[Chuyên gia ngành van chia sẻ] Cấu tạo van bi

Cấu tạo van bi cơ bản gồm các bộ phận chính như thân van, bi van, trục van, bộ điều khiển, gioăng làm kín. Mỗi chi tiết sẽ được thiết kế và đảm nhận một chức năng riêng nhằm mục đích giúp đảm bảo quá trình vận hành ổn định, hiệu quả. Cụ thể về từng bộ phận, hãy cùng chúng tôi tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé.

Giới thiệu chung về van bi

Cấu tạo van bi đơn giản giúp việc đóng mở và điều tiết dòng chảy dễ dàng

Van bi là thiết bị được dùng để đóng mở và điều tiết dòng chảy lưu chất trong các hệ thống đường ống. Cơ chế hoạt động dựa trên bi van có đục lỗ xuyên tâm và xoáy 90 độ, cho phép kiểm soát dòng chảy nhanh chóng, độ chính xác cao. So với nhiều loại van khác, van bi sở hữu thiết kế nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ và quan trọng kích cỡ nhỏ hơn, thường giới hạn dưới DN250. 

Bên cạnh đó, van bi còn được sản xuất đa dạng về chất liệu như inox, gang, đồng, thép, nhựa; điều khiển thủ công, tự động. Đảm bảo đáp ứng linh hoạt cho nhiều môi trường khác nhau như nước, hơi, khí nén, hóa chất… Điển hình như trong lĩnh vực cấp thoát nước, xử lý nước, công nghiệp thực phẩm, hóa chất…

Cấu tạo van bi

Về chi tiết cấu tạo, van bi được thiết kế cơ bản gồm các bộ phận chính như sau:

Thân van (body)

Thân van là bộ phận bao ngoài, có nhiệm vụ bao bọc, bảo vệ toàn bộ các chi tiết bên trong và kết nối với đường ống. Bên cạnh đó, đây còn là phần chịu tác động của áp lực trực tiếp từ đường ống cũng như các yếu tố môi trường, thời tiết bên ngoài như ánh nắng, tia UV, mưa, khói, bụi…

Về vật liệu, thân van được chế tạo đa dạng các loại như gang, inox, đồng, thép, nhựa. Mỗi loại có những đặc tính riêng về khả năng chịu bền, chịu nhiệt, chống ăn mòn, chịu áp lực. Đặc biệt, kết cấu thân van bi cũng rất nhiều dạng nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng thực tế, cụ thể như:

• 2 ngã: Thân van được thiết kế gồm 2 cửa: 1 cửa vào, 1 cửa ra để đóng, mở và điều tiết lưu chất theo một hướng nhất định.
• 3 ngã: Thân van được chia thành 3 cửa kết nối, cho phép lưu chất đi qua theo nhiều hướng khác nhau nên được dùng để phân chia, chuyển hướng hoặc trộn dòng lưu chất.
• 1 thân: là dạng thân liền khối, chắc chắn, gọn nhẹ và giá thành rẻ nhưng khó tháo rời, nếu hư hỏng phải thay thế toàn bộ.
• 2 thân: là dạng ghép từ 2 thân lại với nhau, dễ bảo trì, vệ sinh và thay thế hơn. Quan trọng giá thành cũng tương đối hợp lý.
• 3 thân: là dạng 3 thân riêng biệt ghép lại, dễ dàng tháo lắp, vệ sinh hoặc bảo dưỡng nhưng chi phí cao, yêu cầu kỹ thuật phức tạp khi lắp đặt.

Trục van (Stem)

Trục van là thanh kim loại cứng, bền bỉ, chống va đập và ăn mòn tốt. Nhiệm vụ chính kết nối bi van và phần điều khiển để truyền chuyển động. Cụ thể khi tác động vào bộ điều khiển sẽ làm cho trục van chuyển động quay kéo theo bi van dịch chuyển, giúp thay đổi trạng thái đóng mở của van.

Bi van (Ball valve)

Bi van là bộ phận có dạng hình cầu, được gia công có lỗ xuyên tâm ở giữa đi qua tâm bi để làm nhiệm vụ đóng mở, điều tiết lưu chất. 

Phần lỗ này có dạng toàn phần đường kính lỗ bằng đường kính ống cho phép lưu lượng đi qua tối đa hoặc nhỏ hơn đường ống giúp giảm lưu lượng, tiết kiệm chi phí. 

Khi phần lỗ song song với dòng chảy van sẽ ở trạng thái mở hoàn toàn, ngược lại khi vuông góc van sẽ ở vị trí đóng.

Chất liệu chế tạo bi van chủ yếu inox SUS304, SUS316 hoặc thép, đồng, nhựa có độ bền cao, chống ăn mòn tốt và bề mặt được mài bóng, độ nhẵn cao. 

Tùy thuộc môi trường lưu chất để lựa chọn, inox nên dùng cho hóa chất, thép phù hợp với điều kiện khắc nghiệt, ngành công nghiệp năng, đồng cho dân dụng, nhựa cho hóa chất nhẹ.

Ngoài ra, phần lỗ của bi van bên cạnh lỗ thẳng thông thường của dạng 2 ngã, với dạng 3 ngã phần đục lỗ còn có 2 kiểu đặc biệt là dạng chữ L và dạng chữ T. Mục đích dùng để chuyển hướng, trộn hoặc phân chia dòng chảy lưu chất.

