau của Đình Hải để hiểu rõ hơn về chúng!

Van cổng là gì?

Van cổng, hay còn được biết đến với tên gọi là van cửa, hay van chặn trong tiếng Anh là GATE VALVE. Đây là một kiểu van được sử dụng để điều chỉnh sự đóng mở của lưu chất khi chúng đi qua hệ thống ống. Cấu trúc và chức năng của van này dựa vào hình dạng của đĩa van, có thể di chuyển lên hoặc xuống để chặn hoặc mở đường lưu chất, do đó được đặt tên là "cổng".
Điều đặc biệt ở loại van cổng là khi cánh van mở hoàn toàn, nó không chiếm vị trí trực tiếp trên đường lưu chất, đảm bảo rằng các bộ phận của van không gặp trực tiếp tác động từ dòng chảy. Điều này giúp tránh tình trạng kẹt cặn, đồng thời đảm bảo hoạt động ổn định và an toàn cho toàn bộ hệ thống trong quá trình sử dụng.

• Van cổng DN150 : Mọi thông tin cần biết và ứng dụng

Cấu tạo van cổng

Phần thân van

Phần thân van, hay còn được gọi là phần vỏ, được sản xuất từ các vật liệu đa dạng như Inox, gang, và thép. Thân van được đúc nguyên khối, có khả năng chịu áp lực lên đến 16bar - 25bar. Kết nối với ống thông qua bulong và mặt bích theo các tiêu chuẩn JIS, DIN, BS, ANSI; giữa hai mặt bích của van và ống được chèn gioăng đệm để đảm bảo độ kín cao. Vị trí trên thân van được cố định bằng bulông và đai ốc, giúp thuận tiện trong quá trình tháo lắp.

Phần trục và đĩa van

Trục và đĩa van được làm từ các vật liệu như Inox, gang, và thép. Bộ phận này kết nối với trục van được cố định như một thanh kim loại nằm trong phần thân và nắp van. Đầu trục liên kết với tay quay (vô lăng).

Phần nắp van

Nắp van đặt ở trên phần thân van và gần bộ điều khiển. Chức năng của nó là bảo vệ trục van và thường được chế tạo từ các chất liệu như inox, nhựa, và thép.

Phần tay quay

Tay quay thường được làm từ thép chất lượng cao, đảm bảo độ bền và độ cứng. Là bộ phận điều khiển mở đóng của van, tay quay di chuyển theo chiều vặn trái hoặc phải của trục van để thực hiện các thao tác mở và đóng.

Nguyên lý hoạt động của van cổng

Van cổng hoạt động dựa trên nguyên lý di chuyển lên và xuống, điều này được thực hiện thông qua tác động của vô lăng khi quay sang phải hoặc sang trái.Cơ chế hoạt động của van cổng rất đơn giản:
Khi vô lăng quay sang phải, cánh van được nâng lên, mở van và tạo đường thông thoáng cho chất lỏng đi qua. Trong trường hợp này, lưu chất có thể di chuyển qua van mà không gặp phải bất kỳ trở ngại nào.
Ngược lại, khi vô lăng quay sang trái, cánh van được hạ xuống, đóng van và tạo ra sự kín đáo hoàn toàn, ngăn chặn lưu chất từ việc chảy qua. Do đó, van cổng còn được gọi là van chặn, vì nó có khả năng chặn hoàn toàn dòng chảy của chất lỏng và đảm bảo tính an toàn và kín đáo của hệ thống.

Ưu và nhược điểm của van cổng

Ưu điểm

Dòng van cổng được đánh giá cao nhờ những lợi ích nổi bật sau:
- Hoạt động 2 chiều: Van cổng có khả năng hoạt động theo cả hai chiều, cho phép lưu chất như nước và dầu có thể đi vào hoặc thoát ra từ cả hai đầu của van.
- Kiểm soát dòng chảy hiệu quả: Thiết bị này giúp kiểm soát dòng chảy một cách hiệu quả khi van ở trạng thái mở hoàn toàn, ngăn chặn hiện tượng giảm lưu lượng hoặc giảm áp lực.
- Bảo dưỡng dễ dàng: Van cổng được thiết kế để dễ bảo dưỡng, với khả năng tháo rời nắp van, tạo thuận lợi trong việc bảo trì hệ thống.

