1. Van cổng (gate valve) là gì
Van cổng (còn gọi là van cửa hay van chặn), có tên gọi tiếng anh là Gate Valve, là loại van được sử dụng phổ biến với mục đích đóng/mở dòng chảy môi chất, không thường được sử dụng nhiều để điều tiết dòng chảy. Van cổng hoạt động với phần đĩa van di chuyển lên xuống thông qua kết nối với tay điều khiển như một cánh cổng. Cũng vì lý do này mà nó được gọi là van cổng.
Van cửa được sử dụng rộng rãi trong tất cả các ứng dụng, từ các đường ống cấp thoát nước trong các tòa nhà, trung tâm thương mại cho tới các đường ống dẫn nước, đường ống dẫn nguyên nhiên liệu trong các nhà máy,…
Do đặc tính cấu tạo của chúng, loại van này được lắp đặt trên đường ống dưới dạng van cách ly (đóng hoặc mở) và không nên được sử dụng với mục đích điều tiết lưu lượng.
2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
* Cấu tạo:
Van cổng, cũng giống như các loại van khác (van bi, van cầu, van bướm,…), được cấu thành từ nhiều bộ phận, chi tiết khác nhau. Dưới đây là một trong những bộ phận chính của van cổng:
Thân van (body): Thân van là bộ phận chính của van, thường được làm bằng nhiều loại vật liệu khác nhau như đồng, gang, thép, thép không gỉ,… có chức năng chứa & liên kết các bộ phận khác của van, tạo thành một khối thống nhất, chịu tác động bên ngoài của môi trường, chịu va đập và bảo vệ các bộ phận bên trong, đồng thời cho phép môi chất di chuyển bên trong, mà không rò rỉ ra bên ngoài.
Trục van (Stem): Còn gọi là ty van, là bộ phận truyền động của van, quyết định trực tiếp tới cơ cấu đóng/mở của van. Một đầu trục van được liên kết với tay van, đầu còn cái liên kết cơ khí với phần đĩa van. Để đóng/mở van, người dùng truyền lực xoắn vặn tay van, điều khiển trục liên kết với đĩa van, di chuyển lên/xuống để đóng hoặc mở van. Trục van thường được làm bằng kim loại cứng, chịu ăn mòn và ma sát tốt, bới nó chịu lực tương đối nhiều.
Đĩa van (Disc): Còn gọi là cửa van, là bộ phận nằm giữa thân van, có hình dạng cánh cổng và tiếp xúc trực tiếp với môi chất nên thường được chế tạo từ những vật liệu có độ cứng cao & chống ăn mòn tốt. Đĩa van thường được cố định trực tiếp với trục van qua dạng hàn hoặc đúc, liên kết với tay quay, từ đó điều khiển lên/xuống để cho phép hoặc ngăn chặn môi chất đi qua van.
Gioăng làm kín (Seal & gasket): Giống như các loại van khác, gioăng làm kín được thiết kế với mục đích làm kín thân với trục van, thân van với nắp van, các mảnh thân van,… để hạn chế tối đa nguy cơ rò rỉ của van. Các bộ phận này thường được làm từ cao su tổng hợp, teflon,… có độ đàn hồi, khả năng chịu nhiệt, chịu ăn mòn tốt.
Nắp van (Bonnet): Là bộ phận nằm ở giữa tay điều khiển và thân van, bên ngoài của trục van, có tác dụng bảo vệ trục van và làm kín.
Tay van (Handle wheel): Là bộ phận nhận lực trực tiếp từ người dùng để vận hành đóng/mở van. Van cổng thường được sử dụng tay quay dạng xoay, còn gọi là dạng vô lăng (handwheel operating) bởi cơ chế đóng/mở của van cầu thông qua việc vặn tay van xoay/ngược chiều kim đồng hồ để điều khiển đĩa van lên/xuống.
Kết nối cơ khí: Là bộ phận kết nối trực tiếp với đường ống (hoặc thiết bị – tuy nhiên hiếm khi xảy ra trường hợp van kết nối trực tiếp với thiết bị như bơm, máy nén,… mà thông thường sẽ qua một đoạn ống). Có 03 dạng kết nối chính là kết nối mặt bích, kết nối ren hoặc kết nối hàn.
