Mến chào tất cả các bạn nhé, trong bài viết này mình và các bạn sẽ cùng nhau tìm hiểu về một loại thiết bị công nghiệp chuyên dùng trong lĩnh vực đường ống. Đó chính là van bướm, là một thiết bị được sử dụng khá phổ biến trên thị trường hiện nay bởi những công ty, xí nghiệp hay các nhà máy lớn nhỏ. Và chính vì nhu cầu sử dụng loại thiết bị này ngày càng cao nên nhu cầu tìm hiểu về chúng cũng tăng cao không kém. Nắm bắt được nhu cầu đấy nên bài viết này sẽ cung cấp cho các bạn các kiến thức liên quan như khái niệm van bướm là gì ? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động ? Phân loại thiết bị ? Các ưu nhược điểm của thiết bị cũng như các thông tin liên quan khác. Từ đó các bạn sẽ có cái nhìn tổng quan hơn về loại thiết bị này nhé.
Van bướm là gì ?
Van bướm là gì ? Van bướm hay còn có tên tiếng anh là Butterfly valve được gọi tắt là van bướm hoặc van cánh bướm, đây là một trong những loại van công nghiệp được sử dụng phổ biến hiện nay. Bởi van bướm có cấu tạo đơn giản (đặc điểm cấu tạo thoạt nhìn giống con bướm), và đặc biệt là chi phí để mua loại van này thấp hơn so với các loại van công nghiệp có cùng chức năng khác.
Van bướm là loại van công nghiệp dùng để điều tiết (đóng/mở) dòng chảy trong đường ống với nhiều loại kích thước khác nhau. Van đóng/ mở lưu chất nhờ bộ phận đĩa có thể xoay quanh trục với các góc khác nhau. Thông thường valve bướm được điều khiển bởi tay gạt, tay quay hoặc các bộ tác động điện hoặc khí nén. Cùng với van cổng, van dao, van bi thì van bướm là một trong những loại van đóng nhanh/ mở nhanh.
Đặc điểm chung của van bướm là gì ?
Các đặc điểm nhận dạng chung của van bướm sẽ bao gồm:
- Có thiết kế hiện đại, nhỏ gọn tiết kiệm không gian, dễ vận hành, dễ tháo lắp và sửa chữa.
- Có khả năng điều tiết hay đóng mở dòng chảy cực tốt
- Có thể ứng dụng với nhiều môi trường có tính chất khác nhau, kể cả axits hay hóa chất kiềm.
- Có khả năng giảm hoặc phục hồi áp suất
- Kích cỡ van đa dạng, khả dụng cả với hệ thống có kích thước lớn và rất lớn.
Cấu tạo của van bướm như thế nào ?
Các bạn có thể tham khảo hình mô tả cấu tạo bên dưới để có thể biết thêm nhé, cụ thể thì van bướm sẽ được cấu tạo từ những bộ phận chính như:
- Bộ phận điều khiển: đây là bộ phận điều khiển van đóng mở hay tiết lưu dòng chảy. Tùy vào các loại bộ phận điều khiển mà ta có: van bướm tay gạt, van bướm tay quay, van bướm điều khiển điện hay van bướm điều khiển khí nén.
- Thân van: được đúc sẵn theo tiêu chuẩn của nhà sản xuất. Thân van bướm là một vòng kim loại đúc nguyên khối từ Inox, nhựa, gang dẻo, ngang cầu. Được cố định các lỗ để siết bu lông, ốc, với bề mặt của đường ống.
- Trục và đĩa van: đĩa van hay còn được gọi là cánh van, cánh bướm được đúc nguyên khối từ gang, gang dẻo, thép, inox, nhựa. Đĩa van là bộ phận tiếp xúc trực tiếp với lưu chất, nơi chịu áp lực ma sát tác động của van. Đĩa van có thể xoay mở ở nhiều góc độ trong phạm vi gioăng làm kín.
- Bộ phận làm kín: hay còn được gọi là lớp lót, vòng làm kín, bộ phận làm kín được làm từ gioăng làm kín được làm từ cao su, tép lông, PDEM, TEFLON. Bộ phận làm kín giúp cho van hoạt động tốt và không cho nước, khí nén rò rỉ ra bên ngoài. Thông thường thì gioăng làm kín sẽ luôn được đúc cao hơn so với phần thân, có dạng gờ và dạng gioăng kín không gờ.
- Các bộ phận khác: bao gồm tay quay, tay gạt, vô lăng những bộ phận đóng/mở trực tiếp tác động lên các bộ phận trục van, bánh răng định hướng, bulong,…
Nguyên lý làm việc của van bướm như thế nào ?