Nhược điểm

Bên cạnh đó, dòng van cổng cũng mang đến một số nhược điểm sau:
- Không phù hợp trong trường hợp đeiefu tiết dòng chảy: Van cổng không phải là sự lựa chọn lý tưởng khi cần điều tiết dòng chảy của chất lỏng trong hệ thống.
- Tiếng ồn trong tình trạng mở: Trong khi hoạt động và ở trạng tháng mở, van cổng có thể tạo ra tiếng ồn nhỏ do áp lực của dòng chảy.
- Thời ian đóng mở lâu hơn so với các dòng van khác: So với một số loại van khác, van cổng có thể mất thời gian lâu hơn trong quá trình đóng mở.

Phân loại van cổng

Phân loại theo chất liệu

Gang

Với chất liệu gang, van cổng thể hiện độ bền cao và khả năng chịu đựng trong môi trường có nhiệt độ cao. Thường được áp dụng trong hệ thống phòng cháy chữa cháy, cấp nước cho tòa nhà với chi phí khá hợp lý.

Inox

Van cổng inox, sản xuất từ thép không gỉ như inox201, 304, được ưu tiên sử dụng trong môi trường hóa chất, nước mặn, nước có độ ăn mòn cao, và áp suất hoặc nhiệt độ lớn. Có đa dạng về tiêu chuẩn kết nối mặt bích như JIS10K, BS, DIN hoặc ANSI, với kích thước từ DN15 đến DN1000. Tuy nhiên, chi phí cho dòng van này cao hơn so với các loại khác.

Nhựa

Van cổng được chế tạo từ nhựa như upvc, pvc, có khả năng chống oxi hóa và ăn mòn tốt. Hoạt động ổn định trong môi trường có nhiệt độ cao, nhưng không thích hợp cho áp suất quá cao, khoảng 16 bar trở lại.

Đồng

Van cổng đồng chịu nhiệt độ lên đến 110 độ C và thường được sử dụng cho hệ thống nước sinh hoạt và tưới tiêu. Tuy nhiên, kích thước của chúng thường nhỏ, với DN100 là lớn nhất, và giá thành phải chăng.

Thép

Dòng van từ thép thường có chi phí cao, nhưng lại có khả năng chịu nhiệt độ từ 0 đến 500 độ C và áp suất lớn PN16, 25, 40. Thường được sử dụng trong các hệ thống gas, nước nóng, nơi yêu cầu khả năng chịu áp lực lớn và nhiệt độ cao.

Phân loại theo cấu tạo

Van cổng ty nổi

Van cổng ty nổi được thiết kế với phần cổ dài hơn so với các loại van cổng khác. Có một ty van nổi lên và được trang bị một lớp ren bên ngoài, khiến cho khi van đóng, ty van nổi lên, và khi mở, ty van chìm xuống. Được ứng dụng chủ yếu trong các hệ thống đặc biệt với các điều kiện hạn chế như địa hình hẹp, cải thiện khả năng vận hành và lắp đặt, và có kích thước từ DN50 đến DN1000. Kết nối với mặt bích đường ống theo tiêu chuẩn JS, BS, ANSI, DIN.
Ưu điểm của dòng này bao gồm khả năng quan sát vị trí mở hoặc đóng từ bên ngoài, tiện lợi cho việc vệ sinh và bảo dưỡng định kỳ, và ít bị ăn mòn do phần trục xoay không tiếp xúc trực tiếp với chất lỏng.
Nhược điểm bao gồm yêu cầu một không gian lắp đặt đủ rộng để thực hiện thao tác đóng mở, và cần sử dụng thường xuyên để tránh tình trạng gỉ sét khi lâu ngày không sử dụng.

Van cổng ty chìm

Van cổng ty chìm không thay đổi vị trí của ty van khi đóng hoặc mở van. Đây là loại van thông dụng và phổ biến trong hầu hết các hệ thống không đòi hỏi yêu cầu đặc biệt về kiểu lắp đặt, vị trí, hoặc địa hình. Chúng được làm từ vật liệu kim loại đúc nguyên khối, đảm bảo độ bền cao, và được vận hành bằng tay quay. Áp suất thường là PN16 và kết nối mặt bích theo tiêu chuẩn JIS10K, BS.

