Van bi (Ball Valve): Cấu tạo, Phân loại, Ưu nhược điểm, Ứng dụng

Van bi là một thiết bị cơ khí thông dụng trong các hệ thống đường ống, thực hiện chức năng kiểm soát và điều tiết dòng chảy hiệu quả. Thiết bị này có thiết kế nhỏ gọn, cấu tạo đơn giản, mẫu mã đa dạng, thích hợp với nhiều môi trường hệ thống khác nhau. 

Van bi là gì?

Van bi (Ball Valve) là một trong những dòng van công nghiệp thông dụng nhất hiện nay, được sử dụng để điều chỉnh dòng chảy của lưu chất lỏng hoặc khí hơi trong hệ thống ống dẫn. 

Ball valve
Ball valve là một thiết bị cơ khí nhỏ gọn, được lắp đặt trực tiếp trên đường ống để kiếm soát dòng chảy lưu chất hiệu quả.

Van có thiết kế khá nhỏ gọn, bộ phận quan trọng nhất của van là một bi van hình cầu bên trong thân van. Bi van này có khả năng quay một góc bằng hoặc nhỏ hơn 90 độ để thực hiện đóng/ mở dòng chảy lưu chất qua van hiệu quả, chúng tiếp xúc trực tiếp với dòng chảy lưu chất nên được sản xuất chủ yếu từ kim loại cứng như inox, thép… với khả năng chịu lực, chống ăn mòn tốt.

Thiết bị này được sản xuất với đa dạng các loại vật liệu bền bỉ như inox, gang, thép, nhựa… Vận hành bằng nhiều hình thức như thủ công (tay gạt, tay quay) và tự động (điều khiển điện, điều khiển khí nén). 

Với chức năng của mình, chúng giữ vai trò vô cùng quan trọng trong các hệ thống sản xuất và vận chuyển lưu chất trong các hệ thống dân dụng và công nghiệp đủ quy mô.

Cấu tạo van bi

Với hình dạng gọn nhẹ của của mình, thiết bị ball valve cũng có cấu tạo vô cùng đơn giản với một số bộ phận chính như sau:

Cấu tạo ball valve
Cấu tạo của một thiết bị ball valve cơ bản.
  • Thân van: Là phần chính của van, có nhiệm vụ chứa các bộ phận khác và chịu áp lực lưu chất vận chuyển qua. Chúng được sản xuất từ nhiều loại vật liệu như inox, gang, đồng, thép, nhựa…
  • Bi van: Có dạng hình cầu, sản xuất từ inox hoặc thép với khả năng chịu lực cao, thực hiện nhiệm vụ đóng/ mở van hiệu quả, có một lỗ xuyên tâm ở giữa để lưu chất có thể dễ dàng di chuyển qua.
  • Trục van: Là bộ phận dùng để kết nối bộ phận điều khiển và bi van lại với nhau, thực hiện truyền chuyển động vận hành.
  • Bộ phận điều khiển: Được lắp đặt bên ngoài thân van và kết nối với trục van bên trong, có nhiều kiểu như tay gạt, tay quay, điều khiển điện, điều khiển khí nén…
  • Bộ phận nối: Thường là kiểu nối ren hoặc mặt bích, chúng được đúc trực tiếp trên thân van, được dùng để kết nối trực tiếp vào đường ống để tạo thành một hệ thống hoàn chỉnh.

Nguyên lý hoạt động của van bi

Nguyên lý hoạt động của van bi dựa trên việc quay một góc bằng hoặc nhỏ hơn 90 độ của bi van hình cầu được đặt trong thân van, cơ chế xoay này giúp chúng kiểm soát và điều tiết dòng chảy của lưu chất vào hoặc ra hệ thống một cách dễ dàng.

Khi muốn mở van, người vận hành sẽ thực hiện tác động một lực vào bộ phận điều khiển. Điều này sẽ tạo ra lực xoay, làm xoay trục van và bị van theo một góc tương ứng, khi lỗ van trên bi hợp với lỗ trên thân van và tạo thành một đường lưu thông hoàn chỉnh, lưu chất sẽ theo đường này mà lưu thông qua lại dễ dàng. Đây chính là trạng thái mở của van.