Van bướm hoạt động bằng cách quay đĩa van một góc 90° (một phần tư đường tròn) để đóng/mở hoàn toàn, hoặc quay góc nhỏ hơn 90° để điều tiết dòng chảy. Về bản chất, sự chuyển động của đĩa sẽ phụ thuộc vào việc đóng/mở van một phần hay hoàn toàn. Nếu van được mở một phần, điều đó có nghĩa là đĩa sẽ không được quay hết một phần tư, do đó tiết diện để lưu chất chảy qua van bị hạn chế. Điều này có nghĩa là, chỉ có một lượng nhỏ chất lỏng hoặc không khí sẽ đi qua. Tuy nhiên, nếu van được mở hoàn toàn, đĩa sẽ được xoay 90 độ thì lượng không khí hoặc chất lỏng lớn hơn sẽ đi qua.
Van cũng hoạt động dựa trên các thiết bị truyền động khác nhau. Có một số hoạt động thủ công trong khi một số khác làm việc hoàn toàn tự động nhờ vào bộ truyền động bằng khí nén hoặc bộ truyền động bằng điện, tùy thuộc vào yêu cầu của hệ thống.
Phân loại van bướm như thế nào ?
Sẽ có rất nhiều cách khác nhau để có thể phân loại được van bướm, tuy nhiên thì để các bạn có thể biết chi tiết hơn mình sẽ liệt kê toàn bộ cách thức phân loại về thiết bị này nhé. Cụ thể như sau:
Phân loại theo chức năng vận hành:
Khi chúng ta vận hành thì thao tác đóng/mở van tùy vào những kích cỡ van khác nhau mà đơn vị chế tạo, sản xuất sẽ cho chúng ta những cách vận hành, thao tác khác nhau. Với những đường ống lớn hoặc nhỏ khác nhau nên sẽ tạo cho chúng ta lực tay để vận hành cũng khác nhau vì thế mà chúng ta có các loại van bướm như sau:
Van bướm tay gạt:
Là loại van bướm mà khi chúng ta thao tác đóng mở dùng lực tay thông thường của con người vẫn có thể thao tác được, chính vì thế van bướm gạt chỉ dùng cho những đường ống: DN50, DN65 đến DN250
Ưu điểm:
- Thiết kế đơn giản, nhẹ, cần ít không gian để lắp đặt và bảo trì.
- Thao tác đơn giản, nhanh chóng, chỉ cần gạt là đóng/mở van một cách dễ dàng.
- Giá thành rẻ hơn so với các loại van khác.
- Thiết kế đơn giản, nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ, chiếm ít không gian trong đường ống.
- Dễ dàng bảo trì và lắp mới.
Nhược điểm:
- Dễ dàng hư hỏng khi mở ở góc 15°–75°, các loại van có cấu tạo bằng tay nên cần lực
- Van không có cơ cấu trợ lực nên gặp khó khăn trong vận hành (đặc biệt với các size lớn như: DN200 hay DN250,…)
Van bướm tay quay hay van bướm vô lăng:
Là loại van bướm mà khi chúng ta thao tác đóng mở dùng lực tay thông thường trở nên khó khăn cần có thiết bị hộp số trợ lực giúp chúng ta thao tác một cách dễ dàng hơn. Vì vậy mà loại van bướm này thường dùng cho những đường ống lớn từ DN100 trở lên đến DN600. Ngoài ra loại van bướm này cũng có thể điều chỉnh tiết lưu một cách từ từ và có thể điều chỉnh tiết lưu một cách chính xác hơn.
Ưu điểm:
- Dễ dàng đóng/ mở và điều chỉnh góc độ một cách hợp lý.
- Van bướm tay quay có giá thành rẻ hơn so với các loại khác.
- Thiết kế đơn giản, nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ, chiếm ít không gian trong đường ống.
- Dễ dàng bảo trì và lắp mới.
Nhược điểm:
- Tuổi thọ trung bình của van bướm không quá cao so với các loại van cổng, van bi.
- Van bướm tay quay dễ bị hỏng trong trường hợp sử dụng mở van ở góc 115°–75°. Van bướm thường hư hỏng ở dạng rò rỉ do cánh bướm không khít với gioăng .
- Không chịu được áp lực cao.
