Van cầu là gì? Van cầu hơi là gì? Van cầu gang là gì?
Van cầu còn được gọi là Globe Valve, là một loại van công nghiệp phổ biến trong hệ thống đường ống. Chúng thường được sử dụng để điều chỉnh luồng chảy trong các hệ thống này. Tên “van cầu” xuất phát từ hình dạng của chúng, với hai nửa của thân van được tách biệt bởi một thành phần kiểm soát luồng chảy bên trong. Van cầu đóng mở bằng cách di chuyển thành phần kiểm soát lên xuống, điều này giúp kiểm soát lưu lượng chất lỏng hoặc khí trong đường ống một cách chính xác và hiệu quả. Đối với các hệ thống đòi hỏi sự chính xác cao trong việc điều chỉnh luồng chảy, van cầu là một giải pháp lý tưởng. Ngoài ra, chúng còn được thiết kế để giảm tiếng ồn và hạn chế mất mát áp suất, điều này làm cho chúng trở thành lựa chọn phổ biến trong nhiều ứng dụng công nghiệp khác nhau.
Cấu tạo của van cầu
- Thân van: Thân van cầu là cấu trúc chính chứa áp suất. Đây là phần quan trọng nhất của van và chứa tất cả các bộ phận bên trong tiếp xúc với chất lỏng được kiểm soát. Thân van được kết nối với nắp chụp, giúp chứa chất lỏng, khí hoặc bùn.
- Nắp van: Nắp chụp cung cấp một lớp phủ chống rò rỉ cho thân van. Có thể sử dụng nhiều loại nắp chụp khác nhau trong van cầu, bao gồm nắp chụp vặn vít, nắp chụp liên hợp hoặc nắp chụp bu lông.
- Đĩa van: Đây là bộ phận đóng của van. Nút được gắn vào thân van và có thể di chuyển lên hoặc xuống để kiểm soát dòng chất lỏng chảy qua van.
- Trục van: Trục van hoạt động như một đầu nối giữa bộ truyền động và phích cắm. Nó truyền lực tác động từ bộ truyền động đến phích cắm, cho phép van mở hoặc đóng.
- Gioăng làm kín/ vòng đệm: Vòng đệm cung cấp bề mặt ổn định và đồng đều cho nút chặn để tạo ra lớp đệm kín chống rò rỉ khi van đóng. Chúng có thể được vặn vít hoặc siết chặt.
Nguyên lý hoạt động của van cầu
Van cầu hoạt động dựa trên cơ chế xoay khi được điều khiển thông qua tay vặn hoặc bộ truyền động (đối với van điều khiển). Trục van chuyển động xoay, tạo chuyển động tịnh tiến theo phương thẳng đứng khiến đĩa van di chuyển xuống theo phương thẳng vuông góc với vòng đệm.
Khi đĩa van và vòng đệm tiếp xúc, van đóng hoàn toàn, ngăn chặn dòng chất lưu chảy. Van mở khi đĩa van không tiếp xúc với vòng đệm, và tốc độ dòng chảy có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi khoảng cách giữa hai bề mặt.
Video Cấu tạo và Đặc điểm Van Cầu Zetkama Model 234
Ưu điểm của Van Cầu
-
Khả năng điều tiết dòng chảy xuất sắc: Đây là điểm mạnh nhất của van cầu. Nhờ thiết kế đĩa van hình côn hoặc nút phích, van có thể kiểm soát lưu lượng tăng giảm rất mượt mà.
-
Độ bền cao: Ít bị mài mòn ở ghế van (seat) và đĩa van hơn so với các loại van khác khi hoạt động ở trạng thái mở một phần.
-
Vận hành dễ dàng: Hành trình đóng mở của van ngắn hơn so với van cổng, giúp thời gian đóng mở nhanh hơn.
Mục Đích Sử Dụng Và Ứng Dụng Van Cầu
Trong khi van bi và van cổng chủ yếu được đánh giá cao trong việc đóng/mở dòng chảy, van cầu còn được sử dụng để điều tiết dòng chảy một cách không hoàn toàn đóng/mở. Với thiết kế đĩa van hình yên ngựa, van cầu tạo dòng chảy theo hình chữ “Z,” điều này giúp kiểm soát dòng chất lưu theo một chiều nhất định.
