Van bướm tay gạt là một thiết bị thủy lực phổ biến trong nhiều hệ thống đường ống công nghiệp. Với cấu tạo đơn giản, vận hành dễ dàng và khả năng điều tiết lưu lượng dòng chảy hiệu quả, loại van này đã được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như cung cấp nước, xử lý nước thải, hệ thống phòng cháy chữa cháy và nhiều ứng dụng khác.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động Van bướm tay gạt công nghiệp
Mặc dù có nhiều loại van bướm tay gạt khác nhau trên thị trường, nhưng về cơ bản, chúng đều có những bộ phận cấu tạo chính như thân van, đĩa van, gioăng làm kín, trục van và tay gạt. Sự kết hợp đồng bộ giữa các bộ phận này tạo nên nguyên lý hoạt động đơn giản nhưng vô cùng hiệu quả của loại van này.
Cấu tạo của van bướm tay gạt
Thân van (Body): Có dạng hình vòng tròn nằm bao quanh đĩa van, liên kết trực tiếp với mặt bích hoặc hệ thống đường ống và chịu tác động từ bên ngoài, tiếp xúc trực tiếp với môi trường làm việc. Thân van thường được làm từ các chất liệu như gang, thép, thép không gỉ,… có độ bền cao, khả năng chịu lực tốt để bảo vệ các bộ phận bên trong một cách an toàn.
Đĩa van (Disc): Nhỏ hơn thân van và được thiết kế đặt vừa trong thân van, đồng thời phải đảm bảo tiếp xúc với gioăng vừa vặn để tạo thành một vòng tròn khép kín khi van bướm tay gạt ở trạng thái đóng hoàn toàn. Bộ phận này có dạng hình tròn, do có trục ở giữa chia đôi nên khá giống hình cánh bướm, thường được làm từ các vật liệu như gang, thép, thép không gỉ,… tùy thuộc vào tính chất môi chất đi qua.
Gioăng làm kín (Seal): Nằm giữa thân van và đĩa van để tạo thành một vòng tròn khép kín, ngăn chặn không cho lưu chất bị rò rỉ. Bộ phận này thường được làm từ các chất liệu có tính đàn hồi, có khả năng chống hóa chất hay mài mòn như cao su EPDM hoặc Teflon để làm tăng độ kín của van trong quá trình vận hành.
Trục van (Stern): Đây chính là bộ phận thường đặt nằm giữa đĩa van để cố định đĩa van vào thân van ở đầu trên và dưới, kết nối với trục điều khiển nhưng vẫn cho phép đĩa van có thể xoay chuyển bên trong thân. Trục van sẽ truyền momen xoắn từ tay quay tới cánh sao cho đĩa van quay đúng theo hướng và tỉ lệ góc mà tay quay điều khiển.
Tay gạt (Lever Handle): Là bộ phận điều khiển đảm nhiệm việc vận hành van, được gắn liền với trục và nằm trên phần đầu của thân van thông qua bulong, đại ốc. Tay gạt gồm hai thanh, một thanh trên dài và một thanh dưới ngắn hơn, được kết nối với nhau bằng lò xo và tạo thành góc nhọn. Khi vận hành, sẽ cần bóp hai thanh lại gần kết hợp với việc đẩy cần gạt sang trái hoặc sang phải.
Nguyên lý hoạt động của van bướm tay gạt
Khi van ở trạng thái đóng hoàn toàn, đĩa van và thân van sẽ nằm ở vị trí song song (góc mở lá van 0°), cần gạt nằm vuông góc với trục theo hướng song song với thân van. Lúc này đĩa van tạo với thân van thành một vòng khép kín nên các lưu chất không thể đi qua hệ thống đường ống.
Khi cần hoạt động, người vận hành cần kết hợp giữa các động tác gồm bóp cần gạt và đẩy nó sang trái hoặc phải theo một góc độ mong muốn. Trạng thái mở toàn toàn là khi đĩa van tạo với thân van một góc 90º, tức là di chuyển ¼ đường tròn quanh trục. Nếu xoay đĩa van một góc 40º thì tốc độ dòng chảy có thể đạt khoảng 40-50%; còn mở 90º là 100%.
Trục van chính là bộ phần dẫn truyền truyền momen xoắn từ lực tay để xoay chuyển cánh van theo chiều hướng góc quay của tay gạt giống như một chuỗi liên kết. Trục này chỉ hoạt động khi các thao tác bóp và đẩy cần gạt đồng thời nên con người hoàn toàn có thể kiểm soát tất cả, ít xảy ra các trường hợp cần điều khiển tự động dịch chuyển.
Phân loại van bướm tay gạt
Van bướm tay gạt có thể được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau, bao gồm chất liệu, nguồn gốc sản xuất, kiểu kết nối, thương hiệu,... Việc lựa chọn loại van phù hợp sẽ phụ thuộc vào các yếu tố như môi trường sử dụng, môi chất đi qua, yêu cầu về độ bền, áp suất và nhiệt độ hoạt động.
