1. Tầm quan trọng của việc hiểu rõ về cấu tạo của van bướm

Việc hiểu rõ về cấu tạo của van bướm là rất quan trọng nếu bạn muốn toàn bộ quá trình lựa chọn, lắp đặt, sử dụng, bảo dưỡng, bảo trì được diễn ra suôn sẻ. Tại sao lại nói chúng quan trọng, hãy cùng tìm hiểu một số lý do cụ thể như sau:

Thiết kế và lựa chọn: Hiểu rõ về cấu tạo của van bướm, giúp bạn có thể nắm bắt rõ ràng từng chi tiết, bộ phận trong van, thiết kế của van và xác định xem chúng có tương thích với yêu cầu của ứng dụng hay không như áp suất, nhiệt độ, lưu lượng… Từ đó bạn có thể dễ dàng lựa chọn được loại van phù hợp cho từng ứng dụng cụ thể.

Hiệu suất và hoạt động: Việc hiểu rõ cấu tạo của van bướm giúp bạn có thể dự đoán được hiệu suất và khả năng hoạt động của van. Cấu tạo của van sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và khả năng hoạt động của van.

Bảo trì và sửa chữa: Để có thể bảo trì và sửa chữa van thì điều bắt buộc là bạn phải hiểu được cấu trúc của van, các chi tiết có trong van. Khi có vấn đề xảy ra, nắm rõ được cấu trúc của van giúp xác định nhanh chóng và chính xác nguyên nhân gây ra vấn đề để đưa ra phương án khắc phục kịp thời.

Độ bền và tuổi thọ: Cấu trúc khác nhau của van bướm ảnh hưởng đến độ bền và tuổi thọ của van.

2. Các thành phần cấu tạo chính của van bướm

Thân van: Thân van là phần bao bọc bên ngoài của van, phần thân đóng vai trò quan trọng trong việc chịu áp suất và giữ vững cấu trúc cho van. Thân van có thể được chế tạo từ nhiều loại vật liệu khác nhau như vật liệu thép, gang, nhựa, nhôm… Thân van được thiết kế với 2 dạng là dạng thân đúc liền và dạng thân nhiều mảnh. Dạng thân đúc liền là loại thân van được sản xuất dưới dạng một khối duy nhất thông qua quá trình đúc. Điều này giúp giảm thiểu số lượng các mối hàn hoặc nối trong van, tăng tính bền và độ kín khít. Thân nhiều mảnh được lắp ráp từ các bộ phận riêng lẻ, loại van này dễ dàng tháo rời và lắp ráp lại, giúp dễ dàng bảo trì và thay thế.

Đĩa van: Đĩa van là bộ phận quan trọng trong van, chúng được thiết kế với dạng tấm, có dạng hình cánh bướm nằm trên trục van, có thể xoay để điều chỉnh. Đĩa van mở, lưu lượng tăng, đĩa van đóng, lưu lượng giảm.

Gioăng làm kín: Gioăng làm kín hay vòng làm kín, đệm làm kín là bộ phận nằm giữa đĩa van và thân van, bộ phận này tạo một niêm phong kín giữa đĩa và thân, ngăn chặn rọ rỉ lưu chất qua khi van đóng. Gioăng làm kín thường được chế tạo từ các loại vật liệu có độ đàn hồi như vật liệu cao su NBR, vật liệu teflon. Gioăng NBR có độ đàn hồi cao hơn nhưng nên cân nhắc về đặc điểm nhiệt độ, áp suất, lưu chất làm việc của chúng. Vật liệu teflon độ cứng cao hơn, sử dụng tốt với các ứng dụng nhiệt cao, áp cao và tương thích với các lưu chất ăn mòn.

Trục van: Trục van kết nối đĩa và cơ cấu xoay bao gồm có các loại tay quay, tay gạt, bộ truyền động điện hoặc bộ truyền động khí nén. Khi trục xoay, đĩa cũng xoay theo để điều chỉnh lưu lượng. Trục van thường được cấu tạo từ các loại vật liệu thép hoặc inox để có thể chịu lực tốt trong quá trình vận hành.

Giăng làm kín cổ van: Giăng làm kín cổ van có tên gọi quen thuộc hơn là vòng đệm chữ O, chúng được đặt giữa trục van và thân van, ngăn ngừa sự rò rỉ của chất lỏng hoặc khí. Vòng đệm chữ O này thường được cấu tạo từ dòng vật liệu cao su, có độ đàn hồi cao.