Cơ chế hoạt động của Ball Valve.
Cơ chế hoạt động của Ball Valve.

Khi muốn đóng van, người sử dụng cũng sẽ tác động một lực vào bộ phận điều khiển nhưng theo chiều ngược lại với lúc mở. Điều này sẽ tạo ra lực xoay làm trục van, bi van quay theo chiều ngược. Bi van sẽ bị xoay một góc tương ứng, lỗ thông của bi không còn nằm cùng hướng với lỗ thân van, điều này sẽ làm ngăn chặn hoàn toàn đường di chuyển qua lại của lưu chất. Đây chính là trạng thái đóng của van.

Cơ chế hoạt động này vô cùng đơn giản, dễ vận hành và có thể mang đến khả năng đóng mở vô cùng nhanh chóng, chính xác. Góc độ mở của van cũng được điều chỉnh dễ dàng để lượng lưu chất di chuyển qua van nhiều hoặc ít tùy ý, đây chính là trạng thái điều tiết của van.

Các loại van bi thông dụng nhất thị trường hiện nay

Lựa chọn được một sản phẩm ball valve phù hợp với hệ thống sử dụng sẽ giúp thiết bị được lắp đặt lâu dài, mang đến năng suất cao và ít xảy ra các hư hỏng vô cớ. Sau đây là danh sách những thiết bị van cơ bản, được phân loại theo từng tiêu chí nhất định nhằm giúp bạn có cái nhìn rõ hơn về thiết bị này và lựa chọn được những sản phẩm phù hợp.

Phân loại ball valve theo chất liệu:

Chất liệu sản xuất ball valve.
Chất liệu sản xuất ball valve.
  • Van bi inox: Sản xuất từ inox 201, inox 304, inox 316… có vẻ ngoài sáng bóng, không bị oxy hóa hay ăn mòn, chịu được áp lực và nhiệt độ cao, không có các chất độc hại, thích hợp sử dụng trong những nhà máy chế biến thực phẩm, dược phẩm, hóa chất, cấp nước sạch…
  • Van bi gang: Là thiết bị được sử dụng chủ yếu trong các hệ thống cấp thoát nước, thân van có độ chắc chắn cao, chịu lực tốt, nhiệt độ ổn định ở mức 80 độ C, trên bề mặt sẽ được phủ một lớp epoxy có chức năng chống gỉ hiệu quả, tuy nhiên khả năng chống ăn mòn không tốt nên không thích hợp với các loại lưu chất nồng độ cao. 
  • Van bi thép: Thép được đánh giá là loại vật liệu hoàn hảo để lắp đặt trong các hệ thống có điều kiện khắc nghiệt, nhiệt độ và áp lực chịu được thường rất lớn, vì vậy thích hợp sử dụng trong các hệ thống khí nén, hơi nóng, xăng dầu, hóa chất…
  • Van bi đồng: Là loại van bi được thiết kế với kích thước khá nhỏ gọn, thích hợp sử dụng trong những hệ thống nước dân dụng hoặc các hệ thống sản xuất quy mô nhỏ, áp lực thấp. Đồng cũng có khả năng chịu được nhiệt độ cao nên sử dụng hiệu quả trong các hệ thống nước nóng, khí hơi nóng…
  • Van bi nhựa: Được sản xuất chủ yếu từ chất liệu nhựa PVC, có màu sắc bắt mắt, có trọng lượng nhẹ, dễ dàng tháo lắp và di chuyển. Nhựa có khả năng chịu lực và nhiệt chỉ ở mức tương đối, nhưng có khả năng chống ăn mòn vượt trội nên thích hợp sử dụng trong những hệ thống hóa chất nồng độ cao.