Phân loại theo chất liệu
- Van bướm tay gạt gang: Là loại được sử dụng phổ biến nhất, có giá thành rẻ, tính ứng dụng cao và phù hợp với môi chất là nước sạch. Tuy nhiên, khả năng chịu lực, áp suất của gang không quá tốt.
- Van bướm tay gạt inox: Được làm từ các loại inox cao cấp như SS304, SS316, SS316L, SS201,...có độ bền cao, khả năng chịu ăn mòn tốt và có thể chịu được nhiệt độ lên tới 220ºC. Do vậy, thường được sử dụng trong môi trường hóa chất, các chất có tính axit, kiềm hay chất thải.
- Van bướm tay gạt nhựa: Có ưu điểm là nhẹ, giá thành rẻ hơn so với kim loại, có khả năng chịu nhiệt, chống ăn mòn tốt. Tuy nhiên, độ bền không cao, dễ hỏng hóc khi có va đập mạnh và khả năng chịu áp suất khá kém.
- Van bướm tay gạt thép: Có độ bền cực cao, chịu được lực tác động mạnh nên thường được ứng dụng trên các môi trường có nhiệt độ và áp suất cao mà chất liệu gang không đáp ứng được như hệ thống dẫn dầu, hơi nóng, hơi bão hòa,....
Phân loại theo kiểu kết nối
- Van bướm tay gạt kiểu kẹp (Wafer): Có cấu hình đơn giản, chi phí thấp và là loại phổ biến nhất. Van được kẹp chặt giữa hai mặt bích của đường ống.
- Van bướm tay gạt kiểu tai bích (Lug): Có các lỗ ren tròn trên thân van tương ứng với các lỗ ren trên mặt bích, giúp van được cố định chắc chắn vào đường ống.
Ứng dụng và ưu điểm của van bướm tay gạt
Van bướm tay gạt là thiết bị thủy lực được ứng dụng rộng rãi trong nhiều hệ thống đường ống công nghiệp nhờ những ưu điểm nổi bật về cấu tạo đơn giản, vận hành dễ dàng và khả năng điều tiết lưu lượng hiệu quả.
Ứng dụng của van bướm tay gạt
- Hệ thống cung cấp nước sạch: Là một trong những ứng dụng phổ biến nhất của van bướm tay gạt, với khả năng điều tiết lưu lượng dòng chảy hiệu quả.
- Hệ thống xử lý nước thải: Van bướm tay gạt được sử dụng để điều chỉnh lưu lượng, áp suất trong các công đoạn xử lý nước thải như lắng, lọc, khử trùng,..
- Hệ thống PCCC: Loại van này có ứng dụng phổ biến trong các hệ thống phòng cháy chữa cháy để điều khiển lưu lượng nước cung cấp cho các đầu phun.
- Hệ thống công nghiệp khác: Van bướm tay gạt cũng được ứng dụng trong các hệ thống dẫn chất lỏng, hơi, khí như hệ thống dẫn dầu, hơi nóng, hơi bão hòa trong các nhà máy công nghiệp.
Ưu điểm của van bướm tay gạt
- Cấu tạo đơn giản, dễ lắp đặt và vận hành: Với các bộ phận chính như thân van, đĩa van, trục và tay gạt, van bướm tay gạt có cấu tạo khá đơn giản, dễ dàng lắp đặt và sử dụng.
- Điều tiết lưu lượng dòng chảy hiệu quả: Nhờ việc điều chỉnh góc mở của đĩa van, van bướm tay gạt có thể kiểm soát một cách linh hoạt lưu lượng và tốc độ dòng chảy qua đường ống.
- Chi phí thấp: So với một số các loại van khác, van bướm tay gạt có mức giá thành tương đối thấp, đặc biệt là các loại van gang.
- Khả năng chịu áp suất và nhiệt độ tốt: Tuỳ thuộc vào chất liệu, van bướm tay gạt có thể chịu được áp suất lên tới 1,6 MPa và nhiệt độ từ -10°C đến 80°C.
- Ít bảo dưỡng: Với cấu tạo đơn giản và ít bộ phận di chuyển, van bướm tay gạt yêu cầu bảo dưỡng và sửa chữa ít hơn so với một số loại van khác.
Kết luận
Van bướm tay gạt là một thiết bị thủy lực có nhiều ưu điểm vượt trội như cấu tạo đơn giản, vận hành dễ dàng, khả năng điều tiết lưu lượng hiệu quả cùng chi phí thấp. Chính những đặc điểm này đã giúp loại van này trở thành một lựa chọn phổ biến và được ứng dụng rộng rãi trong nhiều hệ thống đường ống công nghiệp như cung cấp nước, xử lý nước thải, PCCC và nhiều ứng dụng khác. Việc lựa chọn đúng loại van bướm tay gạt phù hợp với yêu cầu sử dụng sẽ mang lại hiệu quả cao trong vận hành và kiểm soát dòng chảy.
