Globe valve là gì

Globe valve là gì? Bạn đang tìm hiểu để chọn mua các dòng globe valve( van cầu). Chúng ta thường gặp câu hỏi về hình dạng và cấu tạo valve, chức năng như thế nào? Globe được làm từ những vật liệu nào, có phù hợp với mục đích sử dụng không? Hãy giành thời gian để đọc bài viết khá đầy đủ này do các chuyên gia công ty cung cấp.

1 Globe valve là gì ?

Globel Valve là tên tiếng anh của dòng van cầu . Nhìn hình ảnh chúng ta có thể hình dung được tại sao nó có tên gọi là van cầu. Ngoài ra do cấu tạo, dựa vào hình dạng và đặc tính sử dụng, chúng còn được gọi với các tên khác như van cầu hơi, van cầu yên ngựa, loại hình chữ S. Globe valve là loại van dùng để đóng mở và điều tiết dòng chảy, bằng cách điều chỉnh khoảng cách giữa đĩa van (Dist ) và vòng đệm ( Seat ). Dòng chảy qua van có hình dạng chữ Z.

Hiện nay ta có thể bắt gặp dòng van cầu hơi được ứng dụng rộng rãi trong hệ thống đường ống dẫn hơi, độ kín lưu chất cùng hiệu quả vận hành trong điều tiết của dòng van này luôn được đánh giá cao.

Van cầu là gì 01

2 Cấu tạo của globe valve

Globe valve có thể điều khiển bằng nhiều phương pháp khác nhau, cũng như có nhiều phương pháp kết nối. Dưới đây là hình ảnh cắt 1/4 van, để chúng ta dễ hình dung về các bộ phận chính của van, 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.

Bạn đọc có thể tham khảo hình minh họa dưới đây để biết được cấu tạo của van cầu bao gồm những bộ phận chính nào:

Cấu tạo van cầu

Cấu tạo chi tiết van cầu

3 Nguyên lý hoạt động của globe valve

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.

Nguyên lý hoạt động của van cầu

Để hình dung dễ dàng hơn về 2 trạng thái đóng và mở của van cầu. Chi tiết các trạng thái của van cầu

 Fully Open – Trạng thái mở hoàn toàn, dòng chảy đạt tốc độ lớn nhất.

Khi trục và đĩa van được đưa lên cao nhất, van ở trạng thái mở hoàn toàn, dòng chảy đạt tốc độ lớn nhất, lưu lượng đạt giá trị lớn nhất. Tuy nhiên do cấu tạo của van, dòng lưu chất chảy qua van sẽ tổn thất một phần lưu lượng

Throtting – Trạng thái mở 1 phần, điều tiết tốc độ dòng chảy.

Người ta điều chỉnh lưu lượng của lưu chất qua van, bằng cách điều chỉnh khoảng cách giữa đĩa van và ghế van. Muốn có dòng chảy nhỏ thì quay vô lăng theo chiều kim đồng hồ, khe hở giữa đĩa van và ghế van hẹp dần, ngược lại thì khe hở rộng ra và lưu lượng lớn hơn.

 Fully Closed – Trạng thái đóng hoàn toàn.

Quay vô lăng theo chiều kim đồng hồ. Siết chặt vô lăng sẽ khiến đĩa van, ép chặt lên ghế van. Thường thì đĩa và ghế van được làm bằng inox hoặc bằng hợp kim đồng, tạo nên mặt kín giữa đĩa van và ghế van, khiến dòng lưu chất được ngăn lại hoàn toàn.

Các trạng thái của van cầu

4 Hướng chảy chính của lưu chất 

Hướng chảy của lưu chất bên trong van, thường không nhìn thấy được, chúng ta chỉ nhìn thấy ở các mô hình hoặc ở van có vật liệu trong suốt. Chính vì vậy để mọi người có thể biết và hình dung về dòng chảy trong van, các nhà sản xuất sẽ ký hiệu dòng chảy ở bên ngoài van. Đặc biệt hướng dòng chảy rất quan trọng tới việc đảm bảo cho van hoạt động bình thường, vì vậy khi lắp đặt cần lưu ý tới hướng dòng chảy trong van.

