Van cổng là một thiết bị có khả năng ứng dụng khá linh hoạt, chúng xuất hiện rộng rãi trong hầu hết các hệ thống đường ống, thực hiện đóng/ mở nhanh chóng để kiểm soát dòng chảy lưu chất đi qua. Thiết bị này hiện đang được sản xuất với đa dạng kích thước, mẫu mã, chất liệu, đáp ứng mọi nhu cầu sử dụng của người tiêu dùng.

Van cổng là gì?

Van cổng (Gate valve) hay còn được gọi là van cửa, van chặn… là một thiết bị cơ khí được sử dụng lắp đặt trên đường ống vận chuyển lưu chất lỏng. Van được điều khiển đóng/ mở nhanh chóng, ngăn chặn hoặc cho phép lưu chất di chuyển qua dễ dàng, từ đó giúp kiểm soát hoạt động của hệ thống vô cùng chính xác, mang đến năng suất cao.

Thiết bị này hiện đang là một trong những cánh tay đắc lực trong các hệ thống cấp thoát nước, phòng cháy chữa cháy và các hệ thống chất lỏng khác. Chúng có cơ chế vận hành vô cùng đơn giản, với hai cơ chế chính là mở hoàn toàn và đóng hoàn toàn, không thực hiện chức năng điều tiết lưu lượng. Khi van đóng, lưu chất được chặn lại triệt để mà không thể rò rỉ vào bên trong.

Để đáp ứng nhu cầu sử dụng ngày càng tăng cao của người tiêu dùng, van cổng được sản xuất với nhiều mẫu mã đa dạng, chất liệu và kích thước phong phú, nhiều hình thức vận hành từ thủ công đến tự động cho bạn thoải mái lựa chọn.

Tác dụng của van cổng

Như đã nói ở trên, van cổng là thiết bị có chức năng kiểm soát dòng chảy lưu chất trong hệ thống hiệu quả.

Chúng sẽ được lắp đặt trực tiếp trên đường lưu chất lưu thông, thực hiện vai trò tương tự như một cánh cổng, dựa theo điều chỉnh của người sử dụng mà có thể mở/ vào, với cách thức này, lưu chất có thể di chuyển vào hoặc ra hệ thống vô cùng dễ dàng mà không bị cản trở.

Có thể nói, đây là một thiết bị khá thông dụng và thực hiện chức năng cơ bản nhất có chính là lưu thông dòng chảy. Với thiết kế của đĩa van, chúng chỉ có thể vận hành theo hai cơ chế chính là đóng van hoàn toàn và mở van hoàn hoàn, không thể thực hiện chức năng điều tiết lưu lượng vì có thể làm ảnh hưởng đến độ bền của đĩa van.

Bất kỳ một hệ thống chất lỏng lớn nhỏ nào từ các hệ thống dân dụng bình thường đến các hệ thống sản xuất sản lượng lớn cũng không thể thiếu được thiết bị van cổng. Chính vì vậy, chúng luôn là một sản phẩm được ưu tiên lựa chọn hàng đầu khi quyết định lắp đặt bất kỳ một hệ thống vận chuyển nào. 

Nhờ có van cổng mà quá trình vận chuyển lưu chất diễn ra mạnh mẽ hơn, mang đến năng suất cao hơn và ít xảy ra các hư hỏng, rò rỉ không mong muốn.

Cấu tạo van cổng – Gate Valve

Có nhiều loại van cổng trên thị trường, các thiết kế khác nhau của chúng được các nhà sản xuất chăm chút để thích hợp với từng môi trường sử dụng cụ thể. Tuy nhiên, một sản phẩm van cổng cơ bản thì luôn cấu tạo từ những bộ phận chính như sau:

• Thân van: Chế tạo từ gang, thép, inox, nhựa… có độ chắc chắn cao và khả năng chịu áp lực tốt, bảo vệ cho các bộ phận bên trong như trục van, đĩa van… và lưu chất sẽ trực tiếp được vận chuyển qua mà không bị rò rỉ ra bên ngoài.
• Đĩa van (lá van): Là bộ phận quan trọng nhất bên trong, có khả năng đóng mở theo chuyển động của bộ điều khiển để cho phép hoặc ngăn chặn dòng chảy lưu chất qua van dễ dàng.
• Trục van: Là bộ phận kết nối đĩa van và bộ điều khiển lại với nhau, có thể hiểu như một bộ phận truyền động.
• Bộ phận điều khiển: Được lắp đặt bên ngoài thân van, có chức năng tiếp nhận năng lượng và tạo thành chuyển động để vận hành van, có hai kiểu chính là thủ công bằng tay quay hoặc tự động bằng điều khiển điện.

