- Van cổng (Gate valve) là gì?
- Van cổng là loại van được sử dụng phổ biến nhất trong các hệ thống đường ống. Được sử dụng cho mục đính chính là đóng mở dòng chảy của môi chất trong hệ thống đường ống. Van cổng hoạt động với phần đĩa van di chuyển lên xuống tương ứng với việc mở và đóng van. Việc di chuyển của đĩa van được sinh ra bởi tay điều khiển được kết nối với đĩa van. Đĩa van di chuyển như một cánh cổng bên trong van. Cũng vì lý do này, nó được gọi là van cổng.
- Van cổng được sử dụng để cô lập các khu vực cụ thể của mạng lưới đường ống trong quá trình bảo dưỡng, sửa chữa, lắp đặt mới. Cũng như định tuyến lại dòng chảy trên toàn bộ đường ống.
- Thiết kế và cấu tạo của valve cổng
- Van cổng có cấu tạo đơn giản, được sử dụng phổ biến trong các hệ thống đường ống với áp suất làm việc thấp. Van cổng được thiết kế với “cổng toàn phần”, điều này nghĩa là cổng van có cùng kích thước với đường kính trong của đường ống kết nối. Vì vậy, van cổng cho phép dòng chảy đi qua mà không gặp bất kỳ cản trở nào, không gây giảm áp trong đường ống. Điều này cũng cho phép làm sạch đường ống dễ dàng với các thiết bị làm sạch đường ống.
- Các bộ phận chính của van cổng bao gồm:
- Thân van (body): Là bộ phận chính của van, thường được chế tạo từ nhiều loại vật liệu khác nhau như đồng, gang, thép đen, thép không gỉ… Có chức năng chứa và liên kết các bộ phận khác của van để tạo thành van.
- Trục van (Stem): Là bộ phận truyền động của van, trục van liên kết đĩa van và tay điều khiển, truyền lực từ tay điều khiển tới đĩa van để thực hiện các nhiệm vụ đóng mở của đĩa van. Trục van thường làm bằng kim loại cứng, có khả năng chịu ăn mòn, ma sát tốt.
- Đĩa van (Disc): Còn gọi là cửa van, có hình dạng cánh cổng, có nhiệm vụ đóng mở để cô lập dòng chảy. Tiếp xúc trực tiếp với môi chất nên đĩa van thường được chế tạo từ các vật liệu chịu ăn mòn tốt, độ cứng cao.
- Gioăng làm kín (Seal & packing): Gioăng làm kín có nhiệm vụ làm kín thân với trục van, thân van với nắp van… Để hạn chế tối đa nguy cơ rò rỉ của van. Các bộ phận này thường được làm từ cao su tổng hợp, teflon… có độ đàn hồi, chịu nhiệt tốt.
- Nắp van (Bonnet): Là bộ phận nằm giữa tay điều khiển và thân van, bên ngoài của trục van, có tác dụng bảo vệ trục van và làm kín.
- Tay van: Là bộ phận nhận lực trực tiếp từ người vận hành để đóng và mở van. Van cổng thường sử dụng tay quay dạng xoay, còn gọi là dạng vô lăng bởi cơ chế đóng mở thông qua việc vặn tay quay.
- Nguyên lý hoạt động
- Nguyên lý hoạt động của van này thông qua phần trục van để điều khiển phần đĩa van di chuyển lên xuống như một cánh cổng để đóng/mở dòng chảy.
- Các loại van cổng
- Bên cạnh vật liệu được sử dụng để chế tạo van phù hợp cho các loại môi chất khác nhau, van cổng được phân loại dựa trên một số yếu tố về cấu trúc như sau:
- Theo loại đĩa van (Disc type): Van có đĩa van song song và van có đĩa van hình nêm.
- Theo loại Seat (Seat type): Van có seat kim loại và van có seat đàn hồi
- Theo loại trục van (Stem type): Van trục nâng và van trục không nâng.
Van cổng có đĩa song song và van cổng có đĩa hình nêm:
- Van cổng có đĩa song song (parallel disc gate valve) là loại van cổng có phần đĩa cấu tạo hai mặt song song, thường đường sử dụng để ngăn dòng chảy trong các hệ thống có áp suất cao. Loại van này có thể có một hoặc hai đĩa và được thiết kế để tạo ra áp lực đều trên hai mặt seat van, giúp ngăn chặn rò rỉ tốt hơn.
