Cấu tạo van cổng gồm thân van, nắp van, đĩa van, ty (trục) van, ê-cu ty, bộ làm kín (tết chèn và gioăng) và bộ truyền động như tay quay, motor điện hay xi lanh khí nén. Mỗi bộ phận làm một việc riêng, và chỉ cần một chi tiết chọn sai vật liệu là cả van có thể rò hoặc kẹt. Bài này đi qua từng bộ phận của van cổng, chức năng và vật liệu thường dùng, để bạn đọc được catalogue và đoán đúng chỗ hỏng khi van có sự cố.
Vì sao nên hiểu cấu tạo trước khi mua hoặc sửa van
Hai van cùng DN, cùng áp suất nhưng khác kiểu đĩa, khác kiểu ty hay khác vật liệu làm kín sẽ cho kết quả vận hành rất khác nhau. Nắm cấu tạo giúp bạn làm được ba việc cụ thể:
- Đọc đúng bản vẽ và catalogue để chọn van hợp lưu chất, nhiệt độ và áp suất của hệ thống.
- Biết phải tháo phần nào khi bảo dưỡng, tránh tháo nhầm rồi làm hỏng thêm chi tiết khác.
- Khoanh vùng nguyên nhân nhanh khi van rò, kẹt hoặc đóng không kín.
Tổng quan các bộ phận chính
Van cổng đóng mở bằng cách nâng hoặc hạ một tấm chắn (đĩa van) vuông góc với dòng chảy. Khi nâng hết, đĩa rời khỏi đường dòng nên lưu chất đi thẳng, ít tổn thất áp. Bảng dưới tóm tắt các bộ phận và nhiệm vụ của chúng.
| Bộ phận | Nhiệm vụ | Vật liệu thường gặp |
|---|---|---|
| Thân van | Chịu áp, chứa đĩa, nối vào đường ống | Gang xám, gang cầu, thép đúc, inox, đồng |
| Nắp van (bonnet) | Che kín phần trên thân, giữ ty và tết chèn | Cùng vật liệu với thân |
| Đĩa van | Chặn hoặc cho phép dòng chảy | Gang, thép, inox, thường bọc đồng hoặc inox ở mặt làm kín |
| Ty van | Truyền chuyển động từ tay quay xuống đĩa | Thép không gỉ (inox 410, 304), thép carbon mạ |
| Ê-cu ty | Biến chuyển động quay thành chuyển động lên xuống | Đồng thau, đồng thanh |
| Tết chèn (packing) | Làm kín quanh ty | Graphite, PTFE, sợi tổng hợp |
| Gioăng nắp | Làm kín mối ghép thân và nắp | EPDM, PTFE, graphite, NBR |
| Tay quay hoặc bộ truyền động | Tạo lực đóng mở | Gang, thép, nhôm, hợp kim đúc |
Thân van
Thân van là phần chịu áp suất chính, bên trong có đường dòng chảy và hai đế (vòng làm kín) cho đĩa tì vào. Hai đầu thân là đầu nối với đường ống, kiểu nối quyết định cách thi công. Van cỡ nhỏ thường nối ren hoặc hàn. Van từ khoảng DN50 trở lên chủ yếu nối bích, theo tiêu chuẩn mặt bích như JIS, DIN hay ANSI. Bích của van phải cùng tiêu chuẩn với bích ống, nếu khác thì lỗ bu lông sẽ không thẳng hàng.
Về hình dạng, van ren cỡ nhỏ thường có thân và nắp tròn để vặn ren cho gọn. Van bích cỡ lớn dùng thân và nắp dạng bầu dục hoặc ghép bằng bu lông, giúp van nhỏ gọn và tiết kiệm chỗ lắp.
Vật liệu thân van
Vật liệu thân quyết định van dùng được cho lưu chất nào. Cách chọn ngắn gọn:
- Gang: phổ biến nhất cho nước sạch, nước thải, PCCC. Bạn có thể tìm hiểu thêm về gang cầu, gang xám để biết vì sao gang cầu chịu va đập tốt hơn. Dòng van cổng thân gang có giá dễ tiếp cận nhất.
- Thép đúc hoặc thép rèn: dùng cho hơi nóng, dầu, áp suất cao.
- Inox: dùng cho hóa chất nhẹ, thực phẩm, nước cần sạch. Dòng van cổng inox có nhiều mác, mỗi mác chịu ăn mòn khác nhau. Nếu băn khoăn van cổng inox có bị gỉ không, câu trả lời phụ thuộc vào mác inox và môi trường.
- Đồng: dùng cho van ren cỡ nhỏ trong dân dụng, nước nóng lạnh.
