Van cầu là thiết bị được sử dụng phổ biến với mục đích đóng/ mở dòng chảy và điều tiết lưu lượng lưu chất vào hoặc ra hệ thống hiệu quả. Sản phẩm này hiện đang là một lựa chọn tối ưu cho hầu hết môi trường lưu chất như chất lỏng, khí nén, hơi nóng… nhất là những hệ thống có áp lực lớn và nhiệt độ cao.

Van cầu là gì?

Van cầu (Globe valve) hay còn được gọi là van hơi, van cầu hơi, van hơi chữ ngã… là một trong những thiết bị van công nghiệp được sử dụng phổ biến nhất hiện nay trong các hệ thống đường.

Chúng được lắp đặt trực tiếp trên đường ống lưu thông, được đóng/ mở nhanh chóng thông qua các phương thức như tay quay, điều khiển điện, điều khiển khí nén… để ngăn chặn, cho phép và điều tiết lưu lượng qua van dễ dàng.

Với khả năng chịu lực và chịu nhiệt tốt, chúng được sản xuất chủ yếu bằng các kim loại cứng như inox, gang, thép, đồng… Kích cỡ van cũng khá đa dạng từ DN15 trở lên, thích hợp với nhiều quy mô hệ thống và điều kiện môi trường lưu chất cụ thể. 

Hiện tại, Globe valve đang được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống cấp thoát nước, xăng dầu, hóa chất, khí nén, hơi nóng… giúp hệ thống hoạt động ổn định, mang đến năng suất cao.

Công dụng của van cầu

Như đã nói, Globe valve là một thiết bị van điều khiển với chức năng kiểm soát dòng chảy lưu chất hiệu quả. Sở dĩ chúng nhận được nhiều ưa thích từ người tiêu dùng là nhờ vào 2 công dụng chính của mình:

• Ngăn chặn/ lưu thông dòng chảy: Thiết bị mang đến khả năng đóng/ mở vô cùng nhanh chóng thông qua các bộ phận điều khiển được thiết kế bên ngoài thân van, điều này giúp đáp ứng đủ lượng lưu chất phục vụ cho quá trình sản xuất, đồng thời đóng van thật kín khi kết thúc hoạt động mà không gây rò rỉ.
• Điều tiết dòng chảy: Thân van bên trong được thiết kế với dạng hai hình cầu gộp lại, một trên một dưới. Khi lưu chất đi qua van, chúng sẽ được chuyển từ nửa hình cầu này sang nửa hình cầu khác, điều này giúp hạn chế đến mức thấp nhất khả năng ma sát của đĩa van với dòng chảy, từ đó giúp điều chỉnh dễ dàng góc độ mở của van, thuận tiện cho việc kiểm soát lưu lượng di chuyển qua, góc độ mở càng lớn thì lưu chất vận chuyển qua càng nhiều và ngược lại.

Cấu tạo của van cầu

Thiết bị Globe Valve cũng được thiết kế với nhiều kiểu dáng khác nhau để thuận tiện cho việc lắp đặt, nhưng nhìn chung, một sản phẩm cơ bản cũng được cấu tạo khá đơn giản với một số bộ phận chung như sau:

• Thân van: Được làm từ nhiều loại vật liệu khác nhau như gang, inox, thép, đồng… có khả năng chứa đựng và liên kết các bộ phận khác bên trong để tạo thành một thiết bị hoàn chỉnh và khép kín. Hầu hết chúng đều có kết cấu khá chắc chắn, chịu lực chịu nhiệt ổn định, cho phép lưu chất trực tiếp di chuyển qua mà không bị rò rỉ ra bên ngoài.
• Đĩa van: Là bộ phận quan trọng hàng đầu của thiết bị, thường có dạng côn hoặc dạng nút chai, sản xuất chủ yếu từ inox và thép với khả năng chống mài mòn tốt, dựa theo điều khiển và chuyển động từ các bộ phận khác mà thực hiện đóng/ mở để ngăn chặn, cho phép lưu chất di chuyển qua.
• Trục van: Thực hiện chức năng truyền động cho van thông qua việc kết nối bộ phận điều khiển và đĩa van lại với nhau. Chúng vận hành theo cơ chế di chuyển lên xuống, từ đó kéo đĩa van di chuyển theo để đóng/ mở van.
• Bộ phận điều khiển: Là bộ phận được lắp đặt bên ngoài thân van, thường là tay quay hoặc bộ truyền động điện, bộ truyền động khí nén. Khi muốn mở van, người vận hành chỉ cần cấp một lực hoặc một nguồn năng lượng vào bộ phận này, một lực quay sẽ được sinh ra và tác động đến các bộ phận chuyển động bên trong thân van.
• Gioăng làm kín: Sản xuất chủ yếu từ chất liệu cao su có tính đàn hồi tốt, được đệm vào giữa các mặt bích, vị trí tiếp xúc giữa thân van và đĩa van, thân van và trục van… để tạo độ đóng kín tốt nhất, hạn chế ma sát ăn mòn và ngăn chặn rò rỉ lưu chất ra bên ngoài.

