Cấu tạo van cổng

Van cổng là một trong những thành phần rất quan trọng của các hệ thống để kiểm soát chất lỏng các loại. Van cổng là 1 thiết bị có cấu tạo từ nhiều chi tiết cấu thành, mỗi 1 chi tiết trong van đều đóng vai trò quan trọng, thực hiện chức năng riêng biệt trong van.

Việc tìm hiểu về cấu tạo van cổng cũng vô cùng quan trọng. Khi hiểu rõ về đặc điểm cấu tạo của van, hiểu rõ chức năng của từng bộ phận, sẽ phục vụ cho quá trình lựa chọn, lắp đặt và sử dụng sau này đơn giản hơn.

Tại sao cần phải tìm hiểu về cấu tạo van cổng?

Lựa chọn chính xác: Từng chi tiết của van có cấu tạo khác nhau thì đặc điểm và tính chất của van sẽ có sự khác biệt, do đó, khi hiểu rõ về cấu tạo của van, có thể lựa chọn chính xác loại van cổng phù hợp với yêu cầu và điều kiện hoạt động của hệ thống.

Lắp đặt: Hiểu rõ về cấu tạo của van cổng để hiểu rõ hơn các thông số phục vụ cho việc lắp đặt dễ dàng hơn, chính xác hơn.

Bảo dưỡng và sửa chữa: Hiểu rõ về cấu tạo của van cổng giúp các kỹ thuật viên hiểu rõ các thông số, phục vụ cho việc thực hiện bảo dưỡng định kỳ, sửa chữa nhanh chóng và chính xác. Tránh tình trạng “chữa lợn lành thành lợn què”.

Xác định lỗi và sự cố: Khi biết rõ về cấu tạo của van, khi lỗi, sự cố xảy ra có thể nhanh chóng xác định được nguyên nhân xuất phát từ đâu và đưa ra hướng xử lý phù hợp.

Tối ưu hóa hiệu suất hệ thống: Để có thể cung cấp điều kiện hoạt động tối ưu cho van cổng, đảm bảo cải thiện hiệu suất hoạt động và độ tin cậy của hệ thống thì trước tiên các kỹ thuật viên phải hiểu rõ cấu tạo và các thông số của van.

Tiết kiệm thời gian và tiền bạc: Hiểu rõ cấu tạo giúp việc lựa chọn nhanh chóng, chính xác, sửa lỗi và sự cố đúng cách, nhờ vậy giúp tiết kiệm thời gian và tiện bạc.

Cấu tạo van cổng

Thân van

Thân van là chi tiết được thiết kế để cấu trúc cơ bản van cổng, phần thân này chịu áp lực và chứa các bộ phận và chi tiết khác. Thân van cổng có thiết kế với 2 dạng chính là dạng hình tròn và dạng hình bầu dục. Đặc điểm của từng loại như sau:

Hình tròn

Phần thân van loại này được thiết kế đầu capo có dạng hình tròn, kết nối với nắp capo tròn, có thể lắp thông qua kết nối ren hoặc bằng các bu lông và đai ốc. Thiết kế phần thân hình tròn này thường được áp dụng với các van ren, kích thước nhỏ gọn, cần đầu tròn để vặn ren. Với các van kích thước lớn hơn, thường không thiết kế dạng tròn bởi chúng khiến kích thước của van cồng kềnh hơn, chiếm nhiều diện tích lắp đặt hơn.

Hình bầu dục

Phân thân van loại này thiết kế phần đầu nắp capo có dạng hình bầu dục, kết nối với nắp capo dạng bầu dục, kết nối thông qua kết nối bu lông và đai ốc. Thiết kế thân dạng hình bầu dục này giúp kích thước của van nhỏ gọn hơn, tiết kiệm diện tích lắp đặt của van.

Nắp van

Nắp van hay còn được gọi là nắp capo (bonnet), phần nắp này được lắp đặt cùng với thân van, giữ cố định và bảo vệ các chi tiết trong van như trục van, đĩa van, đệm van, gioăng làm kín… Phần nắp này được cố định vào thân thông qua kết nối ren hoặc bu lông đai ốc. Vì vậy, phần nắp này cho phép tháo rời dễ dàng, nhanh chóng.

Việc cho phép tháo rời là rất quan trọng trong bảo dưỡng, bảo trì van, tháo rời phần nắp để bảo dưỡng, bảo trì các chi tiết như đĩa, trục, gioăng trong van.