So sánh Van Cầu và Van Cổng
So sánh sự khác biệt giữa Van Cầu và Van Cổng
Nhiều khách hàng thường nhầm lẫn giữa hai loại van này. Dưới đây là bảng so sánh nhanh giúp bạn lựa chọn đúng:
| Tiêu chí | Van Cầu (Globe Valve) | Van Cổng (Gate Valve) |
| Chức năng chính | Dùng để điều tiết lưu lượng (tăng/giảm to nhỏ). | Chỉ dùng để đóng ngắt hoàn toàn (On/Off). |
| Dòng chảy | Dòng chảy đổi hướng chữ Z, bị cản trở. | Dòng chảy thẳng, lưu thông toàn phần. |
| Tổn thất áp lực | Cao (áp suất đầu ra giảm). | Rất thấp (gần như không giảm áp). |
| Hướng lắp đặt | Phải lắp đúng chiều mũi tên trên thân van. | Có thể lắp theo hai chiều tùy ý. |
| Lời khuyên | Chọn khi cần chỉnh dòng chảy mạnh/yếu. | Chọn khi chỉ cần chặn dòng chảy 100%. |
Xem thêm: Van bi là gì? Cấu tạo và phân loại.
Xem thêm: Sự khác biệt chi tiết của Van cổng.
Ứng dụng van cầu
Van cầu được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau do khả năng điều tiết chính xác và bịt kín đáng tin cậy. Một số ứng dụng phổ biến bao gồm:
- Xử lý hóa học: Van cầu được sử dụng để kiểm soát dòng chảy của hóa chất qua đường ống. Khả năng bịt kín chặt chẽ của chúng rất quan trọng để đảm bảo xử lý vật liệu nguy hiểm một cách an toàn.
- Sản xuất điện: Trong các nhà máy điện, các van này được sử dụng để kiểm soát dòng hơi nước và các chất lỏng khác. Việc kiểm soát chính xác chúng rất quan trọng để tạo ra năng lượng hiệu quả.
- Xử lý nước và nước thải: Chúng được sử dụng cho mục đích điều tiết trong các cơ sở xử lý nước để điều chỉnh lưu lượng nước hoặc các hóa chất xử lý khác qua hệ thống.
- Ngành công nghiệp dầu khí: Van cầu được sử dụng để kiểm soát dòng chảy của dầu và khí trong đường ống. Thiết kế chắc chắn và độ kín khít của chúng rất quan trọng trong môi trường áp suất cao.
- Hệ thống HVAC: Các van này thường được sử dụng trong hệ thống sưởi ấm, thông gió và điều hòa không khí để kiểm soát lưu lượng và áp suất của chất làm mát hoặc chất làm lạnh.
- Ứng dụng hàng hải: Trên tàu thủy và tàu ngầm, van cầu được sử dụng để quản lý dòng chảy của chất lỏng qua mạng lưới đường ống phức tạp.
- Ngành thực phẩm và đồ uống: Được sử dụng để điều chỉnh dòng chảy của chất lỏng trong các giai đoạn chế biến khác nhau, đảm bảo chất lượng và an toàn của sản phẩm.
Phân Loại Van Cầu
Dựa vào Kiểu Kết Nối
Kết nối thân-nắp rất quan trọng để bảo dưỡng dễ dàng, kiểm tra tính toàn vẹn của phớt, lựa chọn kích thước van,… Dưới đây là các loại van cầu dựa trên kết nối nắp với thân van
Van Cầu Kết Nối Ren
Van cầu kết nối ren có cấu trúc đơn giản và có 2 dạng. Một là miếng đệm của nắp van được gắn chặt vào bề mặt quay, việc nới lỏng hoặc siết chặt nắp van có khả năng làm hỏng bề mặt khớp nối. Nếu kích thước van lớn, mô-men xoắn cần thiết để siết chặt nắp van rất lớn. Do đó, việc sử dụng nắp van ren bị giới hạn ở các van có kích thước danh nghĩa không lớn hơn DN80.
Dạng 2 là nắp van cũng có thể được kết nối với thân van bằng một vòng ren riêng biệt. Ưu điểm của cấu trúc này là mối nối được cố định, do đó bề mặt mối nối sẽ không di chuyển so với nhau. Do đó, ngay cả khi nắp van được siết chặt thường xuyên, bề mặt mối nối cũng không dễ bị hư hỏng.
