Gate Valve (van cổng) là một loại van được thiết kế để điều khiển dòng chảy bằng cách nâng hoặc hạ một cổng chắn (hay đĩa) ra khỏi dòng chảy của chất lỏng hoặc khí. Van cổng thường được sử dụng trong các hệ thống ống dẫn để mở hoặc đóng hoàn toàn dòng chảy, nhưng không thích hợp để điều chỉnh lưu lượng.
Cấu Tạo Của Van Cổng
Van cổng có cấu tạo đơn giản nhưng chắc chắn, bao gồm các thành phần chính sau:
- Thân van: Được làm từ các vật liệu chịu lực như thép không gỉ, thép carbon, gang hoặc hợp kim. Thân van chứa tất cả các bộ phận bên trong và tạo nên khung cấu trúc của van.
- Cổng van (đĩa van): Là bộ phận chuyển động lên xuống để mở hoặc đóng dòng chảy. Cổng van thường có hình dạng phẳng hoặc hình nêm (wedge), và có thể được làm từ kim loại hoặc các vật liệu đặc biệt chịu hóa chất.
- Trục van: Trục này kết nối với cổng van và được điều khiển bằng tay quay hoặc bộ điều khiển tự động để nâng hoặc hạ cổng van.
- Ghế van: Là phần cố định nằm trong thân van, tạo sự kín khít với cổng van khi van đóng lại. Ghế van thường được làm từ kim loại hoặc các vật liệu chịu mài mòn và hóa chất.
- Nắp van: Nằm phía trên thân van, bao phủ và bảo vệ trục van, và thường được bắt bu lông chặt vào thân van.
- Tay quay hoặc bộ điều khiển: Được sử dụng để quay trục van, nâng hoặc hạ cổng van, và điều khiển dòng chảy.
Cách Thức Hoạt Động
Van cổng hoạt động theo nguyên lý nâng hoặc hạ cổng van để điều khiển dòng chảy:
- Khi mở van, cổng van được nâng lên khỏi ghế van, tạo ra một đường dẫn thông thoáng cho dòng chảy qua. Do thiết kế cổng có thể nâng hoàn toàn, dòng chảy sẽ không bị cản trở, dẫn đến tổn thất áp suất thấp.
- Khi đóng van, cổng van được hạ xuống và ép chặt vào ghế van, ngăn cản hoàn toàn dòng chảy. Điều này tạo ra một sự kín khít tuyệt đối, ngăn ngừa rò rỉ.
Chủng Loại Van Cổng
Van cổng có nhiều chủng loại khác nhau tùy thuộc vào ứng dụng và điều kiện hoạt động:
- Van cổng hình nêm (Wedge Gate Valve): Cổng van có hình nêm, có khả năng tạo áp lực đều trên ghế van, giúp đóng kín tốt hơn. Loại này phổ biến trong các hệ thống áp suất cao.
- Van cổng song song (Parallel Gate Valve): Cổng van có hai mặt song song, phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu đóng/mở thường xuyên mà không yêu cầu độ kín cao.
- Van cổng dao (Knife Gate Valve): Cổng van dạng mỏng, giống như lưỡi dao, thích hợp cho các chất lỏng có chứa hạt hoặc bùn, thường được sử dụng trong ngành giấy và bột giấy.
- Van cổng ty nổi và ty chìm (Rising and Non-Rising Stem Gate Valve): Ty van có thể nổi lên khi mở van (rising stem) hoặc không nổi lên (non-rising stem), phù hợp với các ứng dụng có không gian hạn chế.
* 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, …
Điều Kiện Hoạt Động Trong Trường Hợp Áp Suất Cao (700 Bar Trở Lên) và Môi Trường Hóa Chất Đặc Biệt
Van cổng sử dụng trong điều kiện áp suất cao và môi trường hóa chất đặc biệt cần đáp ứng các yêu cầu khắt khe:
- Vật liệu chế tạo:
- Van phải được làm từ các hợp kim đặc biệt như Inconel, Hastelloy, hoặc thép không gỉ cấp cao, có khả năng chống lại sự ăn mòn của hóa chất mạnh và chịu được áp suất cực cao.
- Ghế van và cổng van thường được phủ lớp bảo vệ bằng các vật liệu như PTFE hoặc các hợp chất gốm (ceramic) để chống lại sự mài mòn và ăn mòn hóa học.
- Thiết kế chịu áp suất cao:
- Van cổng cho áp suất cao trên 700 bar thường có thiết kế cổng hình nêm hoặc song song để đảm bảo sự kín khít tuyệt đối dưới áp suất cực lớn.
- Ghế van kim loại được gia công chính xác để chịu được lực nén cực lớn mà không bị biến dạng.
- Ứng dụng trong môi trường hóa chất:
- Các van này được sử dụng trong các ngành công nghiệp hóa chất, dầu khí, và nhà máy điện, nơi có môi trường khắc nghiệt với sự hiện diện của các hóa chất ăn mòn như axit, kiềm, hoặc khí độc.
- Để đảm bảo an toàn, van phải được kiểm tra và chứng nhận theo các tiêu chuẩn quốc tế nghiêm ngặt, như API 600, API 602, hoặc BS 1873.
- Bảo dưỡng và vận hành:
- Van cổng cho áp suất cao cần được bảo dưỡng định kỳ để đảm bảo độ kín và ngăn ngừa rò rỉ. Việc kiểm tra và thay thế các bộ phận như gioăng, đệm, và ghế van thường xuyên là cần thiết.
- Trong môi trường hóa chất, van cần được vận hành một cách cẩn thận để tránh sự cố rò rỉ có thể gây ra những nguy hiểm nghiêm trọng cho người và thiết bị.
Kết Luận
Van cổng là một thiết bị quan trọng trong hệ thống kiểm soát dòng chảy, đặc biệt là trong các ứng dụng áp suất cao và môi trường hóa chất đặc biệt. Việc lựa chọn đúng loại van cổng và vật liệu chế tạo là yếu tố then chốt để đảm bảo hiệu suất, an toàn và độ bền của hệ thống trong các điều kiện khắc nghiệt.
Tony Thái Tổng Hợp
