Van cổng là một thiết bị vô cùng phổ biến hiện nay. Nó được ứng dụng ở hầu hết các ngành công nghiệp, đặc biệt là các hệ thống cấp thoát nước. Vậy van cổng là gì và có cấu tạo như thế nào? Chúng ta hãy cùng tìm hiểu ở bài viết dưới đây.

Thông tin: Van cổng ty chìm tay quay PN10/16 – thương hiệu YDK Hàn Quốc

Tiêu chuẩn: BS 5163

• Mặt bích cuối: EN 1092 PN10/16. Mặt bích đối mặt: BS 5163

Đặc tính:

• Áp suất (mpa): 1.6
• Áp suất test mối nối: 1.76 mpa
• Áp suất test thân van: 2.4 mpa
• Nhiệt độ: -10°C đến 80 °C
• Sử dụng cho: Nước

THÀNH PHẦN VẬT LIỆU Thành Phần Vật Liệu Thân Van Gang dẻo Nắp Van Gang dẻo Ty Trục 2Cr13 Đĩa Van Gang dẻo + NBR/EPDM

QUY CÁCH

Tổng quan về Van cổng

Van cổng (Gate Valve) hay còn được gọi là van cửa, van chặn… Đây là một van công nghiệp có thiết kế hình tròn hoặc chữ nhật có thể nâng lên, hạ xuống để ngăn chặn, cho phép hoặc tiết lưu dòng chảy của chất lỏng. Van cổng mặt bích hoặc van cổng ren là hai kiểu kết nối phổ biến nhất.

Van cổng là một thiết bị hỗ trợ vô cùng hiệu quả và được sử dụng rộng rãi ở hầu hết các ngành công nghiệp. Van cửa không chỉ được sử dụng cho các loại chất lỏng thông thường như nước sạch, nước thải cho sinh hoạt và sản xuất mà còn có thể ứng dụng cho các loại môi chất mang hơi nóng, hóa chất ăn mòn, có độ sệt và nhiều tạp chất…

Lịch sử phát triển của van cổng

Van cổng là một loại van có nguồn gốc khá lâu đời và phát triển không ngừng để trở thành một thiết bị được sử dụng rộng rãi ở thời điểm hiện tại.

Những chiếc van chặn đầu tiên đã được người Hy Lạp, La Mã và Ai Cập sử dụng cho các hệ thống kênh tưới tiêu trên các cánh đồng. Dù chỉ là một thanh chắn bằng gỗ nhưng khá tiện lợi và hiệu quả, từ đó làm nền tảng cho các loại van cổng sau này.

Bằng sáng chế van cổng đầu tiên được cấp cho Peckham (người Mỹ). Đến thế kỷ 19, van cổng được sử dụng rộng rãi cho đến ngày nay, đặc biệt là trong các ngành công nghiệp.

Trải qua các giai đoạn lịch sử cùng với tốc độ phát triển của khoa học, công nghệ, van chặn được không ngừng cải tiến để đáp ứng được mọi nhu cầu trong các lĩnh vực. Có thể nói, van cổng là một phát minh vô cùng tiện lợi, đóng vai trò không nhỏ trong sự phát triển của thế giới.

Cấu tạo của van cổng

Mỗi loại van cổng sẽ có cấu tạo và hình dạng khác nhau. Tuy nhiên, thông thường chúng sẽ có các bộ phận chính dưới đây:

Thân van

Được làm bằng nhiều chất liệu khác nhau như thép, đồng, nhựa, inox… Thân van là một vị trí trung tâm của van bao gồm các vị trí ốc vít và bulong định vị, không chiếm nhiều diện tích, giúp chất lỏng có thể lưu thông qua van một cách dễ dàng. Thân van có thể có các kiểu kết nối như ren, hàn hoặc then chốt. Để hạn chế tác động của môi trường hoặc các hệ thống ngầm gây ra, bên ngoài thân van còn được phủ một lớp sơn chống gỉ sét để bảo vệ van được sử dụng lâu dài.

Trục van

Là bộ phận nằm trong thân van, có nhiệm vụ kết nối đĩa van với bộ điều khiển, phục vụ nhu cầu vận hành của van cổng.