Van Cầu Kết Nối Bích
Van cầu kết nối bích có bu lông trải rộng trên khu vực kết nối. Các bu lông bổ sung giúp giữ chặt kết nối hơn và trải đều hơn so với van cầu kết nối bu lông. Nó cũng cho phép kết nối bích được áp dụng cho nhiều kích cỡ van khác nhau và các điều kiện vận hành khắt khe.
Tuy nhiên, đối với các kích cỡ van lớn hơn, nên sử dụng kết nối hàn để vận hành an toàn hơn.
Van Cầu Kết Nối Hàn
Van cầu kết nối hàn được tạo ra bằng cách hàn nắp vào thân van. Nắp thường được hàn hoàn toàn vào thân van. Kết nối nắp hàn có thể áp dụng cho hầu hết các kích cỡ van và hoạt động trong nhiều điều kiện vận hành khác nhau.
Tuy nhiên, nhược điểm lớn kết nối hàn là việc tháo rời kết nối có thể làm hỏng nắp ca-pô và thân van. Do đó, kết nối nắp ca-pô này được sử dụng trong trường hợp có thể thay thế thân van.
Van cầu 3 ngã
Khác với các loại van 2 cửa thông thường, Van cầu 3 ngã (3-way Globe Valve) được thiết kế với 3 cổng kết nối (3 cửa), cho phép dòng chảy đi qua theo các hướng khác nhau để thực hiện nhiệm vụ trộn (mixing) hoặc chia dòng (diverting).
-
Cấu tạo: Thay vì sử dụng viên bi như van bi 3 ngã, van cầu 3 ngã sử dụng một đĩa van (plug) di chuyển tuyến tính lên xuống để đóng mở cửa van. Thiết kế này giúp van có khả năng điều tiết lưu lượng cực kỳ chính xác.
-
Phân loại:
-
Van cầu 3 ngã trộn (Mixing valve): Dùng để trộn hai dòng lưu chất đầu vào thành một dòng đầu ra (thường dùng để điều chỉnh nhiệt độ nước nóng/lạnh).
-
Van cầu 3 ngã chia dòng (Diverting valve): Dùng để phân chia một dòng lưu chất đầu vào thành hai dòng đầu ra khác nhau.
-
-
Ứng dụng: Loại van này đặc biệt phổ biến trong các hệ thống trao đổi nhiệt, hệ thống dầu truyền nhiệt (Thermal Oil) hoặc hệ thống HVAC, nơi cần kiểm soát nhiệt độ và lưu lượng chính xác.
Dựa vào Phương Pháp Vận Hành
Van Cầu Điều Khiển Bằng Tay
Van cầu thủ công là loại van điều chỉnh lưu lượng chất lỏng trong đường ống, được vận hành bằng tay quay hoặc đòn bẩy. Chúng thường dùng trong các ứng dụng yêu cầu kiểm soát chính xác, đặc biệt trong các ngành công nghiệp hóa chất, hóa dầu và dược phẩm, cũng như trong môi trường áp suất và nhiệt độ cao.
Van Cầu Điều Khiển Bằng Điện
Van cầu điều khiển điện là một thiết bị dùng để điều chỉnh lưu lượng chất lỏng trong đường ống. Nó hoạt động bằng cách sử dụng một đĩa hình cầu nằm trong thân van, được kết nối với thân van và bộ truyền động điện. Bộ truyền động này điều khiển chuyển động của đĩa, mở hoặc đóng van để kiểm soát lưu lượng. Ưu điểm của van cầu điều khiển điện là khả năng điều khiển chính xác và từ xa, đồng thời thiết kế đặc biệt của van cho phép kiểm soát lưu lượng một cách hiệu quả.