Nguyên lý hoạt động của van chặn

Với cấu tạo không có quá nhiều bộ phận như trên, cơ chế vận hành của thiết bị van cổng cũng vô cùng đơn giản, cụ thể:

• Khi muốn mở van: Người vận hành sẽ thực hiện quay tay quay hoặc mở điều khiển điện, một lực sẽ được sinh ra từ bộ phận điều khiển và làm quay trục van, trục van quay sẽ kéo theo đĩa van quay theo chiều tịnh tiến lên xuống, kéo đĩa van rời khỏi vị trí đóng van, từ đó mở ra cửa van cho phép lưu chất vận chuyển qua dễ dàng.
• Khi muốn đóng van: Người sử dụng sẽ thực hiện thao tác ngược với lúc mở, trục van và đĩa van cũng sẽ chuyển động theo chiều ngược lại ban đầu và trở về vị trí cũ đóng lại cửa van, điều này giúp ngăn chặn hoàn toàn đường lưu thông của lưu chất và không cho phép chúng tiếp tục di chuyển vào hệ thống.

Vì đĩa van có thiết kế mỏng dẹt và nằm chắn trực tiếp trên đường lưu thông, nên người ta không sử dụng chức năng điều tiết cho thiết bị này để tránh áp lực tác động lên đĩa van quá nhiều làm sản phẩm bị xuống cấp nhanh chóng.

Các loại van cổng (Gate valve) thông dụng nhất hiện nay

Với phạm vi ứng dụng linh hoạt, các nhà sản xuất cũng không ngần ngại tạo ra nhiều sản phẩm đa dạng về chủng loại, kiểu dáng nhằm áp dụng trong từng môi trường lưu chất cụ thể. Dưới đây là một số sản phẩm van cổng thông dụng nhất hiện nay mà bạn có thể tham khảo và lựa chọn:

Van cổng được phân loại theo chất liệu

Như đã nói, để thích hợp với từng điều kiện môi trường cụ thể, các nhà sản xuất đã sử dụng nhiều loại vật liệu bền bỉ để chế tạo nên sản phẩm này như inox, gang, thép, nhựa…

1. Van cổng inox

Inox bao giờ cũng là một lựa chọn tối ưu và hoàn hảo nhất để đảm bảo cho một thiết bị bền bỉ và có khả năng ứng dụng mạnh mẽ. Chúng có nhiều ưu điểm nổi trội như:

• Sử dụng inox 201, inox 304, inox 316… có thiết kế tính tế, bề mặt sáng bóng, mang đến tính thẩm mỹ cao.
• Chịu được áp lực lớn lên đến PN64, nhiệt độ cao lên đến 200 độ C.
• Không ăn mòn hay oxy hóa.
• Khả năng chống bụi, chống thấm hiệu quả.
• Sử dụng bền bỉ, lâu dài theo thời gian.
• Có tính chất an toàn, thích hợp với các hệ thống đòi hỏi vệ sinh thực phẩm cao.

Van inox hiện đang là dòng sản phẩm được đánh giá cao nhất so với các dòng vật liệu khác, điều này đồng nghĩa với việc giá thành của chúng cũng sẽ cao hơn.

2. Van cổng thép

Cũng tượng tự van inox, van thép cũng là một sản phẩm nhận được nhiều đánh giá cao từ người tiêu dùng, có khả năng chống chịu vượt trội và là một lựa chọn tốt nhất cho những hệ thống có điều kiện khắc nghiệt:

• Độ cứng cao, không bị hư hỏng khi xảy ra va đập mạnh.
• Áp lực làm việc lên đến vài trăm bar, nhiệt độ hoạt động ổn định ở mức 500 độ C.
• Thích hợp sử dụng trong nhiều môi trường lưu chất, đặc biệt là nước nóng, xăng dầu, khí nén, hơi nóng…
• Tuổi thọ sử dụng lâu dài.

