Van cổng là gì? 5 điều quan trọng kỹ sư cần biết

Van cổng là một trong những dòng van công nghiệp được ứng dụng phổ biến trong các hệ thống với chức năng cho phép, ngăn chặn hoàn toàn lưu chất. Sản phẩm có thiết kế đơn giản, vận hành linh hoạt, đa dạng chất liệu, kích cỡ. Vậy cụ thể van cổng là gì? Cấu tạo & nguyên lý hoạt động như thế nào? Ưu, nhược điểm nổi bật? Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé.

Van cổng là gì?

Van cổng hay còn gọi là van chặn, tiếng Anh là gate valve, là một loại van được dùng trong hệ thống để đóng mở hoàn toàn dòng chảy lưu chất. Tên gọi van cổng có nguồn gốc từ thiết kế đĩa van giống cánh cổng, khi vận hành sẽ được nâng lên, hạ xuống theo phương thẳng đứng để cho phép hoặc ngăn chặn lưu chất đi qua van.

Van cổng là gì?

Điểm cộng lớn nhất của van cổng so với các loại van công nghiệp khác chính là ở trạng thái mở hoàn toàn, đĩa van được nâng lên cho lưu chất đi qua mà không bị cản trở, ít gây tổn thất áp suất. Chất liệu chế tạo van đa dạng các loại gang, inox, nhựa, thép; kết cấu ty van dạng ty nổi, ty chìm. Hệ thống ứng dụng rộng rãi từ dân dụng đến công nghiệp với nhiều môi trường lưu chất khác nhau như nước, hơi nóng, khí nén, hóa chất…

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của van cổng

Cấu tạo

Van cổng được cấu tạo gồm các bộ phận chính như sau:

Cấu tạo chi tiết van cổng

• Thân van

Được chế tạo từ các loại vật liệu thông dụng như gang, inox, thép hoặc nhựa, bên ngoài phủ Epoxy. Nhiệm vụ bảo vệ các bộ phận bên trong và tiếp xúc trực tiếp với điều kiện môi trường từ bên ngoài. Kiểu kết nối thân van với đường ống linh hoạt theo 2 dạng nối ren hoặc nối bích tùy thuộc kích cỡ van.

• Đĩa van

Là bộ phận có dạng giống cánh cổng, hình nêm mỏng, dẹt, được bọc 1 lớp cao su bên ngoài để làm kín. Chất liệu sản xuất chủ yếu inox, gang hoặc thép chống ăn mòn tốt, bền bỉ. Chức năng chính đóng mở hoàn toàn và tiếp xúc trực tiếp với dòng chảy lưu chất.

• Trục van

Hay còn gọi là ty van, là bộ phận được thiết kế có dạng ty nổi, khi vận hành ty van nhô ra ngoài dễ quan sát. Hoặc ty chìm, ty van nằm chìm bên trong thân van. Nhiệm vụ của ty van chính là kết nối và truyền chuyển động từ bộ điều khiển xuống đĩa van. Một đầu ty van được kết nối với bộ điều khiển, đầu còn lại với đĩa van.

• Gioăng làm kín

Được làm bằng cao su đàn hồi tốt EPDM hoặc PTFE, chức năng làm kín vị trí kết nối hoặc bọc xung quanh đĩa van để tăng khả năng làm kín, hạn chế rò rỉ lưu chất.

• Bộ điều khiển

Được thiết kế đa dạng phương thức thủ công bằng tay quay hoặc tự động bằng điện, khí nén. Nhiệm vụ điều khiển quá trình đóng mở của van.

Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động cơ bản của van cổng

Nguyên lý vận hành của van cổng khá đơn giản, về cơ bản sử dụng bộ điều khiển để điều khiển quá trình đóng mở. Cụ thể, ban đầu van ở vị trí đóng, đĩa van hạ xuống ngăn không cho lưu chất đi qua. Tiến hành xoay tay quay theo ngược chiều kim đồng hồ hoặc cấp nguồn điện áp, khí nén phù hợp vào bộ điều khiển tự động. Lúc này sẽ sinh ra lực momen xoắn tác động lên trục van, làm trục van di chuyển đi lên, kéo theo đĩa van nâng lên. Kết quả tạo trạng thái mở, cho phép lưu chất đi qua.