Van Cầu Điều Khiển Bằng Khí Nén
Van điều khiển cầu khí nén là loại van cho phép kiểm soát chính xác lưu lượng và tốc độ trong hệ thống. Bộ truyền động khí nén trên các van này sử dụng tín hiệu phản hồi và điều khiển để đóng mở van chính xác. Cấu tạo của van điều khiển cầu bao gồm hai bộ phận chính là bộ truyền động khí nén và van cầu. Ngoài ra còn có các thiết bị khác như: Bộ định vị van khí nén, van điện từ khí nén…
Xem thêm các loại khác tại Ecozen: Van cầu
Các loại van cầu tiêu biểu ở Ecozen
1. Van cầu thép
 |
|
 |
Van cầu thép Mival 347
|
 |
|
 |
Van cầu thép đen Genebre 2233A
|
2. Van cầu gang
 |
|
 |
|
 |
|
 |
|
3. Van cầu đồng, inox
 |
|
 |
|
 |
Van cầu inox Genebre 2230
|
Câu hỏi thường gặp về van cầu
Tại sao trên thân van cầu luôn có mũi tên chỉ hướng? Lắp ngược có sao không?
- Không giống như van cổng hay van bi có thể lắp chiều nào cũng được, van cầu bắt buộc phải lắp đúng chiều dòng chảy theo mũi tên đúc trên thân van.
- Lý do: Thiết kế bên trong van cầu buộc dòng chảy chuyển hướng từ dưới lên trên đĩa van (hoặc ngược lại tùy thiết kế).
- Nếu lắp ngược: Áp lực lưu chất sẽ dồn lên phía trên đĩa van khi đóng, làm tăng lực vặn tay quay và nhanh làm hỏng bộ phận làm kín (packing) ở cổ van, gây rò rỉ.
Van cầu và Van cổng (Gate valve): Loại nào tốt hơn?
Không có loại nào tốt hơn, chỉ có loại phù hợp hơn với mục đích sử dụng:
- Chọn Van Cầu: Nếu bạn cần điều tiết lưu lượng (mở 30%, 50%…) hoặc dùng cho hơi nóng, khí nén cần độ kín cao.
- Chọn Van Cổng: Nếu bạn chỉ cần đóng hoặc mở hoàn toàn (On/Off) và muốn dòng chảy đi qua mạnh nhất, không bị giảm áp suất.
Tại sao áp suất đầu ra của van cầu thường bị yếu đi?
- Đây là nhược điểm cố hữu của van cầu. Do cấu tạo bên trong hình chữ Z (hoặc chữ ngã), dòng chảy bị ép đổi hướng liên tục, gây ra ma sát lớn và hiện tượng sụt áp (Pressure Drop). Nếu hệ thống của bạn yêu cầu áp lực đầu ra mạnh, hãy cân nhắc kỹ hoặc tăng kích thước đường ống.
Van cầu hơi (Bellow Seal Globe Valve) khác gì van cầu thường?
- Van cầu hơi Bellow Seal sử dụng một ống xếp (bellows) bằng inox để bao bọc trục van, thay vì chỉ dùng gioăng làm kín thông thường.
- Ưu điểm: Ngăn chặn tuyệt đối tình trạng rò rỉ hơi hoặc lưu chất độc hại ra môi trường qua cổ van.
- Ứng dụng: Đặc biệt cần thiết cho hệ thống Dầu truyền nhiệt (Hot oil), hơi nóng áp cao hoặc hóa chất độc hại.
Khi nào nên dùng Van cầu dạng bầu và Van cầu dạng chữ ngã?
- Dạng bầu (Globe): Thường dùng cho các size nhỏ và trung bình, chịu áp lực tốt.
- Dạng chữ ngã (Y-pattern): Thân van nghiêng 45 độ, giúp dòng chảy đi thẳng hơn, giảm thiểu sụt áp so với dạng bầu truyền thống. Thường dùng cho các hệ thống áp suất cực cao.
Van cầu là thiết bị không thể thiếu trong các hệ thống yêu cầu điều khiển chính xác lưu lượng hơi nóng, dầu nhiệt và khí nén. Tuy nhiên, việc lựa chọn đúng vật liệu (Gang, Thép hay Inox) và kích cỡ (DN15 – DN300) quyết định trực tiếp đến tuổi thọ hệ thống.
Tại Ecozen, chúng tôi không chỉ cung cấp van cầu chính hãng từ Zetkama (Ba Lan), Mival (Ý), Genebre (Tây Ban Nha) mà còn hỗ trợ tư vấn kỹ thuật lắp đặt miễn phí.
Hình ảnh thực tế van cầu hơi