Tuy nhiên, thiết bị này sẽ có khả năng chống ăn mòn kém hơn so với van inox, bề mặt nếu sử dụng lâu dài cũng có thể bị xỉn màu, không giữ được vẻ sáng bóng như van inox.

3. Van cổng gang

Nếu nhắc đến một dòng van cơ bản, thông dụng và được ưa chuộng nhất hiện nay thì van gang chắc chắn là ứng cử viên sáng giá nhất vì:

• Chất liệu gang có độ cứng cao, chịu được áp lực tốt, thường ở mức PN25.
• Nhiệt độ sử dụng hiệu quả trong khoảng 80 độ C.
• Bề mặt thường được sơn phủ một lớp epoxy nên có khả năng chống oxy hóa vượt trội.
• Là lựa chọn tối ưu cho các hệ thống cấp thoát nước, chữa cháy… 
• Giá thành vô cùng phải chăng, rẻ hơn rất nhiều so với các loại van inox, van thép…

Một lưu ý nhỏ là thiết bị van gang sẽ có khả năng chống ăn mòn khá kém, không thích hợp sử dụng trong môi trường có nồng độ cao, chỉ nên ứng dụng trong các hệ thống vận chuyển các loại lưu chất có tính chất bình thường.

4. Van cổng nhựa

Là một thiết bị được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống cấp thoát nước dân dụng và các nhà máy hóa chất. Van nhựa có nhiều ưu điểm vượt trội là:

• Có trọng lượng nhẹ, việc vận chuyển và lắp đặt tương đối dễ dàng.
• Khả năng chịu nhiệt, chịu lực ở mức tương đối.
• Không bị ăn mòn bởi các loại lưu chất nồng độ cao, vì vậy thích hợp sử dụng trong các nhà máy hóa chất.
• Có thiết kế tinh tế, bề mặt sáng bóng, góc cạnh sang trọng.
• Giá thành rẻ hơn rất nhiều so với các dòng van kim loại.

Nếu bạn có nhu cầu cần một sản phẩm van chặn đóng mở thông thường để sử dụng cho hệ thống cấp thoát nước tại nhà, van nhựa chắc hẳn là lựa chọn tốt nhất dành cho bạn.

Van cổng được phân loại theo phương thức vận hành

Như chúng tôi đã đề cập ở trên, thiết bị van cổng được vận hành thông qua 2 hình thức chính là thủ công và tự động, mỗi kiểu vận hành sẽ có những ưu điểm riêng và ứng dụng trong từng quy mô hệ thống cụ thể.

1. Van cổng tay quay

Đây là kiểu thông dụng nhất và được lựa chọn phổ biến nhất để lắp đặt trong các hệ thống sản xuất và dân dụng:

• Vận hành thủ công bằng cơ, đóng mở dễ dàng bằng tác động lực từ con người.
• Không có quá nhiều bộ phận đi kèm, quá trình lắp đặt nhanh chóng, đơn giản.
• Chi phí thi công thấp, không tốn thêm chi phí năng lượng trong quá trình sử dụng.

Một lưu ý nhỏ khi sử dụng thiết bị này là nên lắp đặt chúng ở những vị trí thông thoáng, an toàn, gần tầm tay người vận hành để thuận tiện cho việc đóng mở. Hơn nữa, chúng nên được sử dụng cho những hệ thống quy mô vừa và nhỏ, vì nếu kích thước van quá lớn thì việc đóng/ mở thủ công sẽ trở nên khó khăn hơn vì tốn nhiều sức lực trước lưu lượng quá lớn di chuyển qua.

2. Van cổng điều khiển điện

Nếu bạn thích một sản phẩm mang đến khả năng vận hành tự động, đóng/ mở nhanh chóng, độ chính xác cao thì van điều khiển điện chắc chắn là lựa chọn mà bạn không nên bỏ qua vì:

• Sử dụng đa dạng nguồn điện xoay chiều từ 24V – 380V.
• Thời gian đóng mở nhanh chóng chỉ từ 3 – 5s.
• Có thể vận hành từ xa, cùng lúc nhiều thiết bị, điều này giúp van có thể lắp đặt tại mọi vị trí mong muốn mà người vận hành không thể trực tiếp đi đến.
• Sử dụng được cho các thiết bị với mọi kích thước lớn bé khác nhau.
• Tiết kiệm được nhiều thời gian, công sức và đảm bảo an toàn cho người sử dụng.