Thiết bị truyền động: Thiết bị truyền động (hoặc cơ cấu truyền động) là phần giúp điều khiển hoạt động mở/đóng của van. Các tùy chọn bao gồm tay quay, tay gạt, cơ cấu điện, cơ cấu khí và các cơ cấu tự động hóa khác.

Bộ truyền động dạng tay gạt: Bộ truyền động dạng tay gạt của van bướm có thiết kế rất đơn giản và nhỏ gọn. Chúng được thiết kế với 2 cơ cấu chính, một bộ phận đĩa sử dụng để khóa vị trí của van, thường được thiết kế với 10 vị trí khóa. Bộ phận đĩa này giúp giữ cố định van ở một vị trí, không bị dịch chuyển trong quá trình hệ thống hoạt động. Bộ phận thứ 2 là bộ phận tay bóp (tay gạt), bộ phận này có thiết kế như dạng mỏ vịt, để điều khiển van, cần bóp phần mỏ vịt và xoay tay đến các vị trí.

Bộ truyền động tay quay: Bộ truyền động này mang lại khả năng hỗ trợ đóng mở nhẹ nhàng hơn nhờ vào cơ cấu của hộp bánh răng. Nhờ vậy, với các van có kích thước lớn, hay áp suất hệ thống lớn thì việc đóng mở cũng rất dễ dàng.

Bộ truyền động điện: Bộ truyền động điện giúp điều khiển đóng mở van tự động, động cơ điện được cấp điện vào tạo ra mô men xoắn để điều khiển đóng mở. Điều khiển bằng nguồn điện năng 24V, 110V, 220V, 380V… Điều khiển bằng điện tiện lợi, nhẹ nhàng, nhanh chóng, tiết kiệm thời gian, nhân công.

Bộ truyền động khí nén: Bộ truyền động khí nén cũng là bộ điều khiển dạng tự động, thay vì sử dụng điện năng để điều khiển như bộ truyền động điện thì chúng hoạt động dựa vào áp suất của khí nén. Khí nén cấp vào bộ truyền động tạo ra áp suất làm bộ truyền động quay và truyền mô men xoắn để điều khiển van. Bộ truyền động khí nén điều khiển đóng mở nhanh hơn so với bộ truyền động điện.

3. Các thiết kế van bướm

Dựa vào thiết kế của van bướm ta có thể phân loại chúng thành 2 loại chính đó là dạng đồng tâm và dạng lệch tâm. Đặc điểm cơ bản của 2 loại này đó là:

Van bướm đồng tâm: Van bướm đồng tâm có đĩa nằm chính giữa dòng chất lỏng hoặc khí khi van hoàn toàn đóng. Khi đĩa xoay, nó tạo ra một khoảng trống để cho chất lỏng hoặc khí đi qua. Loại van này thường có thiết kế đơn giản và phù hợp cho các ứng dụng với áp suất thấp đến trung bình.

Van bướm lệch tâm: Van bướm lệch tâm có đĩa không nằm chính giữa dòng chất lỏng hoặc khí khi van đóng. Điều này tạo ra một khoảng trống ở một bên của đĩa khi nó xoay, cho phép chất lỏng hoặc khí đi qua. Các thiết kế lệch tâm có thể được phân thành các loại lệch tâm đơn, lệch tâm đôi và lệch tâm ba, với mức độ lệch tâm và vị trí đĩa khác nhau.

Lệch tâm đơn: Van bướm lệch tâm đơn có trục van vẫn nằm ở tâm của đường ống, nhưng vị trí của đĩa sẽ nằm chệch so với tâm của thân van, do đó đĩa và trục van sẽ nằm lùi xuống phía sau. Điều này tạo ra một vị trí không đối xứng cho đĩa khi van đóng, giúp giảm mối nguy va đập và mất áp suất.

2. Lệch tâm đôi: Van bướm lệch tâm đôi hay còn được gọi là van bướm lệch tâm kép có thêm một bước lệch tâm so với lệch tâm đơn. Trục van lệch so với tâm của đường ống và trục van lệch so với tâm của thân van. Với thiết kế kiểu lệch tâm kép này, chúng giúp giảm đáng kể quá trình mài mòn và giúp kéo dài tuổi thọ của van. Loại van này là lựa chọn lý tưởng ứng dụng cho các ngành công nghiệp liên quan đến vật liệu hóa học.