Nắp van
Nắp van (bonnet) đậy kín khoang chứa đĩa, đồng thời giữ ty và buồng nhồi tết chèn. Nắp ghép với thân bằng ren, bu lông hoặc kiểu nắp hàn. Kiểu bu lông phổ biến nhất vì tháo được để kiểm tra đĩa, đế và gioăng mà không phải cắt van ra khỏi đường ống. Nắp thường làm cùng vật liệu với thân để cùng giãn nở khi nhiệt độ thay đổi.
Đĩa van
Đĩa van là chi tiết thực hiện việc chặn dòng. Đĩa ép vào hai đế để làm kín. Nhiều người gọi nhầm là “điều chỉnh dòng chảy”, thực tế van cổng chỉ nên đóng hết hoặc mở hết. Về hình dạng, đĩa van cổng dạng nêm (wedge) và có các kiểu chính sau. Muốn xem cách các kiểu này được dùng để chia dòng sản phẩm, bạn có thể đọc thêm về phân loại van cổng.
Nêm đặc (solid wedge)
Đĩa là một khối liền, hai mặt làm kín nghiêng như hình nêm. Đây là kiểu đơn giản, bền và rẻ nhất, dùng rất rộng trong cấp nước và PCCC. Nhược điểm là nếu thân van biến dạng do nhiệt hoặc lực siết ống, nêm đặc dễ bị kẹt hoặc đóng không kín vì không tự bù được sai lệch.
Nêm đàn hồi (flexible wedge)
Đĩa vẫn là một khối nhưng có rãnh quanh chu vi, cho phép hai mặt đĩa biến dạng nhẹ để bám sát đế. Kiểu này giảm nguy cơ kẹt khi nhiệt độ thay đổi, thường gặp ở van thép dùng cho hơi và nước nóng.
Nêm đôi hoặc đĩa song song (double disc, parallel slide)
Đĩa gồm hai mảnh ghép lại, khi hạ xuống thì bộ nêm ở giữa banh hai mảnh ra ép vào hai đế, khi nâng lên thì hai mảnh thu lại. Đĩa song song dựa vào áp suất lưu chất đẩy mảnh đĩa vào đế phía hạ lưu. Kiểu này ít kẹt, dễ thay từng mảnh, và làm kín tốt cả khi áp suất đến từ một trong hai phía.
Mặt làm kín của đĩa và đế thường được bọc đồng, inox hoặc hợp kim cứng để chống mòn. Với van cổng cho nước thải, một số loại dùng đĩa bọc cao su EPDM để làm kín mềm.
Ty van và ê-cu ty
Ty (trục) van là thanh ren nối từ bộ truyền động xuống đĩa. Vật liệu phải bền cơ học và chống gỉ, thường là thép không gỉ hoặc thép mạ. Phần ren ty ăn khớp với ê-cu ty, một chi tiết bằng đồng nên mòn trước ty và dễ thay hơn. Cách ty và ê-cu bố trí tạo ra hai kiểu van, và đây là điểm khác biệt quan trọng khi thiết kế và lắp đặt. Bài so sánh về ty chìm và ty nổi phân tích kỹ hơn, ở đây chỉ nêu phần cấu tạo.
Ty chìm (NRS, ty không nâng)
Ty chỉ xoay tại chỗ, không đi lên xuống. Ren ở đầu dưới của ty ăn vào ê-cu gắn trong đĩa. Khi vặn tay quay, ty quay, ê-cu và đĩa chạy lên hoặc xuống dọc theo ty. Toàn bộ ren nằm trong thân van, tiếp xúc với lưu chất, nên kiểu này hợp chỗ chật, hố van, lắp ngầm.
Ty nổi (OS&Y, ty nâng)
Ê-cu ty nằm ở giá đỡ (yoke) bên ngoài, ren ty nằm ngoài lưu chất. Khi vặn tay quay, ê-cu quay còn ty chỉ đi lên hoặc xuống và kéo đĩa theo. Phần ty lộ ra ngoài là dấu hiệu nhìn bằng mắt để nhận biết van đang đóng hay mở: ty thò cao là van mở, ty thụt xuống là van đóng. Vì thế van ty nổi được ưu tiên cho hệ PCCC và nơi cần kiểm tra trạng thái nhanh. Cần chừa chiều cao cho ty khi mở hết.
Bộ truyền động
Tay quay
Tay quay là cách vận hành đơn giản nhất, không cần nguồn điện hay khí nén. Van cổng thông dụng đóng bằng cách quay tay quay theo chiều kim đồng hồ, mở bằng chiều ngược lại. Với van lớn, lực đóng nặng, nên dùng hộp số hoặc tay quay có bánh răng giảm tốc để thao tác nhẹ hơn. Hạn chế là phải có người đến tận nơi, không phù hợp vị trí khó tiếp cận.
