Cấu tạo van cầu chi tiết | Vimi giải đáp thắc mắc

Cấu tạo van cầu là kiến thức quan trọng để bạn có thể hiểu được nguyên lý vận hành, mua đúng chủng loại và vận hành van đúng cách. Dưới đây là bài chia sẻ của kỹ sư valve đang làm việc tại Vimi

1 Tìm hiểu sơ lược về van cầu

Van cầu có tên tiếng anh là globe valve bắt nguồn từ thiết kế theo hình cầu của van. Ngoài ra do cấu tạo, thiết kế để sử dụng trong nhiều hệ thống công nghiệp khác nhau, dòng van này còn các tên gọi khác như van hơi, van yên ngựa. Van dùng để đóng mở và điều tiết dòng chảy, bằng cách điều chỉnh khoảng cách giữa đĩa van và vòng đệm

  2 Cấu tạo van cầu

Dưới đây là hình ảnh cắt 1/4 van, để chúng ta dễ hình dung về các bộ phận chính trong cấu tạo van cầu, người sử dụng có thể hiểu sâu sắc hơn về cấu tạo của loại van này, thông qua các nội dung về chi tiết của cấu tạo van cầu.

Van cầu được chia làm nhiều bộ phận khác nhau, mỗi bộ phận có vai trò khác nhau, được làm từ các vật liệu khác nhau phù hợp với chức năng và nhiệm vụ của bộ phận đó, tuy nhiên vật liệu chính của van là thân van và đĩa van. Chi tiết cấu tạo từng bộ phận sẽ được phân tích ở các danh mục tiếp theo

2.1 Thân van

Thân van là bộ phận chính trong cấu tạo van cầu, thân chịu áp lực dòng lưu chất và là bộ phận kết nối với ống bằng ren hoặc mặt bích. Trong thân van có vòng đệm kín (Seat) hay còn gọi là ghế đỡ là 1 trong 2 bộ phận có chức năng ngăn dòng lưu chất.

2.2 Nắp và gối đỡ

Cùng với thân van, nắp và gối đỡ tạo là những bộ phận bên ngoài của cấu tạo van cầu. Khi nắp van được lắp ghép với thân van, tạo nên khối thân van hoàn chỉnh không rò rỉ, đảm bảo kín lưu chất. Gối đỡ và nắp tạo thành bệ giá đỡ chắc chắn, giúp cho tay quay đặt phía trên được vận hành chắc chắn và ổn định

2.3 Đĩa và các loại đĩa

Đĩa van có tác dụng ngăn dòng chảy hoàn toàn, khi được siết chặt bằng lực nén (đè) lên ghế van (Seat), giúp ngăn dòng khi van ở trạng thái đóng. Tốc độ đầu ra dòng lưu chất, được điều chỉnh bằng cách điều chỉnh khoảng cách giữa đĩa van và vòng đệm.

Khi nhắc tới cầu tạo van cầu, người dùng luôn quan tâm tới đĩa van và có 3 loại cơ bản là: Đĩa bi – bóng ( Ball Disc ), đĩa hợp phần ( Composition Disc ) và đĩa chốt  (Plug Disc)

• Đĩa bi – bóng ( Ball Disc ): Đĩa này phù hợp với dòng lưu chất có nhiệt độ và áp suất ở mức thấp. Thích hợp với loại van khai thác dạng đóng mở (không điều tiết), thường sử dụng cho các dòng chảy phổ thông.
• Đĩa Composite (Composition Disc): Loại đĩa này được tổng hợp bởi một vài thành phần, hầu hết các đĩa van được chế tạo từ kim loại. Phần tiếp xúc với đệm kín (Seat) được chế tạo từ vật liệu không có tính kim loại. Vật liệu không có tính kim loại, sẽ giúp cho đĩa van không bị ăn mòn hóa chất cũng như không bị xâm thực và đảm bảo được mục đích kín lưu chất. Việc lựa chọn loại đĩa composite sẽ đảm bảo kín lưu chất hơn so với các loại đĩa khác. Rất phù hợp cho hệ thống hơi nóng
• Đĩa chốt (Plug Disc): Đĩa có dạng thon, dài, hình nón. Hình dạng đĩa này phù hợp hơn cho van có mục đích điều tiết dòng chảy, so với 2 loại đĩa trên.