Van cổng dao

Loại van cổng dao, hay còn được biết đến là van xẻng hoặc van đĩa, có chiều ngang nhỏ và hẹp, với lưỡi dao cắt ngang dòng lưu chất, giúp van có khả năng đóng kín. Chúng được thiết kế để tiết kiệm diện tích lắp đặt và thường được sử dụng trong các ngành như khai thác, công nghệ thực phẩm, dược phẩm và y học.

Phân loại theo cách vận hành

Van cửa điều khiển bằng tay

Van cổng điều khiển bằng tay là một phương pháp vận hành quen thuộc, hoàn toàn phụ thuộc vào sức lực của người sử dụng. Vận hành thông qua lực cơ học của tay để mở hoặc đóng van. Cách vận hành này thích hợp cho những hệ thống có kích thước nhỏ và van trung bình.

Van cổng điều khiển điện

Van cổng điều khiển bằng điện là dạng van có khả năng tự động mở đóng bằng cách sử dụng motor. Để motor hoạt động, cần nguồn điện áp như 24v, 110v, 220v, 380v. Phương pháp này thích hợp cho những ứng dụng yêu cầu sự tự động hóa hoàn toàn.

Van cổng điều khiển bằng khí nén

Van cổng điều khiển bằng khí nén sử dụng nguồn khí nén để thao tác làm việc thay cho lực cơ học của con người. Tuy nhiên, cách vận hành này có chi phí đầu tư khá cao do yêu cầu hệ thống cung cấp khí nén. Thường được ưa chuộng trong các hệ thống lớn.

Van cổng tín hiệu điện

Van cổng tín hiệu điện được kết nối với tủ trung tâm để báo cáo trạng thái mở hoặc đóng của van cho người vận hành. Có kích thước lắp đặt phù hợp với đường ống theo các tiêu chuẩn JIS, DIN, BS từ DN50 đến DN500. Loại van này thuận tiện cho nhiều hệ thống khác nhau và được đặt ở những vị trí khó tiếp cận, từ xa, hoặc nơi cần theo dõi trực tuyến mà không cần đến trực tiếp. Van chặn giám sát thường được áp dụng trong các hệ thống đặc biệt như phòng cháy chữa cháy.

Cách lắp đặt van cổng

Để đảm bảo việc lắp đặt van diễn ra chính xác và đạt hiệu suất cao nhất, bạn có thể tuân theo các bước sau:
- Bước 1: Chuẩn bị các vật liệu và công cụ cần thiết bao gồm bulong, e ku, long đen, gioăng làm kín, van cổng, mặt bích, và các dụng cụ tháo lắp.
- Bước 2: Tiến hành vệ sinh sơ bộ cho van cổng và gioăng cao su để đảm bảo sạch sẽ và tránh tình trạng ô nhiễm.
- Bước 3: Lắp đặt gioăng làm kín và van cổng vào đường ống. Lưu ý lắp gioăng làm kín vào giữa và đảm bảo rằng lỗ mặt bích của van khớp chính xác với lỗ bích trên đường ống.
- Bước 4: Siết chặt từ từ các bulong và e ku, tuân thủ nguyên tắc siết so lê nhau để đảm bảo van được kết nối chặt chẽ và an toàn.
- Bước 5: Tiến hành chạy thử van để kiểm tra xem có xuất hiện vấn đề nào không. Nếu phát hiện vấn đề, hãy thực hiện điều chỉnh cần thiết.
- Bước 6: Sau khi hoàn thành các bước trước, kiểm tra lại toàn bộ hệ thống và đảm bảo rằng van và hệ thống hoạt động đúng cách.

Ứng dụng của van cổng

Van có thể được áp dụng trong đa dạng các chất lỏng như không khí, khí đốt, nước cấp, hơi nước, dầu bôi trơn và nhiều lưu chất khác. Các dòng van như van cổng dao cũng có khả năng xử lý chất bùn và sản phẩm bột trong quá trình vận hành. Các ứng dụng phổ biến của van bao gồm hệ thống kênh mương, ao hồ, hệ thống thủy lợi, và đặc biệt là trong các hệ thống phòng cháy chữa cháy. Ngoài ra, van cũng được sử dụng trong việc điều tiết khí, giúp kiểm soát lưu lượng và áp suất của khí trong các quy trình và hệ thống tương ứng.