Khi người vận hành tác động một lực lên tay quay, chuyển động từ tay quay sẽ tạo ra một lực momen xoắn đến vị trí của trục van, trục van sẽ tác động đến đĩa van, khiến đĩa van có thể nâng lên, hạ xuống khỏi vị trí để đóng mở, giúp ngăn chặn hoặc lưu thông dòng chảy.

Vì phải chịu tác động của lực mà trục van thường được chế tạo bằng các hợp kim cứng, bền bỉ, chịu được nhiệt và các chất ăn mòn, đồng thời được tiện ren một đầu để dễ dàng kết nối với các bộ phận khác. Trục van có 2 loại chính là van cổng ty nổi và van cổng ty chìm.

Đĩa van

Đây được xem là bộ phận quan trọng nhất của van cổng, đĩa van được dùng đóng mở để ngăn chặn hoặc cho phép dòng chảy đi qua. Đĩa van thường được làm bằng thép, inox, nhựa, đồng, gang… có thể được bọc một lớp cao su ở bên ngoài để giúp van không bị hở khi đóng.

Nắp van

Nằm ở trên thân van gần bộ điều khiển, nắp có nhiều thiết kế và công nghệ khác nhau để đảm bảo rằng nó có khả năng đóng kín tốt nhất để các lưu chất không bị trào ngược ra bên ngoài, dễ dàng mở ra, đóng lại để thay và bảo trì đĩa van, làm giá đỡ cho trục van và tay quay vô lăng được liên kết với nhau, bảo vệ các bộ phận bên trong thân van khi có rung lắc.

Nắp van thường được kết hợp với thân van bằng các kết nối khác nhau. Đối với những lưu chất có nhiệt độ cao, nắp van thường được hàn kín vào thân van để đảm bảo an toàn. Tuy nhiên, với những môi trường khác, nắp van có thể được kết nối bằng phương thức lắp bích hoặc ren, điều này tạo nên sự linh hoạt hơn trong sử dụng.

Nắp van thường được bổ sung thêm một lớp gioăng làm kín. Thông thường, những tạp chất rắn trong lưu chất thường sẽ tồn đọng và bám dính trên ở nắp van, khiến việc đóng van trở nên khó khăn hơn, dễ bị hở gây rò rỉ. Vì vậy, người ta sẽ lót một lớp gioăng làm kín bằng cao su, những tạp chất này sẽ hòa lẫn vào miếng lót để van có thể đóng lại dễ dàng.

Tùy theo mục đích sử dụng mà nắp van thường được làm bằng các chất liệu như nhựa, thép, gang, inox…

Bộ điều khiển

Phần này thường được dùng để điều khiển việc đóng, mở của van. Có nhiều kiểu điều khiển khác nhau như tín hiệu điện, bộ điều khiển khí nén, tay quay…

Bộ điều khiển bằng tay quay thường được sử dụng nhiều nhất bởi sự đơn giản, dễ sử dụng và chi phí thấp. Người vận hành chỉ cần tác động một lực bằng cách dùng sức quay vô lăng, làm cho đĩa van mở ra và lưu chất di được vận chuyển qua van dễ dàng.

Trái ngược với phương thức thủ công thì việc sử dụng hệ thống tự động hóa cũng được thực hiện bằng điện hoặc khí nén. Van cửa sẽ được kết nối với một motor truyền động, chỉ cần người vận hành bật công tắc, motor sẽ tác động lên trục van, làm đĩa van mở ra và đóng lại. Phương thức này có thể thực hiện nhanh chóng, không tốn nhiều sức lực, có thể thực hiện từ xa nhưng chi phi tương đối cao.
Video mô phỏng cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Van cổng (Gate Valve)

Nguyên lý hoạt động của van cổng

Nguyên lý hoạt động của van cổng khá đơn giản và tương tự như các loại van khác. Khi muốn mở van để lưu thông dòng chảy, bạn chỉ cần tác động một lực vào tay quay, lúc này trục van sẽ chuyển động làm cánh cổng di chuyển lên xuống trên trục thông qua các ren. Một van chặn thường được quay nhiều lần 360 độ để mở hoặc đóng van hoàn toàn.