Đĩa van

Đĩa van và chi tiết chính để điều chỉnh dòng chảy trong van, đĩa van chặn giữa thân van, chặn dòng chảy hoặc cho phép dòng chảy lưu thông qua. Đĩa van cổng được thiết kế với 2 loại là đĩa liền và đĩa đôi. Đặc điểm của từng loại đĩa như sau:

Đĩa liền

Đĩa liền hay còn được gọi là đĩa đơn, một tấm, loại đĩa liền này trên thị trường hiện nay thông dụng hơn cả. Chúng được sử dụng phổ biến bởi thiết kế rất đơn giản và hiệu suất hoạt động lại tuyệt vời. Đĩa liền đơn giản là một đĩa có dạng tròn dẹt theo hình dạng của thân van. Thiết kế được đúc thành một khối đồng nhất. Đường kính của đĩa thường bằng với đường kính trong của van để thực hiện nhiệm vụ chặn dòng chất lỏng qua van.

Thiết kế của đĩa van này đơn giản, nên giá thành của các van cổng dạng đĩa liền cũng rẻ hơn so với dạng đĩa đôi.

Đĩa van đôi

Cấu trúc hoàn chỉnh của 1 đĩa van đôi bao gồm có 2 nêm và 2 đĩa, sau đó được khớp lại với nhau. Hoạt động của đĩa van đôi có sự khác biệt so với đĩa liền. Hai đĩa của van khi van đóng sẽ đẩy sang 2 bên, khi đĩa van nâng lên thì sẽ tự thu lại, thiết kế này khá đặc biệt, mang lại nhiều ưu điểm, một số ưu điểm như sau:

Hoạt động đáng tin cậy: Chúng đảm bảo hoạt động đáng tin cậy ngay cả khi các van phải hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt như nhiệt cao, hay van phải đóng ngắt nhanh.

Khả năng niêm phong tốt: Khả năng niêm phong làm kín của van này rất tốt, đảm bảo độ kín cao kể cả các ứng dụng nhiệt cao có thể gây biến dạng đĩa van.

Dễ dàng bảo trì: Thiết kế dạng đĩa đôi có bốn mảnh ghép với nhau, chúng có thể tháo rời các mảnh đơn giản mà không cần các công cụ đặc biệt. Việc bảo trì cũng dễ dàng hơn nhiều.

Sử dụng tốt với áp suất chênh lệch cao: vì đĩa van được thiết kế dạng 2 đĩa hoàn toàn riêng biệt và thiết kế đối xứng nhau, cho nên các van này có thể duy trì khả năng làm kín khi áp suất chênh lệch 1 trong 2 hướng.

Trục van

Trục van là một chi tiết kỹ thuật kết nối giữa bộ phận truyền động và bộ phận đĩa van. Bộ phận này giúp truyền chuyển động từ bộ truyền động khi tiến hành thực hiện điều khiển đóng van hoặc mở van đến bộ phận đĩa van. Trục van là 1 trục thẳng đứng có tiện ren ở 1 đầu, được cấu tạo từ vật liệu có độ bền cơ học cao như vật liệu thép, vật liệu inox. Trục van có 2 loại chính là loại trục cho van cổng ty chìm và trục cho van cổng ty nổi. Đặc điểm của 2 loại trục này như sau:

Trục van cổng ty chìm

Van cổng ty chìm là loại van được thiết kế với phần ty chìm trong thân van, có nghĩa là đối với loại van này kể cả khi van đóng hoặc khi van mở thì phần ty van vẫn nằm trong thân van. Để có thể như vậy, thiết kế phần tiện ren của ty van sẽ có sự khác biệt.

Đối với loại van cổng ty chìm, phần ty sẽ được tiện ren ở dưới, vị trí kết nối với đĩa van. Đĩa van cũng được tiện ren để khớp với ty. Vị trí kết nối với tay quay thì sẽ được kết nối cố định. Vì vậy, khi điều chỉnh van đóng hoặc mở, ty ren này sẽ được điều chỉnh xoay, bộ phận tay quay không quay, đĩa không quay, cho nên ren khớp với đĩa sẽ nâng đĩa lên hoặc hạ đĩa xuống theo quá trình điều khiển cụ thể.