Phân loại ball valve theo phương thức vận hành:

Phân loại ball valve theo phương thức vận hành
Ball valve được vận hành nhanh chóng bằng nhiều hình thức từ thủ công đến tự động.
  • Van bi tay gạt: Một tay gạt sẽ được lắp đặt bên ngoài thân van và kết nối với trục van, khi muốn đóng/ mở van, chỉ cần kéo tay gạt sang trái hoặc phải là có thể hoàn thành. Đây là phương thức vận hành thủ công bằng cơ, dễ dàng thực hiện và không tốn chi phí năng lượng trong quá trình vận hành.
  • Van bi tay quay: Một tay quay vô lăng cũng sẽ được lắp đặt bên ngoài thân van, khi muốn vận hành van chỉ cần vặn tay quay theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược lại. Đây cũng là một kiểu vận hành thủ công đơn giản, nên khi lắp đặt cần đặt van ở những vị trí gần tầm tay người sử dụng.
  • Van bi điều khiển điện: Được thiết kế kèm theo một bộ phận truyền động điện, tiếp nhận và chuyển hóa điện năng thành cơ năng để vận hành van. Với chức năng vận hành tự động và điều khiển từ xa, van có thể lắp đặt tại nhiều vị trí khác nhau, vận hành cùng lúc nhiều thiết bị với thời gian đóng mở vô cùng nhanh chóng.
  • Van bi điều khiển khí nén: Được thiết kế kèm theo một bộ phận truyền động khí nén bên ngoài, có chức năng tiếp nhận và chuyển hóa năng lượng khí nén thành cơ năng để vận hành van. Chi phí lắp đặt thiết bị này sẽ cao hơn các loại điều khiển khác vì phải kèm theo nhiều thiết bị, bộ phận như máy nén khí, bộ truyền động, đồng hồ đo, ống dẫn… Cũng tương tự như van điện, chúng cũng khả năng đóng/ mở nhanh chóng, chính xác, vận hành cùng lúc nhiều thiết bị và điều khiển từ xa dễ dàng.

Phân loại ball valve theo phương thức kết nối:

Ball valve nối ren và ball valve mặt bích.
Thiết kế của ball valve nối ren và ball valve mặt bích.
  • Van bi nối ren: Là thiết bị van bi được kết nối với đường ống qua hình thức nối ren, các đầu ren sẽ được đúc ngay trên thân van và được vặn siết vào đầu ống khi tiến hành lắp đặt. Chúng có kích thước gọn nhẹ, kích cỡ tối đa không vượt quá DN50 nên thích hợp với những hệ thống có quy mô nhỏ, áp lực vừa. Trong quá trình lắp đặt, người ta thường bôi một lớp keo tan lên bề mặt ren để mang đến khả năng lắp đặt chính xác nhất.
  • Van bi mặt bích: Các loại van này sẽ được sản xuất với kích thước vừa và lớn, thường từ DN50 trở lên. Mặt bích sẽ được đúc ngay trên thân van, theo nhiều tiêu chuẩn quốc tế như JIS, DIN, ANSI, BS… Quá trình lắp đặt được thực hiện thông qua các bu lông nên có khả năng kết nối chắc chắn, ngăn chặn rò rỉ hiệu quả, chịu được áp lực cao. Giữa các mặt bích nên được đệm một miếng gioăng bằng cao su đàn hồi để tạo độ đóng kín tuyệt đối khi lắp đặt.

Ngoài ra, dựa vào một số tiêu chí khác, ball valve cũng được chia thành các loại như van 1 mảnh, van 2 mảnh, van 3 mảnh, van 2 ngã, van 3 ngã… Tùy theo nhu cầu sử dụng mà có sự lựa chọn kiểu van cho phù hợp.

Đánh giá những ưu – nhược điểm nổi trội của van bi

Bất cứ một thiết bị cơ khí nào cũng có những ưu điểm – hạn chế riêng, nắm vững được những điều này sẽ giúp người sử dụng dễ dàng ứng dụng thiết bị một cách tối ưu nhất.

Ưu điểm của ball valve
Ball valve có rất nhiều ưu điểm tuyệt vời nên được ứng dụng rộng rãi trong nhiều hệ thống, nhiều lĩnh vực.