Khi cổng van được nâng lên, nó sẽ mở tất cả đầu vào và đầu ra tạo thành một lối đi không bị cản trở cho các phương tiện lưu thông một cách dễ dàng. Ngược lại, khi bạn đóng tay quay, cánh cổng hạ xuống và đóng lại, chặn hoàn toàn dòng chảy.

Van cổng còn có thể sử dụng với mục đích điều tiết dòng chảy bằng cách mở rộng hoặc mở nhỏ dòng chảy để lưu chất đi qua ít hay nhiều. Tuy nhiên, quá trình này sẽ tạo ra những thay đổi không nhỏ cho van cổng. Vận tốc cao của dòng chảy, áp suất và những rung động có thể khiến cửa van bị mài mòn, làm giảm tuổi thọ của van. Vì vậy, van cổng chỉ nên được sử dụng ở vị trí ngăn chặn hoặc lưu thông dòng chảy, hạn chế sử dụng ở vị trí điều tiết.

Phân loại van cổng

Hiện nay, van cổng có rất nhiều hình dạng, chất liệu và kích thước khác nhau. Tùy theo nhu cầu sử dụng mà có sự lựa chọn cho phù hợp. Van chặn có thể được chia thành các loại sau:

Phân loại van cổng theo cấu tạo của trục van

Dựa theo cấu tạo và chức năng của trục van thì van cổng được chia thành 2 loại chình: Van cổng ty nổi và van cổng ty chìm.

Van cổng ty nổi

Đây là loại trục di động, xoay tay cầm để cần trục nâng lên khi mở van và hạ xuống khi đóng van. Van có kết cấu hở ra ngoài nên chúng ta dễ dàng quan sát được tình hình đóng mở của van từ vị trí xa.

Khi ty van nhô lên cao có nghĩa là van đang trong trạng thái mở, ty van hạ xuống là đang đóng. Nhược điểm của loại van này cần không gian khá lớn để vận hành và phải lớn hơn khoảng cách từ chân van đến đỉnh ty van khi mở hoàn toàn.

Tiêu chuẩn: BS 5163

• Mặt bích cuối: EN 1092 PN10/16. Mặt bích đối mặt: BS 5163

Đặc tính:

• Áp suất (mpa): 1.6
• Áp suất test mối nối: 1.76 mpa
• Áp suất test thân van: 2.4 mpa
• Nhiệt độ: -10°C đến 80 °C
• Sử dụng cho: Nước

THÀNH PHẦN VẬT LIỆU Thành Phần Vật Liệu Thân Van Gang dẻo Nắp Van Gang dẻo Ty Trục 2Cr13 Đĩa Van Gang dẻo + NBR/EPDM

QUY CÁCH

Van cổng ty nổi thường được ứng dụng trong các hệ thống sản xuất, hệ thống thủy điện, hệ thống xử lý và cấp thoát nước…

Van cổng ty chìm

Trái ngược với van cổng ty nổi, ở loại van cửa này thì ty van sẽ bị che khuất, nằm trong nắp van và thân van. Do vậy, nhược điểm của loại van này là không thể quan sát trạng thái hoạt động của nó từ xa và từ bên ngoài. Cách duy nhất để kiểm tra là xoay thử vô lăng theo các chiều để xác định xem cổng van là đang mở hay đóng.

Tuy nhiên, ưu điểm của loại cổng van này là dù đang trong trạng thái nào thì kích thước của cổng van đều không thay đổi, tiết kiệm được nhiều không gian vận hành.

Loại van cổ chặn này thường có hai dạng chính là: Van cổng ty chìm tay quay (sử dụng cho các hệ thống ngoài trời) và van cổng ty chìm nắp chụp (dùng cho các hệ thống ngầm).

Van cổng ty chìm rất được ưa chuộng trong các môi trường có nhiều bụi bẩn và các hệ thống thường xuyên tiếp xúc với các lưu chất…

Phân loại van cổng theo cấu tạo của đĩa van

Gồm 2 loại chính là van cổng nêm và van cổng dao.