Nguyên lý hoạt động của van cầu

Với cấu tạo đơn giản của mình, thiết bị Globe Valve cũng có cơ chế vận hành vô cùng đơn giản. Dựa theo tác động của bộ phận điều khiển, các bộ phận chuyển động bên trong phối hợp một cách nhịp nhàng, giúp quá trình đóng/ mở thiết bị diễn ra nhanh chóng và hiệu quả cao:

• Quá trình mở van: Người vận hành sẽ thực hiện quay tay quay vô lăng hoặc mở điều khiển điện, điều khiển khí nén. Một lực momen sẽ sinh ra từ bộ điều khiển và tác động lên trục van, trục van quay theo chiều tịnh tiến lên trên, kéo đĩa van rời khỏi vị trí, cửa van được mở ra và lưu chất sẽ vận chuyển vào trong hệ thống mà không bị cản trở.
• Quá trình đóng van: Người vận hành sẽ tác động lực vào bộ điều khiển theo chiều ngược lại với lúc mở, một lực momen xoắn sẽ được sinh ra và ngược chiều với lúc mở. Lúc này trục van sẽ quay theo chiều đi xuống và đẩy đĩa van về vị trí đóng lại cửa van. Lưu chất đang được di chuyển sẽ hoàn toàn bị ngăn lại, không thể tiếp tục đi qua van để vào hệ thống.
• Quá trình điều tiết: Van cũng được đóng mở theo kiểu bình thường, nhưng góc độ mở của van sẽ được điều chỉnh tương ứng để lưu lượng di chuyển qua van nhiều hoặc ít tùy ý. Đối với dòng van vận hành tự động, bạn có thể sử dụng chế độ tuyến tính để mang đến khả năng điều tiết chính xác hơn.

Những loại van cầu phổ biến nhất hiện nay

Mỗi loại Globe Valve sẽ mang sẽ có thiết kế, chất liệu, kiểu kết nối và các thông số kỹ thuật khác nhau, nhiệm vụ của người sử dụng là lựa chọn được sản phẩm có các tiêu chí phù hợp nhất với hệ thống sử dụng để đảm bảo van được lắp đặt dễ dàng và mang đến năng suất vượt trội. 

Tuy nhiên, việc có quá nhiều sản phẩm trên thị trường cũng khiến người tiêu dùng cảm thấy băn khoăn không biết nên lựa chọn như thế nào cho phù hợp, vì vậy, Bảo Thiên Long sẽ gợi ý đến bạn một số thiết bị phổ biến và có khả năng ứng dụng linh hoạt nhất hiện nay, nhận được nhiều ưa thích từ người tiêu dùng.

1. Van cầu chữ ngã

Hay còn được gọi là van hơi yên ngựa, là kiểu Globe Valve được lắp đặt nhiều nhất trong các hệ thống ngày nay. 

Chúng được thiết kế với dạng hình chữ ngã với một phần trên và một phần dưới, điều này cho phép lưu chất được chuyển hướng trong quá trình vận chuyển, thích hợp sử dụng cho những hệ thống có áp lực dòng chảy mạnh, từ đó giúp hạn chế xảy ra tình trạng ma sát ăn mòn hiệu quả.

Với những hệ thống cần thực hiện thường xuyên chức năng điều tiết, thì van chữ ngã là lựa chọn tối ưu nhất để mang đến hiệu quả cao và tránh van bị xuống cấp nhanh chóng.

2. Van cầu chữ Y

Là thiết bị được thiết kế với phần thân nằm nghiêng một góc 45 độ, có chức năng giúp dòng chảy được lưu thông dễ dàng, mức độ cản trở dòng chảy trở nên ít đi, hạn chế đến mức thấp nhất tình trạng sụt áp, đặc biệt hạn chế ăn mòn đĩa van hiệu quả.