* Nguyên lý hoạt động
Cơ chế đóng/mở của loại van này thông qua phần trục van để điều khiển phần đĩa van di chuyển lên/xuống như một cánh cổng.
Khi điều khiển tay van (thường là dạng vô lăng) quay theo chiều kim đồng hồ, trục van sẽ di chuyển tác động tới phần đĩa van xuống vị trí thấp nhất (sát với đế van) đồng nghĩa với việc van đóng – dòng chảy không lưu thông.
Ngược lại, khi điều khiển tay van quay ngược chiều kim đồng hồ, trục van di chuyển kéo đĩa van đi lên – phần cổng van nằm ở vị trí cao nhất, đồng nghĩa với van cửa ở trạng thái mở hoàn toàn, cho phép dòng chảy lưu thông.
3. Phân loại
* Phân loại van cửa theo dạng và kiểu kết nối
Van cửa ty nổi
Van cửa ty chìm
Van cửa lắp ren
Van cửa lăp bích
Van cửa dao
Van cửa nắp chụp
* Phân loại van cửa theo chức năng hoạt động
Van cửa tay quay
Van cửa vô lăng
Van cửa điều khiển điện
Van cửa điều khiển khí nén
* Phân loại van cửa theo vật liệu cấu tạo
Van cửa đồng
Van cửa inox
Van cửa thép
Van cửa nhựa
Van cửa Gang
* Phân loại van cửa theo Xuất Xứ: Việt Nam, Đài Loan, China, Hàn Quốc, Turkey, Canada, EU/G7, …
4. Ứng dụng
Gate valve là loại van công nghiệp được sử dụng vô cùng phổ biến, rộng rãi trên thị trường bởi chức năng, sự đa dạng của vật liệu, cấu tạo, thiết kế của loại van này. Có thể kể đến một số ứng dụng phổ biến của loại van chặn này như sau:
Gate valve được sử dụng cho tất cả các loại môi chất như chất lỏng, chất khí, chất hơi, chất keo, thậm chí là chất rắn.
Hệ thống dẫn khí, hệ thống đường ống dẫn nguyên nhiên liệu trong các nhà máy hóa chất, dầu khí,…Hệ thống cấp thoát trong các công trình thủy điện, trong các trung tâm thương mại, tòa nhà, trong các nhà máy, xí nghiệp,…
Hệ thống phòng cháy chữa cháy, hệ thống xử lý nước thải, nước sạch.
5. Ưu điểm và nhược điểm
* Ưu điểm
- Van cửa có độ bền cao, ít phải bảo dưỡng, bảo trì.
- Có hành trình đóng mở ngắn hơn, nhanh hơn, sử dụng ít lực hơn trong việc đóng mở so với van cầu.
- Van cửa có quy trình đóng mở từ từ nên không gây ra tình trạng tăng áp suất đột ngột gây rung giật đường ống.
- Phạm vi ứng dụng đa dạng, sử dụng được cho cả môi trường chất lỏng, chất khí & cả chất rắn.
- Van cửa có lưu lượng & tốc độ dòng chảy ít biến đổi khi qua van, giúp hệ thống vận hành một cách ổn định.
- Vận hành van cửa tương đối dễ dàng.
- Chiều rộng thân van hẹp, dễ lắp đặt ở mọi vị trí.
* Nhược điểm
- Vì đặc thù trong cơ chế hoạt động, van cửa ít được sử dụng với mục đích điều tiết dòng chảy.
- Hành trình đóng, mở chậm, nên không thích hợp ở những vị trí đóng, mở nhanh.
- Khi van không đóng hoàn toàn, sẽ tạo ra tiếng ồn.
- Chi phí bảo trì, bảo dưỡng cao do cấu tạo khá phức tạp. Thường người dùng sẽ bỏ qua giai đoạn sửa chữa van, mà sẽ thay van mới hoàn toàn khi hư hỏng.