Thiết bị này được lắp đặt kèm theo một bộ phận điều khiển điện nên chi phí thi công sẽ cao hơn so với van tay quay, tuy nhiên chúng mang đến rất nhiều tính năng tuyệt vời mà bạn nên sử dụng và trải nghiệm.

Van cổng được phân loại theo kiểu dáng

Hiện tại, có 3 dòng van cổng thông dụng nhất được sử dụng rộng rãi trên thị trường hiện nay là: Van cổng ty nổi, van cổng ty chìm, van cổng nắp chụp.

1. Van cổng ty nổi

Là thiết bị van cổng được thiết kế với phần trục van nằm ở bên ngoài, người sử dụng có thể dễ dàng quan sát chúng mà không cần phải tháo lắp thiết bị:

• Kích thước của van có sự thay đổi trong quá trình vận hành, vì vậy người sử dụng có thể dễ dàng quan sát được trạng thái hoạt động của chúng từ bên ngoài.
• Diện tích tiếp xúc của trục van với lưu chất bên trong ít đi, vì vậy hạn chế được tình trạng ăn mòn bởi áp lực dòng chảy.
• Thích hợp sử dụng trong điều kiện trong nhà, trong phòng…

Một lưu ý nhỏ là vì trục van nằm ở bên ngoài nên có thể bị ảnh hưởng bởi bụi bẩn, vì vậy cần phải lau chùi thường xuyên để tránh làm trục van bị gỉ sét. Ngoài ra, vì kích thước van thay đổi nên hãy đặt van tại những vị trí thông thoáng, có đủ diện tích cho van hoạt động.

2. Van cổng ty chìm

Ngược lại với van ty nổi, van ty chìm thì trục van sẽ nằm hoàn toàn bên trong thân van, mọi hoạt động của chúng đều diễn ra bên trong nên người sử dụng không thể quan sát được hoạt động của chúng từ bên ngoài:

• Trục van nằm bên trong nên hoàn toàn không tiếp xúc với bụi bẩn cũng như các yếu tố môi trường khác, thích hợp sử dụng trong điều kiện ngoài trời.
• Kích thước của van không thay đổi trong quá trình sử dụng như van cổng, vì vậy không quá nhiều diện tích, thích hợp sử dụng ở những vị trí có không gian không quá lớn.

Với dòng van này, diện tích tiếp xúc với dòng chảy lưu chất bên trong sẽ nhiều hơn, vì vậy trục van phải được thiết kế từ những loại lưu chất bền bỉ để tránh bị xuống cấp nhanh chóng.

3. Van cổng nắp chụp

Van cổng nắp chụp là thiết bị chỉ được thiết kế nắp chụp để chụp lại trục van, không có bộ phận điều khiển như tay quay hay bộ truyền động điện:

• Thiết kế này thích hợp lắp đặt tại những vị trí xa, đặc biệt là dưới lòng đất hay các hệ thống ngầm.
• Khả năng vận hành của chúng sẽ linh hoạt hơn khi có thể kết nối với nhiều phương thức vận hành từ thủ công đến tự động bằng cách mở nắp chụp trục van và kết nối bộ điều khiển vào.

Dòng van này cũng là một lựa chọn khá được ưa chuộng, tuy nhiên, chúng chỉ được ứng dụng trong những hệ thống đặc biệt vì việc tháo lắp bộ phận điều khiển sẽ tốn nhiều thời gian.

Van cổng được phân loại theo phương thức kết nối

Một tiêu chí phân loại van cổng cuối cùng mà chúng tôi muốn giới thiệu đến bạn là kiểu kết nối. Có hai hình thức được sử dụng phổ biến hiện nay là van nối ren hoặc van mặt bích.