Van cổng dạng nêm

Đĩa dạng nêm có 3 loại là nêm cứng, nêm mềm và nêm đôi. Mỗi loại sẽ có tính năng và đặc điểm khác nhau:

• Nêm cứng: Được chế tạo bằng các loại vật liệu cứng như thép, gang, inox… Có cấu trúc đơn mảnh, đĩa dạng này rất dễ bị rò rỉ vì không thể tự điều chỉnh làm kín khi bị ma sát ăn mòn, cũng không có sự giãn nở khi thay đổi nhiệt. Loại đĩa này không được sử dụng nhiều trong những môi trường có nhiệt độ trên 80 độ C. Tuy nhiên, nó có giá thành tương đối rẻ, sẽ sử dụng được lâu hơn trong những môi trường có nhiệt độ bình thường.
• Nêm mềm: Được chế tạo bằng loại vật liệu có tính đàn hồi như cao su. Có cấu trúc giống với nêm cứng, tuy nhiên nó có thể tự điều chỉnh làm kín theo môi trường và giãn nở theo nhiệt độ, vì vậy loại nêm này khá được ưa chuộng.
• Nêm đôi: Có cấu tạo từ hai mảnh ghép lại. Nhờ cầu trúc đặc biệt, khi trục van di chuyển, hai mảnh của đĩa sẽ tự động ép vào thành van, và tự động nới lỏng khi trục van được nâng lên. Loại van này có thể tự điều chỉnh rất kín theo điều kiện và nhiệt độ.

Van cổng dao

Van cổng dao là một loại van cửa được thiết kế cho các loại chất lỏng có nhiều tạp chất và độ sệt như bùn, bột… nên có hình dạng khác biệt với các loại van cửa khác.

Van dao có hình dạng dẹt, mỏng như cái dao, khi lắp đặt không chiếm nhiều diện tích bề mặt ngang nên thích hợp ở những vị trí có không gian hẹp. Van dao có tác dụng giảm rung khi hệ thống hoạt động, tăng cường độ bền cho đường ống và phù hợp với các đường ống lớn hoặc trên cao.

Phân loại van cổng theo chất liệu

Chất liệu làm van cổng có rất nhiều loại. Tùy theo nhu cầu sử dụng và các loại lưu chất khác nhau mà có sự lựa chọn loại van cho phù hợp.

Van cổng inox

Nếu bạn muốn một loại chất liệu bền bỉ và có thể sử dụng lâu dài theo thời gian thì inox là một lựa chọn tuyệt vời. Đặc điểm chung của inox là không gỉ, chịu nhiệt tương đối tốt, không bị ăn mòn bởi hóa chất, không bị oxy hóa trong điều kiện ngoài trời…

Ngày nay, van cổng inox được ứng dụng nhiều nhất trong các hệ thống thoát nước, xử lý nước thải, trong các đường ống chứa các loại lưu chất đặc biệt như kiềm, axit, muối…

Van cổng gang

Được cấu tạo chủ yếu bằng chất liệu gang như gang xám, gang cầu được phủ lớp chống oxy hóa. Không như van cổng inox, van gang có khả năng chịu nhiệt và ăn mòn khá khiêm tốn, vì vậy không thể sử dụng cho các loại hóa chất hay chất lỏng có nhiệt độ cao.

Van gang thường được sử dụng trong lĩnh vực nước sạch, nước sau sinh hoạt cho các khu dân cư, khu công nghiệp, cung cấp nước sạch cho sản xuất, làm mát, phòng cháy chữa cháy…

Vì khả năng chịu ăn mòn kém nên van gang thường có giá thành rẻ hơn các loại van chặn khác.

Van cổng thép

Thường được làm bằng chất liệu thép không gỉ, có khả năng chịu được áp suất và nhiệt độ cao. Nhiệt độ chịu được có thể lên đến 400 độ C cho loại thép thường và 600 độ C đối với dòng thép rèn. Tuy nhiên, khả năng chịu ăn mòn bởi hóa chất tương đối kém.

Van cổng thép thường được ứng dụng để vận chuyển các lưu chất nóng như nhựa đường, dầu nóng, dung dịch nóng…

Van cổng nhựa

Thường có kích cỡ bé và lắp đặt theo kiểu lắp ren. Những loại nhựa thường được dùng để làm van chặn là PVC, CPVC, UPVC… Loại van này thường được sử dụng cho các đường ống sinh hoạt nhỏ hoặc các đường ống đặc biệt khác.