2.4 Trục và bạc trục

Trục van là bộ phận kết nối đĩa van và tay vặn hoặc bộ phận truyền động. Trên trục có ren, khi chúng ta thực hiện quay tay van, sẽ làm trục van xoay thông qua bộ ren giữa trục van và tay vặn. Bạc trục là bộ phận đỡ trục và có ren bên trong, phía dưới bạc trục có gioăng cao su đảm bảo kín lưu chất

2.5 Tay quay

Đối với các van có kích thước giới hạn đến DN250-DN300, van thường được điều khiển bằng tay. Điều khiển bằng tay quay có ưu điểm là, không cần lực tác động lớn lên vô lăng, nhưng vẫn tạo được mô men quay lớn tác động lên trục van. Tuy nhiên với van có kích thước lớn từ DN400, hoặc áp suất dòng lớn, khi đó chúng ta sẽ dùng phương pháp vận hành bằng điện hoặc điều khiển bằng khí nén.

2.6 Gioăng làm kín

Gioăng làm kín gồm những loại nào, vị trí của chúng ở đâu và có vai trò như thế nào trong cấu tạo van cẩu, đảm bảo kín lưu chất, không cho dòng chảy di chuyển trong van bị rò rỉ ra ngoài.

Gioăng làm kín thân và nắp: Giữa thân van và nắp van được làm kết nối với nhau bằng bu lông, đai ốc. Một số van kích thước nhỏ thì có thể kết nối bằng ren, giữa thân và nắp van được đảm bảo kín lưu chất, bằng gioăng kín.

Gioăng làm kín mối nối giữa mặt bích van với mặt bích của ống: Phụ thuộc vào đặc tính lý hóa của dòng lưu chất trong van mà gioăng được làm từ số vật liệu chủ yếu như PTFE, VITON hoặc EPDM

Gioăng bạc trục: Gioăng bạc trục nằm ngay dưới bạc trục, có tác dụng làm gối mềm đỡ bạc trục, và không cho phép lưu chất theo trục van rò rỉ ra bên ngoài.

2.7 Những bộ phận khác

Ngoài những bộ phận chính như trên, để làm nên đầy đủ cấu tạo van cầu còn có các bộ phận khác như:

Bu lông và đai ốc: Bộ phận kết nối thân van với nắp van, bệ đỡ trục van với nắp thân van. Bu lông và đai ốc cũng được dùng để kết nối mặt bích của van với mặt bích của ống – với van kết nối mặt bích.

Bộ phận truyền động: Bộ truyền động khí nen – đối với van điều khiển khí nén, bộ truyền động điện – van điều khiển điện hoặc bộ truyền động điện từ – van điều khiển điện từ.

Các loại đồng hồ đo: Một số trường hợp cần gắn đồng hồ đo áp suất, đồng hồ đo nhiệt độ lưu chất… để kiểm tra nhiệt độ và áp suất bên trong của dòng lưu chất.

3 Nguyên lý hoạt động

Khi chúng ta điều khiển – quay tay vặn hoặc sử dụng bộ phận truyền động (van điều khiển), trục van sẽ chuyển động xoay, bằng các rãnh ren trên trục xoay và bạc trục. Chuyển động xoay được chuyển thành chuyển động tịnh tiến thẳng đứng, từ đó làm đĩa van chuyển động theo phương thẳng vuông góc với vòng đệm.

Van được đóng hoàn toàn khi bề mặt đĩa van và bề mặt vòng đệm được tiếp xúc nhau, dòng lưu chất được ngăn hoàn toàn khi độ siết đạt đến độ kín khiết. Van ở trạng thái mở, khi bề mặt đĩa van không tiếp xúc với bề mặt vòng đệm, tốc độ dòng chảy được điều chỉnh bằng cách tăng giảm khoảng cách của 2 bề mặt.