Van bướm điều khiển khí nén:
Là loại van bướm hiện đại nhất hiện nay, chúng được tự động hóa một cách hoàn toàn không còn phải dùng tay để thao tác đóng hoặc mở. Van bướm điều khiển thường dùng là van bướm điều khiển bằng điện và van bướm điều khiển bằng khí nén.
Ưu điểm:
- Chi phí đầu tư tương đối thấp.
- Dễ dàng vận hành.
- Lắp đặt ở nhiều vị trí khác nhau.
- Ứng dụng cho các nhu cầu tự động hoá cao.
Nhược điểm:
- So với van bi điều khiển khí nén hay van cầu hơi điều khiển khí nén thì van bướm điều khiển khí nén có chi phí rẻ hơn rất nhiều. Cũng phải thẳng thằng thừa nhận với nhau rằng nếu so sánh tuổi thọ của van bướm điều khiển khí nén với các loại trên thì rõ ràng là không bằng được.
- Giá thành cao so với các loại van bướm cơ vận hành bằng tay.
Van bướm điều khiển bằng điện:
Ưu điểm:
- Giảm chi phí nhân công cho việc vận hành hệ thống đường ống. Trong trường hợp gặp sự cố van sẽ có tín hiệu báo về hệ thống vì vậy chúng ta có thể xử lý nhanh chóng và kịp thời để không xảy ra các vấn đề với hệ thông đường ống.
- Van bướm điện đóng mở chậm từ 10 – 45 s nên không gây hiện tượng sock áp trong đường ống.
- Có thể sử dụng van ở ngoài trời lẫn trong nhà với các tiêu chuẩn chống thấm nước IP 67 Lắp đặt dễ dàng với các kiểu kết nối khác nhau như wafer, DIN PN16, JIS 10K…
Nhược điểm:
- Giá thành cao so với các loại van bướm điều khiển bằng khí nén và các loại van bướm cơ vận hành bằng tay.
- Thời gian đóng mở van lâu hơn so với van bướm điều khiển khí nén và van điện từ.
Phân loại theo vật liệu chế tạo:
Bên cạnh đó van bướm còn được phân loại theo vật liệu cấu tạo nên thiết bị, và chúng có bao gồm các loại thường thấy như:
Phân loại theo xuất xứ:
Chúng ta sẽ có các loại van đến từ các quốc gia như:
- Van bướm Đài Loan
- Van bướm Hàn Quốc
- Van bướm Trung Quốc
- Van bướm Malaysia
- Van bướm Nhật
- Van bướm Italy
- Van bướm Thụy Sỹ
Phân loại theo thương hiệu, nhãn hiệu:
Chúng ta có một số thương hiệu nổi tiếng như:
- Van bướm SW
- Van bướm AUT, ARV, AVK
- Van bướm Ekoval
- Van bướm Kizt
- Van bướm Mejji, Shinjj,…
- Van bướm Hanpanl
- Van bướm Samwoo
- Van bướm AUT
- Van bướm DHC
- Van bướm FAF
- Van bướm Emico
- Van bướm Tomoe
Ứng dụng của van bướm là gì ?
Các ứng dụng phổ biến của van bướm là gì ? Chúng được ứng dụng rất rộng rãi trong các lĩnh vực và hệ thống như: dầu khí, khí tự nhiên, hóa chất, đóng tàu, thiết bị nhiệt, làm giấy, luyện kim, hệ thống cấp thoát nước, đường ống pccc, thực phẩm, đóng tàu, hệ thống lạnh, hệ thống tự động hóa v v…Van bướm đặc biệt phù hợp để đóng mở, tiết lưu những chảy lớn của chất lỏng hoặc khí ở áp suất tương đối thấp và để xử lý các chất lỏng hoặc chất lỏng với số lượng lớn chất rắn lơ lửng. Van bướm được xây dựng trên nguyên tắc của một van giảm áp. Các yếu tố kiểm soát dòng chảy là một đĩa có cùng đường kính giống như đường kính bên trong của đường ống tiếp giáp, nó quay trên một trục dọc hoặc ngang.
Một số ứng dụng phổ biến:
- Sử dụng làm van đóng mở nhanh: van bướm là van đóng mở nhanh tốt nhất, nó chiếm không gian ít hơn nhiều so với van bi thông thường và chúng cung rẻ hơn nhiều. Chúng được sử dụng cho hầu hết các vật liệu lỏng.
- Ứng dụng trong hệ thống khí nén: bất kỳ hệ thống khí nén đều có thể sử dụng van bướm. Van có thể điều chỉnh lưu lượng khí khí khi cần, làm việc với hệ thống khí nén và kiểm soát lưu lượng đầu ra.