Ưu điểm của ball valve:

  • Kiểm soát dòng chảy và điều tiết lưu lượng lưu chất qua van hiệu quả.
  • Thiết kế đơn giản, gọn nhẹ, dễ dàng lắp đặt tại nhiều vị trí.
  • Thao tác đóng mở nhanh chóng, không tốn nhiều thời gian.
  • Vận hành linh hoạt đa chiều.
  • Sản xuất từ nhiều loại vật liệu khác nhau, mỗi loại sẽ thích hợp với từng môi trường lưu chất cụ thể.
  • Nhiều phương thức vận hành từ thủ công đến tự động.
  • Van có độ bền cao, khả năng chống ăn mòn và oxy hóa tốt, tuổi thọ sử dụng lâu dài.
  • Khả năng chịu áp lực lớn, cách nhiệt tốt.
  • Được thiết kế để hoạt động mượt mà và nhẹ nhàng, giảm ma sát và tiếng ồn trong quá trình vận hành.
  • Có cấu trúc đơn giản và dễ dàng tháo lắp, giúp việc bảo trì và sửa chữa trở nên dễ dàng, tiết kiệm thời gian.
  • Giá cả hợp lý.

Nhược điểm của ball valve:

  • Hạn chế về kích thước, kích cỡ tối đa thường ở mức DN250.
  • Không thích hợp sử dụng trong môi trường chất rắn vì có thể làm kẹt bi van hoặc rách gioăng.
  • Tuy thực hiện vai trò điều tiết khá chính xác, nhưng nếu lạm dụng thường xuyên chức năng này, bi van có thể bị ăn mòn và xuống cấp nhanh.

Ứng dụng của van bi

Dưới đây là một số ứng dụng điển hình của thiết bị ball valve này trong các hệ thống đường ống ngày nay là:

Ứng dụng ball valve
Thiết bị van bi có vai trò quan trọng trong các hệ thống cấp thoát nước và sản xuất công nghiệp.
  • Các hệ thống cung cấp nước sạch, xử lý nước thải dân dụng, công nghiệp…
  • Các hệ thống hóa chất, xăng dầu…
  • Các hệ thống khí nén, hơi nóng, hơi gas…
  • Các hệ thống HVAC (điều hòa, thông gió, làm mát, làm lạnh…).
  • Các nhà máy chế biến thực phẩm.
  • Các ngành hàng hải, đóng tàu…

Với những thông tin về thiết bị van bi mà Bảo Thiên Long giới thiệu trên đây, hy vọng có thể giúp bạn hiểu rõ hơn về cấu tạo, cơ chế vận hành cũng như đặc điểm riêng của từng loại, từ đó dễ dàng lựa chọn được những sản phẩm phù hợp với nhu cầu sử dụng. Nếu có nhu cầu muốn được tư vấn kỹ hơn về ball valve hoặc các thiết bị van công nghiệp khác, liên hệ ngay với chúng tôi để được hỗ trợ chi tiết.

Trở thành người đầu tiên bình luận cho bài viết này!

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Các Loại Van Công Nghiệp Phổ Biến: Báo Giá Tốt Nhất Thị Trường

Ngày nay, van công nghiệp được xem là một thiết bị cơ khí quan trọng, thực hiện vai trò kiểm soát dòng chảy lưu chất...

Van 1 chiều lá lật: Cấu tạo, Phân loại, Ứng dụng, Cách lắp đặt

Van 1 chiều lá lật được sử dụng phổ biến trong hệ thống cấp thoát nước, PCCC, hệ thống khí nén… nhằm ngăn dòng chảy...

Van 1 chiều lò xo gang
Van 1 chiều lò xo: Cấu tạo, Cách thức hoạt động, Cách lắp đặt

Van 1 chiều lò xo có tác dụng hỗ trợ ngăn dòng chảy ngược bên trong đường ống. Thiết bị vận hành dựa trên nguyên...

Van Cổng Ty Nổi (Rising Stem Gate Valve): Đặc điểm, Ứng dụng

Van cổng ty nổi là một thiết bị cơ khí được sử dụng phổ biến trong các đường ống chất lỏng, có khả năng đóng/...