Khi cần đóng van, thao tác ngược lại, xoay tay quay theo cùng chiều kim đồng hồ hoặc tiếp tục cấp điện, khí nén. Trục van sẽ nhận lực tác động và di chuyển xuống, kéo theo đĩa van hạ xuống, ngăn chặn không cho lưu chất đi qua. Lúc này, van sẽ ở vị trí đóng.

Ưu, nhược điểm của van cổng

Ưu điểm:

• Thiết kế đơn giản, dễ lắp đặt cũng như bảo trì, bảo dưỡng.
• Tổn thất áp suất thấp, khi van mở hoàn toàn, lưu chất đi qua van không bị cản trở giúp hệ thống hoạt động hiệu quả, tiết kiệm năng lượng.
• Có thể lắp đặt theo cả 2 hướng dòng chảy, cho phép lưu chất đi qua theo 2 chiều mà không ảnh hưởng đến hiệu suất vận hành.
• Đĩa van khi đóng ép chặt xuống giúp làm kín tốt, hạn chế rò rỉ đặc biệt phù hợp cho hệ thống nước, hơi, dầu. 
• Van cổng có thiết kế đa dạng kích cỡ từ nhỏ đến lớn, chắc chắn, bền bỉ, đáp ứng tốt nhiều vị trí, quy mô hệ thống cần lắp đặt.
• Chất liệu chế tạo van inox, gang, thép, nhựa hoặc đồng đảm bảo phù hợp với hầu hết các môi trường lưu chất.

Nhược điểm:

• Hạn chế sử dụng để điều tiết lưu chất vì dễ làm mài mòn đĩa van.
• So với van bi, van bướm cùng kích cỡ kích thước lớn, trọng lượng nặng hơn, cồng kềnh hơn.
• Thời gian đóng mở chậm nên không thích hợp với các hệ thống cần phản ứng nhanh.

Phân loại van cổng

Theo chất liệu van

Phân loại van cổng theo chất liệu

• Van cổng inox

Được chế tạo toàn thân bằng vật liệu inox chống ăn mòn tốt, chịu nhiệt độ cao, áp lực vượt trội. Tuy nhiên, giá thành tương đối cao.

• Van cổng gang

Được làm bằng gang, bên ngoài phủ Epoxy chống ăn mòn, tăng độ bền. Khả năng chịu nhiệt, chịu áp ở mức trung bình. Hệ thống ứng dụng phổ biến HVAC, PCCC, cấp thoát nước…

• Van cổng nhựa

Được chế tạo bằng vật liệu nhựa có đặc tính nổi bật chống ăn mòn cực tốt, trọng lượng nhẹ và giá thành rẻ. Hệ thống ứng dụng điển hình hóa chất, nước thải.

• Van cổng thép

Là loại van có giá thành cao nhất, được sản xuất chuyên dụng cho hệ thống yêu cầu cao, đặc thù như các ngành công nghiệp nặng và có điều kiện nhiệt độ, áp lực cao, các chất liệu khác không đáp ứng được.

Theo thiết kế ty van

Phân loại van cổng theo thiết kế ty van: ty nổi và ty chìm

• Van cổng ty nổi

Được thiết kế ty van khi vận hành sẽ nhô ra bên ngoài, giúp người dùng dễ quan sát trạng thái đóng mở bằng mắt thường. Tuy nhiên, loại van này lại chiếm nhiều diện tích lắp đặt hơn dạng ty chìm.

• Van cổng ty chìm

Van cổng ty chìm có ty van nằm chìm bên trong thân van, không nhô ra ngoài nên khó quan sát vận hành. Ưu điểm phù hợp với không gian nhỏ hẹp vì ty van nằm trong thân, không lộ ra ngoài.

Theo bộ điều khiển

Phân loại van cổng theo bộ điều khiển

• Van cổng tay quay

Là loại van có bộ điều khiển dạng thủ công bằng tay quay, khi vận hành dùng hoàn toàn sức người. Với cơ chế đơn giản, chỉ cần xoay theo cùng hoặc ngược chiều kim đồng hồ vô lăng để đóng mở van. Ưu điểm dễ sử dụng, giá thành rẻ.