Đối với những hệ thống cần bảo toàn áp suất và lưu lượng trong quá trình vận chuyển, thì van chữ Y chắc chắn là lựa chọn mà bạn không nên bỏ qua. Tuy nhiên, thiết kế nghiêng sẽ khiến thiết bị chiếm nhiều diện tích hơn khi lắp đặt, giá thành cũng sẽ cao hơn so với các kiểu van khác.

3. Van cầu dạng góc

Loại van này có thiết kế đặc biệt hơn khi phần thân van và đầu tạo với nhau thành một góc 90 độ, tức là khi sử dụng thiết bị này, lưu chất sẽ được chuyển hướng trong quá trình vận hành và không vận chuyển theo chiều thẳng như các thiết bị khác. Lưu chất được vận chuyển qua cũng sẽ bi giảm sút áp suất và lưu lượng, khá thích hợp với chức năng điều tiết.

Tuy nhiên, thiết kế này khiến khả năng ứng dụng của thiết bị trở nên hạn chế hơn, chỉ thích hợp với một số hệ thống chuyển hướng đặc thù, quá trình lắp đặt cũng sẽ phức tạp và tốn nhiều thời gian hơn.

4. Van cầu dạng bầu

Là thiết bị được thiết kế với thân van thẳng, lưu chất được vận chuyển trực tiếp qua mà không cần chuyển hướng hay rẽ nhánh. 

Với thiết kế này, van được sử dụng chủ yếu với chức năng đóng/ mở dòng chảy, còn với chức năng điều tiết không được sử dụng quá nhiều để hạn chế tình trạng xuống cấp của đĩa van. Thiết bị này thích hợp sử dụng trong nhiều môi trường lưu chất khác nhau, mang đến chức năng ngăn chặn, lưu thông dòng chảy vô cùng nhanh nhạy và chắc chắn.

5. Van cầu gang

Là thiết bị được sản xuất từ chất liệu gang cầu, là một loại vật liệu bình dân, giá thành rẻ nhưng lại có khả năng chịu lực khá ổn định.

Nhìn chung, thiết bị van cầu này được sử dụng chủ yếu trong các hệ thống nước, các loại lưu chất có điều kiện bình thường vì khả năng chống ăn mòn không quá cao. Nếu được lắp đặt trong môi trường phù hợp, tuổi thọ sử dụng của chúng sẽ khá lâu dài và bền bỉ theo thời gian.

Để ngăn chặn tình trạng bề mặt van bị oxy hóa bởi các tác động từ môi trường, các nhà sản xuất sẽ sơn một lớp epoxy lên bề mặt thiết bị, lớp sơn này được đánh giá có khả năng bảo vệ vượt trội, giúp thân van trở nên sáng bóng, không bị oxy hóa hay bong tróc trong quá trình sử dụng.

6. Van cầu inox

Nếu bạn cần một loại vật liệu có khả năng ứng dụng mạnh mẽ hơn, đáp ứng mọi tiêu chí về một sản phẩm cao cấp thì van inox chắc chắn là lựa chọn tốt nhất dành cho bạn.

Thiết bị này không chỉ đáp ứng về mặt thẩm mỹ khi có vẻ ngoài sáng bóng, không bị gỉ sét và còn có độ bền vô cùng cao. Chúng có thể chịu được áp lực và nhiệt độ khá lớn, không bị ăn mòn bởi các chất nồng độ cao nên sử dụng thoải mái trong hầu hết các môi trường lưu chất như nước sạch, nước thải, xăng dầu, hóa chất, khí hơi nóng…

Ngoài ra, inox cũng khá an toàn và sạch khi không chứa các chất độc hại, vì vậy còn được ưa chuộng rất nhiều trong các nhà máy chế biến thực phẩm, dược phẩm và các hệ thống đòi hỏi vệ sinh an toàn nói chung.

7. Van cầu thép

Đối với những hệ thống có điều kiện môi trường khắc nghiệt, có áp lực lớn và nhiệt độ cao thì van thép là lựa chọn mà bạn không nên bỏ qua.

Chất liệu thép được sản xuất bằng cách nung chảy phôi thép, sau đó được nén ép trong lò nung với áp lớn, vì vậy những thiết bị thành phẩm có độ cứng vô cùng cao, chịu được những rung chấn mạnh mẽ, hoạt động ổn định trong những hệ thống khắc nghiệt như các nhà máy xăng dầu, thủy nhiệt điện, khí nén áp lực cao, các hệ thống lò hơi, nồi hơi…

8. Van cầu đồng

Đối với những hệ thống quy mô nhỏ, áp lực thấp, van đồng có thể lựa chọn khá ổn dành cho bạn.