Trục van cổng ty nổi

Van cổng ty nổi thiết kế phần trục van lộ bên ngoài, dễ dàng quan sát được bằng mắt thường, thiết kế này khi van đóng hoặc mở có thể theo dõi được trạng thái của van từ bên ngoài. Phần trục này thiết kế ngược lại hoàn toàn so với trục chìm. Phần tiện ren sẽ được thiết kế ở phần trên, vị trí tiếp xúc với tay quay, phần dưới kết nối với đĩa van sẽ được gắn cố định.

Vì vậy, khi điều chỉnh van đóng hoặc mở, ty ren và đĩa van sẽ không quay, vị bộ phận chuyển động duy nhất là bộ phận tay quay. Tay quay có phần ren khớp với phần ren của trục. Do đó, khi điều khiển xoay tay quay thì trục van có thể di chuyển lên xuống (chuyển đổi từ chuyển động xoay sang chuyển động tịnh tiến) và kéo theo chuyển động của đĩa van đã được cố định vào trục.

Thiết bị truyền động

Tay quay

Bộ truyền động dạng tay quay là bộ truyền động dạng cơ, điều khiển bằng tay. Để tiến hành điều khiển van đóng hoặc mở tiến hành xoay tay quay theo hướng thuận chiều kim đồng hồ hoặc ngược chiều kim đồng hồ.

Đối với việc điều khiển van bằng tay quay, chúng có nhiều ưu điểm cũng như những nhược điểm nhất định. Về ưu điểm thì loại này là dạng cơ, thiết kế đơn giản, không cần sử dụng năng lượng điện hay khí nén để điều khiển. Thiết kế tối giản, việc lắp đặt trở nên dễ dàng hơn, hệ thống cũng không yêu cầu phức tạp. Về nhược điểm thì loại này gây bất tiện cho quá trình sử dụng, điều khiển bằng tay gây tốn thời gian, tốn công sức. Ngoài ra, với những hệ thống khó tiếp cận thì việc các kỹ thuật viên tiếp cận để điều khiển bằng tay là không thể.

Truyền động điện

Loại này được điều khiển thông qua một bộ truyền động điện. Bộ truyền động điện điều khiển dựa vào nguồn năng lượng điện được cấp vào, chúng là kiểu điều khiển tự động, không cần sử dụng sức người để vận hành. Sử dụng năng lượng điện cấp vào làm quay động cơ, chuyển động quay của động cơ sẽ được chuyển đổi thành chuyển động của trục van và đĩa van.

Việc được điều khiển bằng điện năng mang lại nhiều lợi ích, chúng giúp cho việc điều khiển, vận hành van và toàn hệ thống đơn giản và nhẹ nhàng hơn rất nhiều. Tiết kiệm thời gian, tiết kiệm nhân công phục vụ cho việc vận hành. Các van này có thể vận hành từ xa, không cần tiếp cận trực tiếp hệ thống cho nên chúng phù hợp với các ứng dụng có tính chất đặc biệt như không gian hạn chế, ứng dụng độc hại mà con người không tiếp cận được.

Truyền động khí nén

Truyền động khí nén cũng là dạng điều khiển tự động, chúng vận hành dựa vào áp lực khí nén. Vì vậy, loại van này cũng mang lại nhiều ưu điểm của loại điều khiển tự động như tiện lợi, dễ dàng, nhanh chóng, tiết kiệm thời gian, công sức, khả năng điều khiển từ xa.

Bộ truyền động khí nén mang lại nhiều ưu điểm so với loại truyền động điện, chúng không sử dụng điện nên các nguy hiểm liên quan đến điện như chập cháy, cháy nổ sẽ hạn chế hơn, thời gian đóng mở của van khí cũng nhanh hơn các van điện hay tay quay.

Phớt và vòng đệm làm kín

Phớt và vòng đệm làm kín của van cổng rất quan trọng trong việc đảm bảo làm kín tại các chi tiết của van, ngăn ngừa rò rỉ trong quy trình điều khiển. Các chi tiết phớt và vòng đệm làm kín có ở các chi tiết như giữa phần nắp capo với thân, vị trí trục van và van.

Phớt và vòng đệm làm kín được cấu tạo từ nhiều loại vật liệu khác nhau, nhưng yêu cầu chung là phải có độ đàn hồi tốt, một số loại vật liệu phổ biến đó là vật liệu EPDM, PTFE, NPR… mỗi loại vật liệu có tính chất và khả năng tương thích khác nhau nên phải cân nhắc đặc điểm ứng dụng để lựa chọn loại phù hợp.