• Van cổng điều khiển tự động

Là dòng sản phẩm được thiết kế phần điều khiển là bộ truyền động khí nén hoặc điện. Khi vận hành chỉ cần cấp điện, khí nén phù hợp, van sẽ vận hành tự động hoàn toàn, không cần dùng sức người như dạng tay quay. Ưu điểm đóng mở nhanh, dễ dàng điều khiển từ xa, đáp ứng được môi trường độc hại. Tuy nhiên, giá thành khá cao.

Theo kiểu kết nối

Phân loại van cổng theo kiểu kết nối: lắp ren, lắp bích

• Van cổng nối ren

Là loại van được đúc ren ở hai bên thân van, cho phép kết nối với đường ống dạng lắp ren tiện lợi, không yêu cầu kỹ thuật cao. Kích cỡ van nhỏ, chủ yếu dưới DN50 nên chỉ phù hợp với hệ thống quy mô nhỏ.

• Van cổng lắp bích

Van cổng lắp bích được thiết kế hai mặt bích ở hai bên thân van, khi kết nối sẽ sử dụng các bulong, đai ốc và gioăng cao su để làm kín. Ưu điểm làm kín tốt, chịu áp lực cao, kích cỡ lớn nên thích hợp với hệ thống lớn.

Xem thêm: So sánh van bi và van cổng – Nên chọn loại nào?

Ứng dụng thực tế của van cổng trong các hệ thống

Dưới đây là một số ứng dụng thực tế của van cổng trong các hệ thống từ dân dụng đến công nghiệp hiện nay:

Ứng dụng thực tế van cổng trong hệ thống PCCC và cấp nước

• Trong hệ thống cấp thoát nước sạch đô thị, xử lý nước thải giúp đóng mở nước tại các tuyến ống chính.
• Trong hệ thống các nhà máy sản xuất hóa chất, thực phẩm, dược phẩm, xi măng… thường được lắp tại đầu vào, ra của đường ống và các nhánh chính.
• Trong hệ thống PCCC được lắp tại đường ống cấp nước chữa cháy hoặc hệ thống sprinkler tự động.
• Trong ngành dầu khí được dùng trên các tuyến đường ống dẫn dầu, khí.
• Trong các nhà máy năng lượng như nhiệt điện, thủy điện.
• Trong ngành hóa chất ăn mòn hoặc dây chuyền sản xuất công nghiệp.
• Trong hệ thống HVAC điều hòa, cấp nhiệt tại các tòa nhà, trung tâm thương mại.

Các lỗi thường gặp khi sử dụng van cổng và cách khắc phục

Trong quá trình sử dụng van cổng, sau đây là các lỗi thường gặp và cách xử lý nhanh chóng, hiệu quả giúp đảm bảo an toàn cho hệ thống:

• Van bị rò rỉ do gioăng làm kín bị mài mòn, chưa đóng hết hành trình hoặc có cặn bẩn mắc kẹt. Cách khắc phục cần tháo van để vệ sinh sạch sẽ, kiểm tra hành trình đóng mở xem đúng kỹ thuật chưa hoặc thay thế các bộ phận nếu phát hiện hư hỏng. 
• Van khó đóng mở, bị mắc kẹt do lâu ngày không vận hành, trục van bị gỉ sét, ăn mòn hoặc bám dị vật trong thân van. Khi đó, cần bôi trơn trục van, vận hành theo chu kỳ nếu bị kẹt nặng cần thay ty van hoặc tháo ra để làm sạch.
• Gãy trục van do đóng mở dùng lực mạnh hoặc bị mắc kẹt vẫn cố sử dụng. Cách xử lý cần dùng lực vừa phải khi vận hành và nên kiểm tra tình trạng van trước khi sử dụng.
• Phát ra tiếng ồn lớn khi hoạt động do sử dụng sai mục đích làm ăn mòn đĩa van.
• Chọn sai vật liệu thân van cho môi trường lưu chất dẫn đến ăn mòn thân van, ảnh hưởng đến hiệu quả vận hành của hệ thống.

Bài viết trên đây chúng tôi đã tổng hợp đầy đủ các thông tin cơ bản để trả lời cho câu hỏi van cổng là gì? Hy vọng sẽ giúp quý khách hiểu rõ hơn về loại van này để ứng dụng hiệu quả vào thực tế. Ngoài ra, tại Tuấn Hưng Phát chúng tôi có sẵn hàng các loại van cổng, nếu có nhu cầu mua hàng vui lòng liên hệ qua hotline để được tư vấn và gửi báo giá chính xác nhé.