Van cổng đồng

Van cổng đồng thường được làm bằng chất liệu đồng thau. Loại van này thường có kích thước nhỏ, khả năng chịu nhiệt và áp suất tốt, nhưng khả năng chịu ăn mòn lại tương đối kém.

Loại van này thường được sử dụng trong các hệ thống xử lý nước của các hộ gia đình và các khu dân cư.

Phân loại van cổng theo hình thức vận hành

Có 3 kiểu vận hành thường thấy nhất ở van cổng là: Điều khiến bằng tay, điều khiển bằng điện và điều khiển bằng khí nén.

Van cổng điều khiển bằng tay

Đây là loại van phổ biến nhất. Khi cần đóng, mở đầu nguồn hoặc các chi nhanh nhỏ của hệ thống, người vận hành phải trực tiếp sử dụng lực vặn, xoay vô lăng để thực hiện hành động đóng, mở van. Loại van này tuy phải thực hiện thủ công bằng tay nhưng mang lại hiệu quá cao và giá thành tương tối đổi.

Van cổng điều khiển bằng điện

Thay vì thực hiện hành động đóng mở vô lăng bằng lực tay, van cổng điều khiển bằng điện cho phép người vận hành thực hiện hành động chỉ bằng một cú chạm vào nút điều khiển. Hành động này có thể được thực hiện từ xa và không tốn nhiều công sức cũng như gây nguy hiểm cho người vận hành.

Van cổng tín hiệu điện khá tiện lợi nhưng không được ứng dụng nhiều trong thực tế, một phần cũng vì giá thành tương đối cao và tốn nhiều năng lượng. Thông thường nó chỉ được sử dụng trong các hệ thống hiện đại, có tính tự động hóa cao, ở những vị trí nguy hiểm mà người vận hành không thể với tới.

Van cổng điều khiển bằng khí nén

Thân van được sử dụng là van cổng dao, vô lăng được thay thế bằng một xi lanh khí nén. Loại van này hoạt động bằng bộ truyền bằng khí nén gắn với trục ở phần đầu của thân van. Nhờ vào tác động của áp lực khí nén, van sẽ đóng mở nhờ vào chuyển động lên xuống của xi lanh.

Phân loại van cổng theo thiết kế kết nối

Có 3 kiểu kết nối phổ biến là: Van cổng kết nối lắp ren, van cổng kết nối mặt bích và van cổng kết nối hàn.

Van cổng kết nối lắp ren

Chất liệu thường được sử dụng cho loại van chặn này là inox hoặc đồng. Chúng thường có kích thước tương đối hạn chế, thường được lắp đặt ở các hệ thống nhỏ có nhiệt độ và áp suất thấp như hệ thống cung cấp nước gia đình.

Van cổng kết nối mặt bích

Là loại van cổng được kết nối giữa van và đường ống là kết nối mặt bích được thiết kế ngay trên thân van. Trong quá trình sử dụng, chúng ta cần lựa chọn mặt bích cho phù hợp để thuận tiện cho việc lắp đặt và sửa chữa khi cần thiết. Hiện nay có rất nhiều tiêu chuẩn mặt bích trên thị trường như JIS, DIN, ANSI, BSI…

Loại van này thường có kích cỡ lớn (từ DN50 trở lên) và được sử dụng nhiều trong các hệ thống công nghiệp.

Van cổng kết nối hàn

Khi sử dụng loại van cổng này, hai đầu nối hàn thường không có bất kỳ phương thức kết nối nào ngoài việc thực hiện mối hàn cơ khí lên thân van với đầu đường ống. Vật liệu để sản xuất loại van cổng này thường là thép đúc hoặc thép rèn, có khả năng chịu được nhiệt độ, áp suất cao.