Hướng chảy chính của lưu chất

Do cấu tạo và nguyên lý hoạt động của van cầu, van có đặc tính dòng chảy 2 chiều. Dòng chảy chính của dòng lưu chất sẽ đi theo chiều từ dưới lên trên tác động vào mặt dưới của đĩa van, trước khi di chuyển sang phía bên kia của nữa thân van còn lại. Khi chảy theo chiều ngược lại, dòng lưu chất gây ra áp suất tác dụng lên mặt trên của đĩa van, gây ra ứng suất mỏi tác động lên mối nối giữa trục và đĩa van. Một số trường hợp, trục và đĩa van không phải là mối nối cố định, khi đó tiếng ồn do dòng lưu chất tác động lên đĩa van sẽ lớn.

Hướng dòng chảy van cầu

Ký hiệu hướng dòng chảy 

Tại sao lại phải ký hiệu dòng chảy? Ký hiệu này giúp người thi công lắp van đúng với chiều dòng chảy của hệ thống, bởi việc thường xuyên chảy theo chiều ngược lại sẽ gây tổn hại đến sức bền của van, giảm tuổi thọ sử dụng van. Đây cũng chính là 1 đặc điểm đáng lưu ý nhất trong thi công lắp đặt đối với van cầu

Ký hiệu hướng dòng chảy 

5 Phân loại van cầu

Thực tế sử dụng cho chúng ta biết rằng có rất nhiều loại van cầu, chúng được phân chia theo cấu tạo dòng chảy, vật liệu, kiểu kết nối hay phương pháp vận hành. Đôi khi người dùng thường tìm kiếm hoặc đặt tên cho chúng theo cả thương hiệu hoặc xuất xứ của van.

Phân loại theo hình dạng và dòng chảy

Theo hình dạng bên ngoài của van hoặc theo hướng dòng chảy, van cầu được chia làm các loại

Van chữ Z – Dòng chảy theo hướng chữ Z ( Z shaped body – Straight Flow )

Loại van dùng phổ biến cho những dòng chảy thông thường.

Van góc ( van chữ R ) – Dòng chảy theo hướng vuông góc ( R shaped body – Angle Flow )

Do dòng chảy đổi hướng nên áp lực ( tốc độ ) dòng chảy bị giảm nhiều hơn so với van chữ Z

Van 3 ngã ( van chữ T ) – Dòng chảy theo hướng chữ T ( T shaped body – Cross Flow )

Dùng để điều chỉnh dòng lưu chất và có tác dụng trong việc trộn dòng, đặc biệt cần thiết đối với những công ty hóa chất.

Van chữ Y – Dòng chảy xiên theo hướng chữ Y ( Y shaped body – Y Flow )

Áp lực dòng giảm nhiều hơn so với van chữ Z. Phù hợp với những dòng áp lực cao

Phân loại van cầu theo hình dạng và dòng chảy

Phân loại theo vật liệu chế tạo

Theo vật liệu thân van người ta chia van cầu làm các loại:

Vật liệu gang

Loại van cầu được dùng phổ biến, bởi vật liệu gang rẻ hơn các vật liệu kim loại khác, van có tính chịu mài mòn tốt và hấp thụ tiếng ồn. Van cầu yên ngựa gang được dùng cho các hệ thống nước thải, dẫn dầu và khí.

Vật liệu inox

Van cầu inox có giá thành tương đối cao, thường chỉ ứng dụng cho các hệ thống có yêu cầu cao về khả năng chống bám dính, và áp lực cao, có độ bền, đặc biệt là độ bền va đập lớn, để khắc phục tính giòn của gang. Thường dùng với các van có kích thước nhỏ.

Vật liệu đồng

Cũng giống van inox, van đồng thường được dùng cho các van có kích thước nhỏ. Bởi tính dễ đúc của đồng và độ bền va đập, đặc biệt là đối với các van có kết nối bằng ren thì van gang khó đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.

