Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của van cổng

Van cổng là loại van được sử dụng tương đối phổ biến trong các hệ thống cấp thoát nước, cũng như trong PCCC và đặc biệt là trong các phòng bơm. Để ứng dụng hiệu quả loại van này chúng ta cần hiểu về cấu tạo nguyên lý hoạt động van cổng. Các chuyên gia trong nghành ống và van, cùng các kỹ sư bán hàng dày dặn kinh nghiệm của chúng tôi chia sẻ bài viết để cùng quý độc giả hiểu thêm về loại van này.

1 Van cổng là gì

Để hiểu được cấu tạo nguyên lý hoạt động van cổng, chúng ta cần hiểu rõ về khái niệm van cổng là gì. Van cổng là 1 loại thiết bị ( 1 loại van ), được lắp đặt trên hệ thống đường ống, với mục đích đóng mở để ngăn hoặc cho lưu chất, cửa van có dạng giống như cửa cổng – cửa thành. Chính vì vậy mà van được gọi bằng tên gọi là van cổng hay van cửa.

Tên tiếng anh của loại van này là Gate Valve

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động van cổng 1

2 Ký hiệu van cổng trong bản vẽ

Như trong bài viết 『 Ký hiệu các loại van 』chúng ta đã biết trong bản vẽ kỹ thuật, bao gồm bản vẽ hệ thống, bản vẽ bố trí chung và bản vẽ thi công, người ta dùng các ký hiệu van cổng để thể hiện những vị trí có lắp đặt van cổng, cũng như thể hiện van cửa tại đó là loại van cửa gì.

Không những thế, thông qua ký hiệu van cổng người ta còn biết được đó là van cổng vận hành bằng tay, bằng khí nén, bằng điện hoặc bằng dầu áp lực. Cũng dựa trên ký hiệu người ta cũng có thể biết được kiểu kết nối bằng phương pháp hàn, kết nối mặt bích hay kết nối bằng socket.

Với những người có kỹ thuật chuyên môn sâu, dựa trên bản vẽ này họ có thể hiểu được cả cấu tạo nguyên lý hoạt động van cổng mà không cần đọc bản vẽ van cổng

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động van cổng 4

3 Cấu tạo van cổng

Cấu tạo van cổng, cũng như nhiều loại van khác được chia làm các bộ phận chính: Thân van, nắp van, trục, đĩa và vòng đệm van. Với mỗi bộ phận thì vật liệu chế tạo lại khác nhau. Để hiểu sâu về cấu tạo nguyên lý hoạt động van cổng, chúng ta cần tìm hiểu về cấu tạo và vật liệu của từng bộ phận cấu thành nên 1 chiếc van cổng hoàn chỉnh

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động van cổng 2

Thân van

Thân van thường được chế tạo từ các vật liệu như gang, thép, inox hoặc bằng nhựa. Các nhà sản xuất chế tạo thân van cùng nắp van, từ các vật liệu khác nhau để phù hợp với dòng lưu chất, nhiệt độ và áp suất lưu chuyển bên trong thân van. Tùy vào kiểu kết nối, phần tiếp nối với ống của thân van có thể là mặt bích, kết nối kiểu ren hoặc kết nối kiểu hàn

Nắp van

Nắp van được làm cùng vật liệu với thân van, là bộ phận quan trọng cùng với thân van, chịu áp lực của dòng lưu chất. Nắp và thân thường được kết nối với nhau bằng bu lông và đai ốc. Giữa 2 bộ phận này là gioăng làm kín

Trục van

Trục van được kết nối với đĩa van và vô lăng – đối với van cổng vận hành bằng tay, hoặc kết nối với bộ phận truyền động – đối với van điều khiển tự động. Có 2 kiểu trục van, đó là kiểu ty nổi 『 Van cổng ty nổi là gì 』và kiểu ty chìm『 Van cổng ty chìm là gì 』, bởi cấu tạo nguyên lý hoạt động van cổng theo từng kiểu trục là khác nhau

Van cổng ty nổi:  Trục van cố định với đĩa van, cả 2 di chuyển đồng thời lên xuống, trục van sẽ nổi lên khi van ở trạng thái mở, ngược lại sẽ chìm vào trong thân van khi van ở trạng thái đóng

Van cổng ty chìm: Trục van chỉ chuyển động xoay, đĩa van chuyển động tịnh tiến lên xuống thông qua ren ngoài của trục và ren trong của đĩa van. Trục không di chuyển lên xuống, dù van ở trạng thái đóng hay trạng thái mở.