- Van cổng có đĩa hình nêm (wedge gate valve) là loại van cổng có đĩa đóng mở dạng hình nêm, tức là có dạng dốc nghiêng ở cả hai bên mặt đĩa. Đĩa hình nêm khi đóng sẽ áp sát vào seat van (seat valve) tạo ra sự kín khít hiệu quả. Loại van này thường được sử dụng trong các hệ thống yêu cầu đóng mở hoàn toàn kín chặt. Hầu hết các loại van trên thị trường và tại Greenwell để là dạng vạn cổng có đĩa hình nêm.
Van có seat kim loại và van có seat đàn hồi:
- Van có seat kim loại (Metal seated): là loại van cổng có bề mặt seat làm từ kim loại. Loại van này có khả năng chịu nhiệt độ và áp suất cao, thường được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp năng, nơi cần độ bền cao và khả năng chịu mài mòn tốt. Tuy nhiên loại van này không kín bằng van sử dụng seat đàn hồi.
- Van có seat đàn hồi (Resilient seated gate valve) là loại van có bề mặt seat được phủ lớp đàn hồi, như cao su hoặc elastomer. Loại van này có khả năng ngăn chặn rò rỉ tốt hơn so với van có seat kim loại. Thường được sử dụng trong hệ thống cấp nước hoặc các ứng dụng yêu cầu độ kín cao.
Van trục nâng và van trục không nâng
- Van cổng trục nâng (rising stem) là loại van cổng mà trục van (stem) di chuyển lên xuống cùng với cổng van khi van mở hoặc đóng. Khi van mở, trục nâng lên khỏi thân van, và khi van đóng, trục hạ xuống bên trong thân van. Loại van này cho phép người vận hành dễ dàng quan sát trạng thái của van (mở hoặc đóng) dựa vào vị trí của trục.
- Van cổng trục không nâng (non-rising stem) là loại van cổng mà trục van (stem) không di chuyển lên xuống khi van mở hoặc đóng. Trục van xoay tại chỗ để nâng hoặc hạ cổng van bên trong thân van. Loại van này phù hợp cho những vị trí có không gian hạn chế khi trục van không chiếm thêm không gian khi mở. Tuy nhiên khó xác định trạng thái đóng mở của van khi chỉ nhìn vào trục.
Ngoài ra van cổng còn được phân loại dựa trên các kiểu kết nối (kết nối ren, kết nối mặt bích, kết nối hàn). Tại Greenwell, chúng tôi cung cấp đầy đủ chủng loại của các loại van cổng với các kiểu kết nối khác nhau. Lên hệ ngay chuyên viên kỹ thuật của chúng tôi để được tư vấn trực tiếp.
- Mục đích sử dụng của van cổng
- Với cơ chế hoạt động đã đề cập ở trên, van cổng dễ bị ăn mòn và chỉ nên sử dụng ở các vị trí đóng/mở hoàn toàn.
- Ưu và nhược điểm của van cổng
- Ưu điểm:
- Đóng mở hoàn toàn: Van cổng cung cấp khả năng đóng mở hoàn toàn, giúp dòng chảy qua van không bị cản trở khi mở hoàn toàn, giảm thiểu mất áp suất.
- Đóng mở chậm: Van cổng có chu trình đóng mở chậm, không gây ra tình trạng thay đổi áp suất đột ngột gây ảnh hưởng đến đường ống.
- Độ kín khít cao: Khi đóng hoàn toàn, van cổng có thể tạo ra độ kín khít tốt, ngăn ngừa rò rỉ.
- Ứng dụng đa dạng: Van cổng có thể được sử dụng cho nhiều loại chất lỏng khác nhau.
- Độ bền cao: Van cổng có độ bền cao, ít phải bảo dưỡng, sửa chữa.
- Dễ bảo trì: Các bộ phận của van cổng dễ dàng tháo rời và thay thế khi cần bảo trì hoặc sửa chữa.
- Nhược điểm:
- Thời gian đóng mở lâu: Do thời gian đóng mở lâu, van cổng không phù hợp với các ứng dụng cần phản ứng nhanh.
- Không thích hợp để điều chỉnh dòng chảy: Van cổng không được thiết kế để điều chỉnh lưu lượng, chỉ phù hợp cho việc đóng hoặc mở hoàn toàn.