Vật liệu thép

Chủ yếu dùng cho các hệ thống chịu áp lực lớn, bởi đặc tính cứng bền của thép. Tuy nhiên tính đúc của thép, không dễ như đồng và gang, vì vậy không có nhiều nhà sản xuất có sản phẩm van thép.

Phân loại van cầu theo vật liệu

Phân loại theo kiểu kết nối

Van cầu hay globe valve chủ yếu được kết nối với ống hoặc thiết bị – máy móc theo các kiểu kết nối cơ bản:

Kết nối ren trong ( Female thread globe valve )

Kết nối mặt bích ( Flanged globe valve ). Hiện nay van cầu mặt bích là dòng van có độ kín lưu chất tốt nhất, ứng dụng rộng rãi trong nhiều môi trường công nghiệp có mức áp suất và nhiệt độ lớn.

Kết nối hàn socket ( Socket weld globe valve )

Kết nối hàn ( Butt weld globe valve )

Phân loại van cầu theo kiểu kết nối

Phân loại theo xuất xứ

Trong nghành công nghiệp Việt Nam, đặc biệt là các dự án lớn, Nhật Bản với kỹ thuật và chất lượng đã được khẳng định lâu đời. Van Nhật Bản mang lại niềm tin cho người tiêu dùng, mặc dù giá thành tương đối cao. Ngoài Nhật Bản, ViMi cũng cung cấp các loại van có xuất xứ từ các quốc gia có nghành công nghiệp phát triển như Hàn Quốc, Trung Quốc…

Japan Globe valve China Globe valve
Korea Globe valve Malaysia globe valve

Phân loại theo phương pháp vận hành

Đối với van cầu, với cấu tạo và nguyên lý cơ bản của chủng loại van này, sản phẩm được vận hành theo 3 phương pháp chủ yếu: Tay quay, điều khiển bằng điện và điều khiển bằng khí nén, đặc biệt không có kiểu vận hành bằng tay gạt giống như van bi và van bướm

Phân loại van cầu theo phương pháp vận hành

  • Operation manual globe valves 
  • Electric control globe valves 
  • Pneumatic control globe valve

Phân loại theo tiêu chuẩn chế tạo van 

Van tiêu chuẩn ISO International Standards Organization – Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế
Van tiêu chuẩn AWWA American Water and Wastewater works Association – Hiệp hội về nước và nước thải công trình Hoa Kỳ
Van tiêu chuẩn ANSI American National Standard Institute – Viện tiêu chuẩn quốc gia Hoa Kỳ
Van  tiêu chuẩn API American Petroleum Institute – Viện dầu mỏ Hoa Kỳ
Van tiêu chuẩn ASTM American Society for Testing and Materials – Hiệp hội Hoa Kỳ về kiểm định và Vật liệu
Van tiêu chuẩn ASME American Society Mechanical Engineers – Hiệp hội Kỹ sư cơ khí Hoa Kỳ
Van tiêu chuẩn BSI British Standards Institute – Viện Tiêu chuẩn Anh,
Van tiêu chuẩn DIN Germany Standards – Đức Tiêu chuẩn
Van tiêu chuẩn EN European National Standards – Tiêu chuẩn quốc gia châu Âu
Van tiêu chuẩn MSS Manufacturers Standardization Society of the valve and fittings industry – Hiệp hội tiêu chuẩn các nhà sản xuất của van và phụ kiện ngành công nghiệp
Van tiêu chuẩn FCI Fluid Control Institute, Inc – Viện kiểm soát chất lỏng, Inc
Van tiêu chuẩn ISA Instrument Society of America – Viện dụng cụ Hoa Kỳ
Van tiêu chuẩn KS Korean Standards – Tiêu chuẩn Hàn Quốc,
Van tiêu chuẩn JIS Japan Industrial Standards – Tiêu chuẩn Công nghiệp Nhật Bản
Van tiêu chuẩn GB China National Standards  – Tiêu chuẩn quốc tế Trung Quốc
Van tiêu chuẩn TISI Thai Industrial Standards Institute  – Tiêu chuẩn Công nghiệp Thái Lan

Với mỗi tiêu chuẩn áp dụng để chế tạo, sẽ cho chất lượng và độ bền van khác nhau. Qui cách kết nối, qui định về các chi tiết cấu thành van cũng phụ thuộc vào tiêu chuẩn áp dụng

6 Ưu và nhược điểm của globe valve là gì ?