Đĩa van

Loại đĩa phổ biến là đĩa van dạng hình nêm, đĩa van loại này cho khả năng đóng kín rất cao, ngoài ra đĩa van có dạng song song, hình tròn. Đĩa van được làm bằng cao su cốt kim loại, hoặc kim loại hoàn toàn, hoặc đĩa kim loại bọc viền cao su

Vòng đệm

Thường làm bằng cao su tự nhiên, tuy nhiên tùy thành phần dòng lưu chất bên trong mà vật liệu vòng đệm có thể là EPDM, hoặc PTFE…Một số trường hợp đệm kín cũng là vật liệu kim loại

4 Nguyên lý hoạt động của van cổng

Cấu tạo nguyên lý hoạt động van cổng, khác cơ bản nhất dựa trên nguyên lý trục xoay tròn quanh bạc trục. Chuyển động xoay tròn này được chuyển hóa thành chuyển động tịnh tiến, giúp đĩa van nâng lên hoặc hạ xuống. Tùy thuộc vào kiểu ty trục mà trục có thể chuyển động xoay tròn, hay chuyển động tịnh tiến. Cũng dựa vào đó người ta có cách phân loại van cổng theo kiểu trục

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động van cổng 3

Với van cổng ty nổi: Ren ngoài của trục van và ren trong trên vô lăng, làm trục van chuyển động tịnh tiến lên xuống.

Với van cổng ty chìm: Ren ngoài của trục van và ren trong của đĩa van, làm đĩa van chuyển động tịnh tiến lên xuống. Trục van không chuyển động tịnh tiến.

5 Ưu và nhược điểm của van cổng

Với bất kỳ loại van nào cũng có những ưu hoặc nhược điểm riêng của nó. Tuy nhiên các chủng loại van khác nhau lại phù hợp với các hệ thống khác nhau, sự đa dạng về chủng loại van hay kiểu kết nối chính là để đáp ứng các nhu cầu khác nhau của hệ thống, nhằm phục vụ cho cuộc sống, sản xuất và kinh doanh tốt hơn.

Cấu tạo nguyên lý hoạt động van cổng tạo nên những ưu điểm và nhược điểm riêng của loại van này. Với van bướm, kiểu đóng mở dựa vào cánh van khép vào thành của ghế van, còn với van bi việc đóng mở dựa vào vị trí tương đối của lỗ khoét trong viên bi với đường ống.

➀ Ưu điểm của van cổng

✔ Là loại van 2 chiều, phù hợp cho dòng chảy 2 chiều.

✔ Khi van mở hoàn toàn thì đĩa van không gây cản trở dòng chảy, nên lưu lượng dòng chảy đạt mức tối đa, hầu như không có tổn thất lưu lượng.

✔ Van có kết cấu đơn giản, độ bền sử dụng cao.

✔ Vận hành van đơn giản bằng phương pháp tay quay. Đóng mở dễ dàng, không tốn nhiều sức lực

✔ Van có kích thước chiều dày nhỏ, tiện lợi trong lắp đặt, chiếm ít không gian theo chiều ngang

✔ Với van ty nổi phía trên, chúng ta có thể biết được van đang ở trạng thái đóng hay mở, bằng quan sát phần trục nổi lên.

✔ Van ty nổi, khi van ở trạng thái mở, trục nổi lên trên, nên trục van ít bị ăn mòn bởi dòng lưu chất.

✔ Van ty chìm, do trục van nằm bên trong nên chiếm ít không gian khi đóng mở

➁ Nhược điểm của van cổng

 ✘ Các nhà sản xuất khuyên không nên dùng cho việc điều tiết dòng chảy.

✘ Đối với van vận hành bằng tay, thời gian cho 1 quy trình đóng mở dài

✘ Van sẽ có tiếng ồn nếu không đóng mở hoàn toàn