Loại van này có thiết kế nhỏ gọn, kích thước tối đa thường chỉ ở mức DN50, kết nối với hệ thống bằng phương thức nối ren, thích hợp ứng dụng trong các hệ thống dân dụng bình thường.

Tuy nhiên, chất liệu đồng có khả năng chịu nhiệt tương đối ổn định, có thể sử dụng trong môi trường nước nóng, các hệ thống HVAC…

9. Van cầu tay quay

Là thiết bị van cầu được vận hành bằng phương thức thủ công nhờ vào tác động lực từ con người.

Một tay quay vô lăng được lắp đặt bên ngoài thân van và kết nối với trục van, khi sử dụng, người vận hành sẽ thực hiện quay tay quay để điều khiển van đóng/ mở. Kiểu vận hành này vô cùng đơn giản, không đòi hỏi kỹ thuật cao, không tốn chi phí năng lượng vận hành, chi phí lắp đặt thấp.

Khi lắp van, cần lắp tại những vị trí thông thoáng, an toàn, gần tầm tay người vận hành để thuận tiện cho quá trình đóng/ mở.

10. Van cầu điều khiển điện

Nếu muốn hệ thống sản xuất trở nên tự động hóa, quá trình đóng mở không tốn quá nhiều thời gian thì nên lắp đặt những thiết bị van điều khiển tự động bằng điện.

Thiết bị này sẽ được lắp đặt kèm theo một bộ phận truyền động điện bên ngoài, chúng có chức năng tiếp nhận đa dạng các dòng điện xoay chiều từ 12V – 380V, sau đó chuyển hóa chúng thành cơ năng, tạo ra lực momen xoắn để điều khiển van đóng/ mở.

Ưu điểm nổi trội của chúng là có khả năng vận hành vô cùng chính xác kể cả những hoạt động điều khiển từ xa, thậm chí có thể vận hành cùng lúc nhiều thiết bị giúp quá trình kiểm soát hệ thống trở nên dễ dàng và hiệu quả hơn, không tốn quá nhiều công sức cho người sử dụng.

11. Van cầu điều khiển khí nén

Một thiết bị van điều khiển tự động khác cũng khá được ưa chuộng đó là van vận hành bằng năng lượng khí nén.

Nhìn chung, thiết bị này cũng mang đến khả năng đóng/ mở nhanh chóng từ xa, dễ dàng lắp đặt tại nhiều vị trí kể cả những khu vực nguy hiểm, có thể vận hành cùng lúc nhiều van với độ chính xác gần như tuyệt đối.

Tuy nhiên, chi phí lắp lắp đặt của van thường khá cao vì cần kèm theo nhiều bộ phận quan trọng để hỗ trợ vận hành như bộ truyền động, máy nén khí, ống dẫn khí, đồng hồ đo áp suất… nên chỉ được ứng dụng chủ yếu cho các hệ thống sản xuất quy mô lớn.

12. Van cầu nối ren

Đây là kiểu kết nối thông dụng dành cho những thiết bị van công nghiệp sử dụng cho những đường ống có kích thước nhỏ. Kích cỡ tối đa của van không vượt quá DN50, chủ yếu dùng cho các sản phẩm van inox, van đồng…

Với kích thước nhỏ gọn, khả năng chịu lực của van cũng không quá cao, thường ổn định ở mức PN16. Phương thức nối ren cũng cho phép thiết bị được tháo lắp dễ dàng, không đòi hỏi nhiều kỹ thuật phức tạp.

Trong quá trình lắp đặt, các đầu ren nên được bôi một lớp keo tan để mang đến khả năng kết nối bền vững hơn, không bị rò rỉ lưu chất khi hoạt động.

13. Van cầu mặt bích

Đối với những thiết bị Globe Valve có kích thước từ DN50 trở lên, để mang đến khả năng chịu lực mạnh mẽ, chúng thường được kết nối bằng phương thức mặt bích.

Mặt bích là một loại phụ kiện được sử dụng phổ biến trong các hệ thống đường ống, có chức năng kết nối thiết bị, phụ kiện, đường ống… lại với nhau để tạo thành một hệ thống bền vững, khép kín, ngăn chặn rò rỉ hiệu quả.