Loại van cửa này thường được sử dụng trong các hệ thống sản xuất lớn như vận chuyển và chế biến dầu khí, khai thác nhiên liệu, hệ thống lò hơi…

Phân loại van cổng theo xuất xứ

Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều những loại van cổng được nhập khẩu chính hãng từ nhiều quốc gia khác nhau, tạo ra nhiều sự lựa chọn hơn tùy theo mục đích sử dụng và giá thành. Các nước phân phối van cửa chất lượng và được ưa chuộng nhất trên thị trường hiện nay là Hàn Quốc, Nhật Bản, Trung Quốc, Malaysia, Đài Loan và các nước châu Âu…

Ưu điểm của van cổng

Có thể nói, van chặn ngày nay là sự lựa chọn hàng đầu trong mọi lĩnh vực bởi những những tính năng ưu việt mà nó mang lại. Những ưu điểm của van cổng có thể kể đến như:

• Được sản xuất từ nhiều loại vật liệu và giá thành khác nhau, tùy mục đích sử dụng mà có sự lựa chọn cho phù hợp.
• Được thiết kế hiện đại, chắc chắn, chất liệu tốt có thể chịu được nhiệt độ, áp suất cao, không bị ăn mòn hóa chất và oxy hóa, không bị rò rỉ.
• Các chất đi qua van không bị giảm áp lực và lưu lượng, công suất hoạt động cao.
• Vận hành đơn giản, không tốn nhiều sức.
• Van cổng hoạt động được cả hai chiều, cho phép chất lỏng đi vào từ cả hai đầu.
• Phạm vi ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực.

Nhược điểm của van cổng

Bên cạnh những ưu điểm vượt trội thì van cổng cũng có một số nhược điểm cần chú ý:

• Không được sử dụng nhiều trong việc điều tiết dòng chảy.
• Tốn nhiều thời gian đóng, mở hơn so với các loại van khác.
• Thường tạo ra tiếng ồn và rung động trong quá trình vận hành, nhất là với các loại van lớn.
• Nhiệt độ quá cao có thể gây ra rò rỉ.
• Bảo dưỡng, sửa chữa gặp nhiều khó khăn do cấu tạo khá phức tạp.

Ứng dụng của van cổng

Vì những tính năng ưu việt của nó mà van cổng được kết hợp với nhiều ứng dụng đa dạng để phục vụ cho nhiều lĩnh vực khác nhau, có thể kể đến như:

• Van cổng được sử dụng rộng rãi ở các hệ thống nước sinh hoạt hàng ngày của các hộ gia đình, hệ thống nước ở các khu dân cư, hệ thống phòng cháy chữa cháy, tưới tiêu…
• Van cổng cũng là một thiết bị đáng tin cậy được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp như thực phẩm, dược phẩm, hàng hải, ô tô…
• Sử dụng trong các môi trường có điều kiện khắc nghiệt, nơi có nhiệt độ và áp suất cao, tiếp xúc nhiều với hóa chất như khai thác nhiên liệu, các xưởng luyện kim…
• Các loại van cổng nhỏ thường được sử dụng cho các hệ thống đầu giếng vì khả năng chịu được áp suất cao, loại van cửa này được thiết kế lắp đặt linh hoạt, tiết kiệm không gian.
• Trong ngành công nghiệp điện, van cổng là một lựa chọn lý tưởng để phân phối sức nước cho các nhà máy điện. Bằng thiết kế mối nối hàn, loại van này sẽ loại bỏ đường rò rỉ, giảm trọng lượng, đơn giản hóa việc cách nhiệt bên ngoài.
• Đối với môi trường dưới biển, nơi có áp suất cao, nhiệt độ thấp, vận hành khó khăn, thiết kế van chặn ngầm được kích hoạt bằng tay, thông qua ROV hoặc thủy lực là một lựa chọn tuyệt vời.
• Ngoài ra, van cổng còn được thiết kế để phù hợp với các loại ứng dụng khác, phục vụ đa dạng cho các lĩnh vực khác như vật liệu xây dựng, dịch vụ trang trí, thiết kế…

Có thể thấy, van cổng ngày nay là một thiết bị tuyệt vời và không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực. Van cửa có nhiều loại khác nhau, tùy theo mục đích sử dụng mà có sự lựa chọn cho phù hợp.

Nếu bạn muốn biết thêm thông tin về van cổng hay có nhu cầu cần đặt hàng, hãy liên hệ ngay với chúng tôi theo hotline để được tư vấn cụ thể nhất. An Phú Thành tự hào là một trong những nhà phân phối van chính hãng và chất lượng nhất trên thị trường hiện nay.