- Kích thước lớn: Van cổng thường có kích thước lớn hơn so với các loại van khác, chiếm nhiều không gian lắp đặt hơn.
- Mài mòn và ăn mòn: Các van có seat kim loại có thể dễ bị mài mòn hoặc ăn mòn theo thời gian, đặc biệt khi sử dụng với các chất lỏng có tính ăn mòn cao.
- Cần lực lớn để vận hành: Van cổng yêu cầu lực lớn hơn để vận hành so với một số loại van khác, đặc biệt là khi vận hành bằng tay.
- Ứng dụng của van cổng trong thực tế
- Gate valve là loại van công nghiệp được sử dụng vô cùng phổ biến, rộng rãi trên thị trường bởi chức năng, sự đa dạng của vật liệu, cấu tạo, thiết kế của loại van này. Một số ứng dụng phổ biến của van cổng:
- Van cổng được sử dụng cho tất cả các loại môi chất như chất lỏng, chất khí, chất hơi, chất keo, thậm chí là chất rắn
- Hệ thống dẫn khí, hệ thống đường ống dẫn nguyên liệu trong các nhà máy hoá chất, dầu khí
- Hệ thống cấp thoát trong các công trình thuỷ điện, trong các trung tâm thương mại, toà nhà, trong các nhà máy xí nghiệp.
- Hệ thống phòng cháy chữa cháy, hệ thống xử lý nước thải, nước sạch.
- Hướng dẫn lựa chọn van cổng
- Dưới đây là một số tiêu chí cần thiết khi lựa chọn van cổng, giúp người dùng tránh được những sai sót không đáng có:
- Môi chất: Việc xác định môi chất là rất quan trọng. Hiểu rõ tính chất của môi chất sẽ giúp bạn lựa chọn vật liệu phù hợp, đảm bảo an toàn và kéo dài tuổi thọ của van. Lựa chọn sai vật liệu có thể dẫn đến việc không thể sử dụng van, gây mất an toàn hoặc khiến van hư hỏng nhanh chóng.
- Áp suất làm việc: Cần xác định chính xác áp suất của hệ thống và chọn van có áp suất thiết kế cao hơn áp suất làm việc với một hệ số an toàn phù hợp. Việc chọn sai áp suất có thể dẫn đến hỏng cấu trúc van, gây nguy hiểm.
- Tiêu chuẩn kết nối: Cần xác định tiêu chuẩn kết nối của hệ thống đường ống để chọn loại kết nối van phù hợp. Ba dạng kết nối phổ biến là kết nối mặt bích (các tiêu chuẩn như ANSI, JIS, DIN,…) kết nối ren (NPT, BSP…) và kết nối hàn (hàn socket, hàn butt weld)
- Loại van:
Dưới đây là một số tiêu chí cần thiết khi lựa chọn van cổng, giúp người dùng tránh được những sai sót không đáng có:
Môi chất: Việc xác định môi chất là rất quan trọng. Hiểu rõ tính chất của môi chất sẽ giúp bạn lựa chọn vật liệu phù hợp, đảm bảo an toàn và kéo dài tuổi thọ của van. Lựa chọn sai vật liệu có thể dẫn đến việc không thể sử dụng van, gây mất an toàn hoặc khiến van hư hỏng nhanh chóng. Ví dụ, trong môi trường hóa chất có tính ăn mòn cao, sử dụng vật liệu thép thông thường sẽ làm van bị ăn mòn, dẫn đến hư hỏng hoặc rò rỉ.
Áp suất làm việc: Cần xác định chính xác áp suất của hệ thống và chọn van có áp suất thiết kế cao hơn áp suất làm việc với một hệ số an toàn phù hợp. Việc chọn sai áp suất (áp suất thiết kế của van thấp hơn áp suất làm việc) có thể dẫn đến hỏng cấu trúc van, gây nguy hiểm.
Tiêu chuẩn kết nối: Cần xác định tiêu chuẩn kết nối của hệ thống đường ống để chọn loại kết nối van phù hợp. Ba dạng kết nối phổ biến là kết nối mặt bích (với các tiêu chuẩn như ANSI, JIS, DIN,…), kết nối ren (NPT, BSP,…) và kết nối hàn (hàn socket weld, hàn butt weld,…).
Loại van: Dựa vào phân loại van ở phần trên để chọn loại van cổng phù hợp nhất cho ứng dụng cụ thể của bạn.