3. Lệch tâm ba: Van bướm lệch tâm ba có thêm một bước lệch tâm nữa so với loại lệch tâm đôi (lệch tâm kép). Bao gồm: Trục van lệch so với tâm của đường ống, trục van lệch so với tâm của thân van và phần gioăng đệm được thiết kế lệch. Với thiết kế này, các van này giúp giảm va đập, tránh mất áp suất và tránh mài mòn đĩa. Loại này sẽ phù hợp với các ứng dụng có đặc điểm yêu cầu khắc nghiệt.

4. Vật liệu sản xuất van bướm

Van bướm có cấu tạo bao gồm nhiều chi tiết khác nhau. Để phù hợp với chức năng của từng chi tiết, từng chi tiết sẽ được cấu tạo từ các loại vật liệu có đặc tính khác nhau. Ví dụ như phần thân van thường được cấu tạo từ các loại vật liệu thép carbon, vật liệu inox, vật liệu nhựa… các chi tiết như gioăng làm kín, đệm làm kín được cấu tạo từ các vật liệu có độ đàn hồi cao như EPDM, Viton, PTFE, NBR… Đặc điểm của từng loại vật liệu như sau:

Vật liệu cấu tạo thân van

Phần thân van bướm được cấu tạo từ nhiều loại vật liệu khác nhau, điều này mang lại tính đa dạng ứng dụng cho van. Đặc điểm chính của một số loại vật liệu cấu tạo van bướm đó là:

Thép carbon: Thép carbon là loại vật liệu thích hợp sử dụng với các ứng dụng có điều kiện áp suất và nhiệt độ cao khá tốt.
Thép không gỉ: Đặc trưng của vật liệu thép không gỉ là khả năng chống ăn mòn, chúng ngăn ngừa gỉ sét, kháng hóa chất, độ bền cao. Một sô loại vật liệu thép không gỉ thông dụng là inox 201, inox 304, inox 316.
Gang: Vật liệu gang chỉ nên sử dụng với các ứng dụng áp suất và nhiệt độ từ thấp đến trung bình.
Nhựa: Các loại nhựa được sử dụng phổ biến trong chế tạo thân van bao gồm nhựa PC, nhựa UPVC, CPVC, các vật liệu nhựa này có khả năng chống ăn mòn và kháng hóa chất tốt.

Vật liệu cấu tạo gioăng

Gioăng van bướm cũng được cấu tạo từ nhiều loại vật liệu khác nhau do đặc điểm của các ứng dụng là khác nhau, việc lựa chọn vật liệu cấu tạo gioăng van bướm cần dựa trên yêu cầu cụ thể của ứng dụng cụ thể bao gồm có một số đặc điểm như nhiệt độ, áp suất, chất lỏng hoặc khí đi qua…Đặc điểm và tính ứng dụng của một số loại gioăng van bướm như sau:

Gioăng PTFE: Tên đầy đủ Polytetrafluoroethylene, cũng thường được gọi là teflon. Vật liệu PTFE được sử dụng nhiều trong chế tạo các loại gioăng làm kín. Vật liệu này có khả năng chống ăn mòn rất tốt, khả năng kháng hóa chất và kháng nhiệt tốt và chịu được áp lực làm việc cao.
EPDM: Vật liệu EPDM tên đầy đủ là Ethylene Propylene Diene Monomer – một loại cau su tổng hợp có đặc trưng là có khả năng chống chịu thời tiết khắc khiệt, kháng ozone và chống ăn mòn tốt. Loại vật liệu này sử dụng phù hợp với các lưu lượng nước thống thường, không sử dụng với các lưu chất dầu.
Nitrile (NBR): Gioăng NBR có đặc trưng là khả năng kháng dầu, chúng có thể sử dụng với một số ứng dụng dầu có độ nhớt trung bình.
Viton: Gioăng Viton hay gioăng FKM được cấu tạo từ một loại cao su fluorocarbon, loại vật liệu này có khả năng kháng hóa chất mạnh rất tốt, chống ăn mòn, chịu nhiệt độ cao và áp suất cao, chúng thường được sử dụng tại các ứng dụng hóa chất, dầu khí…