Bộ điều khiển

Bộ điều khiển là phần trực tiếp tác động lên trục van và làm quay bi van để thực hiện chức năng đóng, mở hoặc điều tiết lưu chất. Tùy theo nhu cầu vận hành, bộ điều khiển cua rbi van cũng được thiết kế theo 3 dạng dưới đây:

• Bộ điều khiển tay gạt

Là phần điều khiển được thiết kế có dạng tay gạt bằng thép hoặc inox và kết nối với trục van. Thao tác vận hành đơn giản, khi cần đóng hoặc mở van chỉ cần xoay tay gạt sang trai hoặc phải các góc từ 0 – 90 độ, trục van sẽ nhận tác động từ bộ điều khiển và truyền xuống làm quay bi van. 

Ưu điểm dễ sử dụng, dễ bảo trì, không cần nguồn điện hay khí nén và chi phí đầu tư thấp. Nhược điểm dùng hoàn toàn bằng sức người để vận hành van nên không phù hợp với hệ thống tự động hóa hoặc quy mô lớn.

• Bộ điều khiển điện

Bộ điều khiển điện được chế tạo theo cơ chế vận hành tự động hoàn toàn khi được cấp nguồn điện áp phù hợp. Kết cấu bộ điện bao gồm motor điện, bảng mạch điều khiển, công tắc giám sát, công tắc hành trình…

Ưu điểm thời gian đóng mở nhanh, dễ dàng kết hợp với trung tâm điều khiển từ xa, độ chính xác cao. Đặc biệt, đáp ứng tốt hệ thống tự động hóa, quy mô lớn và có công tắc ngắt điện để đảm bảo an toàn khi kết thúc chu trình. Nhược điểm giá thành cao hơn dạng tay gạt và phụ thuộc nguồn điện.

Bộ điều khiển thường thấy ở van bi

• Bộ điều khiển khí nén

Bộ điều khiển khí nén được thiết kế gồm các chi tiết như piston, lò xo đàn hồi, cổng cấp khí, van điện tử…Cơ chế vận hành tự động tương tự dạng điện nhưng thay vì cấp điện là cấp nguồn khí nén để điều khiển van. Khi áp lực khí nén đi vào bộ điều khiển sẽ tạo lực đẩy làm trục van, bi van dịch chuyển. 

Ưu điểm tốc độ đóng mở nhanh, lực mạnh, phù hợp với hệ thống có quy mô lớn. Quan trọng an toàn trong môi trường dễ cháy nổ mà dạng điện không dùng được. Tuy nhiên, cần lưu ý khi có nhu cầu sử dụng yêu cầu hệ thống cần có khí nén và chi phí đầu tư ban đầu khá cao.

Gioăng làm kín (Seat)

Gioăng làm kín là bộ phận bao bọc xung quanh bi van và được lắp đặt tại vị trí kết nối lắp bích, ở giữa 2 mặt bích. Chức năng giúp giảm ma sát, làm kín, ngăn chặn tình trạng rò rỉ lưu chất trong quá trình vận hành. 

Bộ phận này thường có dạng hình tròn, chất liệu cao su EPDM hoặc PTFE có độ đàn hồi tốt, bền bỉ. Một số thương hiệu sử dụng gioăng làm kín dạng kim loại chịu nhiệt, chịu áp lực tốt.

Gioăng làm kín thường sử dụng chất liệu cao su EPDM hoặc PTFE

Ngoài các bộ phận chính ở trên, còn có một số phụ kiện đi kèm như bulong, đai ốc để lắp bích, mặt bích…

>>> Hiện Tuấn Hưng Phát đang sẵn các dòng van bi điện, van bi khí nén, van bi tay gạt,… chính hãng, giá rẻ với đầy đủ CO, CQ, Catalog,…

Lưu ý khi lựa chọn van bi theo cấu tạo

Mỗi chi tiết như bi van, gioăng làm kín, thân van hay bộ điều khiển đều ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền và hiệu suất vận hành. Do đó, khi lựa chọn van bi dưới đây là các lưu ý không nên bỏ qua:

• Chọn theo cấu tạo bi van: 2 ngã hoặc 3 ngã dựa vào nhu cầu sử dụng là đóng mở thông thường hoặc cần phân chia, chuyển hướng dòng chảy. Nếu chọn sai dễ làm giảm hiệu suất hoặc không đáp ứng yêu cầu vận hành.
• Chọn gioăng làm kín theo đặc tính của môi trường lưu chất, với loại gioăng mềm như cao su phù hợp với nước sạch, hóa chất. Gioăng kim loại đáp ứng được với môi trường khắc nghiệt như hơi nóng, dầu nóng.
• Lựa chọn theo kết cấu thân van, với hệ thống đơn giản, ngân sách thấp nên dùng dạng 1 mảnh, 2 mảnh. Với hệ thống cần bảo trì định kỳ, nên dùng dạng 3 mảnh dễ tháo lắp, bảo trì nhanh.
• Chọn theo kiểu kết nối thân van với đường ống để đồng bộ, tránh chọn sai sẽ gây khó khăn trong quá trình lắp đặt hoặc gây rò rỉ, không an toàn cho hệ thống.
• Chọn theo bộ điều khiển, dạng tay gạt chỉ phù hợp với hệ thống nhỏ, cần vận hành thủ công. Dạng điện hoặc khí nén đáp ứng tốt hệ thống tự động hóa, quy mô lớn, cần đóng mở nhanh.

Nhìn chung, cấu tạo van bi không quá phức tạp, khi hiểu rõ từng chi tiết trong cấu tạo không chỉ giúp người dùng lựa chọn đúng sản phẩm phù hợp với hệ thống mà còn hỗ trợ quá trình lắp đặt, vận hành và bảo trì diễn ra dễ dàng.