- Ứng dụng trên tàu biển: được sử dụng trên tàu biển, bởi vì chúng hoạt động tốt với nước mặn và dầu, hoặc bất kỳ loại nước nào ở các dải nhiệt độ rộng. Van rất nhẹ và đủ nhỏ để sử dụng trong các hệ thống đường ống nhỏ trên tàu.
- Ứng dụng trong hệ thống PCCC: thường được sử dụng trong các hệ thống phòng cháy chữa cháy vì chúng hoạt động tốt với nước ngọt, thao tác dễ dàng, nhanh chóng cần thiết trong quá trình chữa cháy.
- Ứng dụng trong thủy điện: một trong những ứng dụng phổ biến nhất của van bướm là trong các nhà máy thủy điện: vì chúng tương đối linh hoạt và hiệu quả, các van bướm cỡ lớn được sử dụng trong các ống dẫn nước trong các trạm cung cấp khả năng đóng/mở tốt đáng tin cậy khi cần.
Cách thức lắp đặt và bảo trì van bướm như thế nào ?
Cách thức lắp đặt:
Trước khi lắp đặt, các van bướm phải được kiểm tra cẩn thận.
- Kiểm tra áp lực, đường kính có phù hợp với các yêu cầu của việc sử dụng.
- Loại bỏ các van bị hỏng hóc trong quá trình vận chuyển. Loại bỏ bụi bẩn trước khi được lắp đặt lên hệ thống đường ống.
- Các bu lông phải được bắt chặt đồng đều, không nên ép vào trạng thái xoắn, để không làm hỏng giăng hoặc gây rò rỉ.
- Van bướm có thể được kết nối trực tiếp đến các thiết bị trong các đường ống.
- Trong những trường hợp bình thường, van có thể được lắp đặt ở bất kỳ vị trí nào trên đường ống, nhưng cần phải tạo điều kiện thuận lợi cho việc bảo trì, bảo dưỡng và chú ý đến hướng của dòng chảy.
- Các van bướm được sử dụng, chỉ được đóng hoặc mở hoàn toàn, không cho phép để điều chỉnh lưu lượng dòng chảy, để tránh giăng và đĩa van bị ăn mòn bởi lưu chất.
- Cố định van trong quá trình sử dụng, luôn luôn giữ van được sạch sẽ, hộp số, các bánh răng, trục và đĩa van phải được bôi trơn thường xuyên, khi van có vấn đề phải ngay lập tức ngừng sử dụng, xác định nguyên nhân của sự việc.
- Không sử dụng đòn bẩy hoặc các công cụ khác để đóng mở van, để không làm hỏng các bộ phận van. Vặn tay gạt hoặc tay quay cùng chiều kim đồng hồ để mở van và xoay ngược lại để đóng van.
Cách thức bảo trì:
Trong quá trình làm việc thì bụi hay các vật chất khác có thể bám vào gây khó khăn cho trong việc vận hành van. Đến những mốc thời gian nhất định đã lập ra trong kế hoạch bảo trì thiết bị do phòng cơ điện đề ra cần tiến hành bảo trì (tốt nhất là từ 3-6 tháng một lần) những người trực tiếp vận hành cần phải:
- Giữ sạch và bôi trơn phần cần van lộ ra ngoài một số loại van yêu cầu cần phải bôi trơn cả phía trong
- Đối với các van vận hành thường xuyên thì sau khoảng thời gian từ 2-3 năm sử dụng nên tháo van ra để kiểm tra xem tình trạng của các bộ phận bên trong van như: đĩa van, tấm đệm có đảm bảo độ kín khít làm việc hay không, nếu không còn đảm bảo thì ta nên có phương án thay thế ngay để tránh các hậu quả sau này khi sử dụng .
- Lưu ý:
- Van bướm rất dễ bị hư hỏng khi mở điều tiết từ 15°-75°.
- Van bướm là van có thể dùng để đìêu tiết dòng chảy, vì vậy lực tác động của dòng chảy sẽ tác động lên đĩa van cho nên trong những điều kiện nhất định người ta sử dụng Van Bướm có cơ cấu gài góc độ mở.
- Cơ cấu gài góc độ mở: gồm có hai phần: phần cố định được gắn trên thân van gồm lá kim loại có răng thăng hoa và phần di động là một cái chốt được gắn trên cần van. Cơ cấu này nhằm mục đích cố định gốc mở của van không cho dòng lưu chất tác động làm thay đổi góc độ đóng mở ban đầu.