Mỗi loại van đều có ưu và nhược điểm riêng của sản phẩm, tuy nhiên khi chúng ta lựa chọn đúng mục đích sử dụng để phát huy hết vai trò của van, sản phẩm sẽ trở nên vô cùng hiệu quả trong quá trình vận hành và khai thác

Ưu điểm globe valve là gì

✔ Lắp đặt dễ dàng, vận hành đơn giản

Với kiểu kết nối thông dụng ( mặt bích ), việc kết nối đơn giản. Mặt ngoài thân van ghi rõ hướng dòng chảy, nên lắp đặt đúng hướng 1 cách dễ dàng. Việc vận hành bằng tay quay với vô lăng quen thuộc, trên vô lăng ghi rõ hướng ” Mở – Open ” và hướng ” Đóng – Close “, nên dễ hiểu và vận hành bằng tay. Với trường hợp điều khiển tự động thì tương tự như các loại van khác.

✔ Khả năng đóng ngắt tốt, hành trình ngắn, ít rò rỉ tại điểm tiếp xúc của đĩa và ghế

So với van cổng và van bướm thì diện tích bề mặt tiếp xúc của đĩa van và ghế van ( Seat ) nhỏ. Nên giảm thiểu khả năng rò rỉ, thêm vào đó là van chuyển động tịnh tiến thẳng vào Seat nên đóng ngắt nhanh và hành trình ngắn.

✔ Tính điều tiết dòng chảy tốt

✔ Nhiều chủng loại phù hợp cho nhiều thiết kế đặc biệt là van cầu góc

✔ Dễ dàng lắp đặt với các bộ điều khiển, dễ dàng làm lại bề mặt ghế đệm ( Seat )

✔ Với loại van có đĩa van không gắn với trục, thì van có chức năng như van 1 chiều.

Nhược điểm của van cầu là gì

✘ Giá thành cao hơn so với van bướm và van cổng

✘ Trọng lượng lớn so với van bướm có cùng kích thước

✘ Sụt giảm áp suất hơn so với van bướm và van cổng

✘ Cần lực tay quay lớn hoặc bộ truyền động để thay thế với van có kích thước lớn

✘ Mặt trên của ghế van và mặt dưới đĩa van bị tác động trực tiếp của dòng chảy

✘ Với đĩa van không gắn cố định với trục, ở trạng thái có dòng chảy tiếng ồn lớn

7 Ứng dụng của van cầu

Van cầu được ứng dụng trong cả đời sống sinh hoạt hàng ngày, nhưng được sử dụng phổ biến hơn trong công nghiệp với những ứng dụng chủ yếu trong các hệ thống dẫn hơi, dầu và nước. Đặc biệt là điều tiết và đóng mở những dòng lưu chất có áp suất và nhiệt độ cao

  • Trong hệ thống làm mát bằng nước, nơi dòng chảy cần được điều tiết
  • Hệ thống dầu nhiên liệu, nơi van được vận hành thường xuyên đóng mở, rò rỉ là vấn đề nghiêm trọng
  • Nơi có cao độ của hệ thống thông hơi, hoặc vị trí thấp của hệ thống thải
  • Hệ thống nước cấp, hệ thống hóa chất, tách khí ngưng hay nước đọng
  • Lỗ thông hơi và ống thoát nước thải của nồi hơi, thoát nước cho đường ống hơi nóng chính.
  • Hệ thống dầu bôi trơn cho tuabin

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.