Mặt bích được sản xuất chủ yếu từ inox, thép theo nhiều tiêu chuẩn như JIS, ANSI, BS, DIN… và kết nối thông qua các bu lông. Thiết kế này giúp thiết bị được tháo lắp dễ dàng khi cần sửa chữa, bảo trì.

Đánh giá ưu – nhược điểm của van cầu

Thiết bị Globe Valve này hiện đang là một trong những sản phẩm đắc lực, giúp điều chỉnh và kiểm soát dòng chảy lưu chất trong hệ thống nhanh chóng, dễ dàng, mang lại hiệu quả cao. Chính vì vậy, chúng luôn được các nhà sản xuất cân nhắc để lắp đặt khi quyết định xây dựng bất kỳ một hệ thống sản xuất nào.

Ưu điểm:

• Có vai trò ngăn chặn, lưu thông và điều tiết dòng chảy hiệu quả.
• Sản xuất từ nhiều loại vật liệu như inox, gang, đồng, thép…
• Van điều khiển nhanh chóng bằng nhiều hình thức như tay quay, điều khiển điện, điều khiển khí nén…
• Có thể vận chuyển lưu chất theo chiều thẳng, chuyển hướng, rẽ nhánh… tùy theo thiết kế từng van.
• Giảm thiểu tình trạng ma sát ăn mòn đĩa van, giúp thiết bị sử dụng được lâu dài.
• Nhiều kích cỡ từ DN15 trở lên, thích hợp với mọi quy mô hệ thống.
• Mang đến hiệu quả tối ưu cho nhiều môi trường lưu chất như chất lỏng, khí nén, hơi nóng…
• Kết cấu đơn giản, lắp đặt dễ dàng, thuận tiện cho việc vệ sinh, bảo trì.
• Thiết bị vận hành êm ái, không bị rò rỉ khi sử dụng.
• Độ bền cao, không bị hư hỏng khi xảy ra va đập, chịu được nhiệt độ và áp lực cao, ngoài ra còn có thể chống ăn mòn và oxy hóa tốt.
• Nhiều phân khúc giá thành cho bạn lựa chọn.

Hạn chế:

• Với thiết kế chuyển hướng dòng chảy, Globe Valve có thể làm giảm áp suất và tốc độ dòng chảy trong quá trình vận chuyển.
• Những thiết bị có kích cỡ càng lớn thì thời gian đóng/ mở càng trở nên lâu hơn vì lưu lượng qua van lớn.
• Không sử dụng cho các loại lưu chất dạng rắn.
• Van có giá thành cao hơn so với một số thiết bị van công nghiệp khác.
• Kích thước và trọng lượng cũng lớn hơn so với các thiết bị van cùng kích thước, cùng chất liệu.

Ứng dụng của van cầu

Ngày nay, thiết bị này hiện đang được ứng dụng rộng rãi trong nhiều hệ thống, nhiều lĩnh vực như:

• Ứng dụng trong các hệ thống nước sạch, nước thải, nước ngầm…
• Ứng dụng trong các hệ thống phòng cháy chữa cháy.
• Ứng dụng trong các hệ thống thủy lợi, bồn chứa, bể chứa…
• Ứng dụng trong các nhà máy hóa chất, các hệ thống vận chuyển lưu chất nồng độ cao như axit, muối, bazo…
• Ứng dụng trong các nhà máy thủy điện, nhiệt điện, xăng dầu, cơ khí, luyện kim…
• Ứng dụng trong các hệ thống khí nén, hơi nóng (lò hơi, nồi hơi, nồi hấp…)
• Ứng dụng trong các hệ thống HVAC (điều hòa, thông gió, làm mát, chiller…)

Hình ảnh thực tế sản phẩm van cầu trong các hệ thống đường ống

Nếu muốn thiết bị Globe Valve có thể sử dụng bền bỉ theo thời gian, ít xảy ra các sự cố hư hỏng, cần lựa chọn thiết bị có thông số kỹ thuật phù hợp với hệ thống cần sử dụng, lắp đặt thiết bị đúng cách và thực hiện bảo trì định kỳ 6 tháng/ lần.

Nếu có bất kỳ thắc mắc nào về sản phẩm van cầu này, muốn nhận được báo giá chi tiết, liên hệ ngay với Bảo Thiên Long để được hỗ trợ và tư vấn cụ thể.