1. Van cổng nối ren

Là kiểu kết nối được sử dụng chủ yếu cho những dòng van có kích thước vừa và nhỏ, thường dưới DN50:

• Quá trình lắp đặt tương đối đơn giản, chỉ cần vặn siết chân ren của van vào chân ren ống theo đúng chiều là có thể hoàn thành.
• Có thiết kế nhỏ gọn, trong lượng nhẹ, vận chuyển dễ dàng và lắp đặt không tốn quá nhiều công sức.
• Thuận tiện tháo lắp để vệ sinh, bảo trì.

Tuy có khả năng chịu lực tốt nên chỉ ở mức tương đối, thích hợp với các hệ thống vừa và nhỏ.

2. Van cổng mặt bích

Là kiểu kết nối được sử dụng phổ biến trong hầu hết các hệ thống ngày nay, chủ yếu lắp đặt cho các dòng van có kích thước vừa và lớn, từ DN50 trở lên:

• Mặt bích được sản xuất theo nhiều tiêu chuẩn quốc tế như JIS, DIN, ANSI, BS… thuận tiện cho việc lựa chọn và lắp đặt.
• Chúng được kết nối thông qua các bu lông, mang đến khả năng chịu lực vô cùng mạnh mẽ.
• Giữa các mặt bích được đệm một miếng gioăng bằng cao su đàn hồi để ngăn chặn rung lắc và rò rỉ vượt trội.
• Dễ dàng tháo lắp khi cần bảo trì, vệ sinh.

Nhìn chung, so với van nối ren, van mặt bích có khả năng ứng dụng mạnh mẽ hơn, mang đến nhiều ưu điểm nổi trội hơn nên rất được ưa chuộng.

Phân tích ưu – nhược điểm của van cửa

Bất cứ một sản phẩm nào khi được ứng dụng vào trong các hệ thống sản xuất cũng sẽ mang đến những ưu – nhược điểm khác nhau. Nắm bắt được những đặc điểm này, người sử dụng sẽ dễ dàng lựa chọn và ứng dụng để chúng có thể phát huy được hết khả năng của mình, mang đến năng suất cao cho các hệ thống sản xuất.

Ưu điểm:

• Có cấu tạo và cơ chế vận hành đơn giản, lắp đặt dễ dàng.
• Đóng mở nhanh chóng bằng nhiều hình thức từ thủ công đến tự động.
• Kiểm soát dòng chảy hiệu quả, mang đến khả năng hoạt động chính xác cho các hệ thống.
• Chất liệu chế tạo đa dạng, thích hợp với nhiều môi trường lưu chất khác nhau.
• Chịu lực, chịu nhiệt, chống ăn mòn và oxy hóa tốt.
• Không có quá nhiều bộ phận, ít xảy ra hư hỏng.
• Chi phí lắp đặt vô cùng phải chăng.
• Dễ dàng tháo lắp khi cần vệ sinh, bảo trì.

Hạn chế:

• Chỉ thực hiện đóng hoàn toàn/ mở hoàn toàn, không sử dụng cho tính năng điều tiết.
• Thường sử dụng chủ yếu cho môi trường chất lỏng, không phù hợp với môi trường rắn, khí, hơi…

Ứng dụng của van cổng trong sản xuất và dân dụng

Ứng dụng của loại van này khá linh hoạt, thích hợp với nhiều hệ thống sản xuất và dân dụng khác nhau, một số ứng dụng tiêu biểu của chúng hiện nay là:

• Các hệ thống bơm lưu chất lỏng.
• Các hệ thống cấp thoát nước.
• Các hệ thống thủy lợi.
• Các hệ thống PCCC.
• Các nhà máy hóa chất..
• Các nhà máy chế biến thực phẩm.
• Các nhà máy thủy điện, nhiệt điện.
• Các nhà máy lọc hóa xăng dầu.
• Các ngành hàng hải, đóng tàu.
• Các ngành cơ khí, luyện kim.
• Các hệ thống HVAC.

Để lựa chọn được một thiết bị van cổng ưng ý, bạn nên đánh giá về nhiều tiêu chí từ điều kiện môi trường, áp lực sử dụng, chất liệu van, kiểu kết nối, kiểu vận hành… Nếu còn đang cảm thấy phân vân và không biết nên lựa chọn như thế nào, có thể liên hệ với Bảo Thiên Long để được tự vấn và hỗ trợ.