Bộ truyền động điện
Motor điện quay ty hoặc ê-cu thay cho tay người. Loại này đóng mở từ xa, dùng cho hệ thống tự động, trạm bơm và nơi người khó tiếp cận. Bộ điện thường có công tắc hành trình và bộ giới hạn mô-men để dừng đúng điểm, tránh ép đĩa quá chặt vào đế.
Bộ truyền động khí nén
Xi lanh khí nén đẩy ty lên xuống, tốc độ đóng mở nhanh và không phát sinh tia lửa điện, phù hợp môi trường dễ cháy nổ. Bù lại cần có nguồn khí nén ổn định. Loại này gặp nhiều ở van cổng dao (knife gate) trong xử lý nước thải và bùn.
Tết chèn và gioăng làm kín
Van cổng có hai vị trí cần làm kín ra môi trường: quanh ty và giữa thân với nắp.
- Tết chèn (packing): các vòng sợi graphite, PTFE hoặc sợi tổng hợp nhồi trong buồng nhồi quanh ty, ép bằng gland (nắp ép tết chèn) và bu lông. Ty chuyển động và xoay liên tục nên đây là chỗ mòn đầu tiên. Khi thấy nhỏ giọt quanh ty, thường chỉ cần siết đều gland, nếu vẫn rò thì thay tết chèn.
- Gioăng nắp: làm kín mối ghép thân và nắp. EPDM hợp với nước và nhiệt độ vừa phải. PTFE chịu hóa chất tốt. Graphite hoặc gioăng kim loại dùng cho hơi và nhiệt độ cao.
Chọn gioăng và tết chèn theo lưu chất và nhiệt độ làm việc, không chỉ theo giá. Gioăng EPDM chịu dầu kém, còn gioăng cao su thường sẽ chai cứng nhanh trên đường hơi. Đây cũng là nhóm chi tiết nằm đầu danh sách những bộ phận hay hỏng của van cổng.
Đọc cấu tạo trên catalogue tiếng Anh
Catalogue của nhà sản xuất dùng tên tiếng Anh cho từng chi tiết: body (thân), bonnet (nắp), wedge hoặc disc (đĩa), stem (ty), yoke (giá đỡ), packing (tết chèn), gland (nắp ép), handwheel (tay quay). Khi đã quen với các từ này, bạn sẽ đọc được bản vẽ mặt cắt nhanh hơn. Bảng tên gọi tiếng Anh của từng bộ phận kèm các tiêu chuẩn thiết kế được giải thích riêng trong bài về gate valve.
Chọn mua van cổng đúng cấu tạo
Khi đặt mua, bạn nên nói rõ với đơn vị cung cấp các thông tin sau để tránh nhầm cấu hình: lưu chất, áp suất và nhiệt độ làm việc, DN, kiểu nối (ren hay bích, tiêu chuẩn nào), kiểu ty (chìm hay nổi), vật liệu thân và đĩa, cách vận hành. Viva cung cấp van cổng chính hãng, đủ CO/CQ, có đủ các dòng từ gang, thép đến inox. Tham khảo bảng giá van cổng để so sánh theo DN và vật liệu trước khi chốt.
Địa chỉ: Số 20 ngõ 102 Hoàng Đạo Thành, P. Khương Đình, TP. Hà Nội
Phụ trách kinh doanh: Miss Hoa
Câu hỏi thường gặp
Bộ phận nào của van cổng hỏng đầu tiên?
Thường là tết chèn quanh ty, vì ty luôn chuyển động và chịu áp. Sau đó là gioăng nắp và mặt đế bị mòn do đóng mở nhiều hoặc có cặn.
Ê-cu ty làm bằng vật liệu gì và có thay được không?
Ê-cu ty thường làm bằng đồng thau hoặc đồng thanh để mòn trước ty. Chi tiết này có thể thay riêng khi ren bị mòn, nhưng phải đúng bước ren và kích thước của dòng van đang dùng.
Nên chọn nêm đặc hay đĩa song song?
Nêm đặc đơn giản, bền, hợp nước và PCCC thông thường. Đĩa song song hoặc nêm đàn hồi hợp hơn khi nhiệt độ thay đổi nhiều hoặc đường ống dễ sinh lực biến dạng lên thân van.
Van cổng có cần bộ truyền động điện không?
Không bắt buộc. Van nhỏ và vị trí dễ tiếp cận dùng tay quay là đủ. Bộ điện hoặc khí nén chỉ cần khi van lớn, nằm xa, cần đóng mở từ xa hoặc đóng mở thường xuyên.
