Van cầu là một trong những loại van công nghiệp được sử dụng thông dụng, dùng để đóng mở hoặc điều tiết dòng chảy bên trong hệ thống ống dẫn. Van cầu hay tiếng anh được gọi là globe valve, chúng ta thường nghe nói đến van cầu trong các ứng dụng liên quan đến các lĩnh vực hơi, khí nén, dầu truyền nhiệt, các ứng dụng cần điều tiết lưu lượng,…

Vậy Ưu và nhược điểm các loại van cầu như thế nào? Bài viết hôm nay VNTECH GROUP sẽ giới thiệu cho mọi người các thông tin về ưu và nhược điểm nhé !

1. Van cầu là gì?

Van cầu có hình dạng gần giống với hình cầu nên van được gọi là van cầu. Nửa trên và dưới trong thân van được ngăn cách bởi vách ngăn. Vách ngăn có một lỗ là nơi mà lưu chất chảy qua, phía trên vách ngăn có một đĩa nêm để đóng mở van. Đĩa van được kết nối với trục van, trục này lại nối với tay quay vô lăng. Khi quay vô lăng sẽ nâng hạ trục van đồng thời đĩa van cũng nâng hạ xuống đó là thao tác đóng mở van.

Van cầu được gọi là van cầu hơi, van cầu yên ngựa, van cầu chữ ngã hay van cầu chữ S do tính chất sử dụng cho ứng dụng và hình dạng của van cầu mà người ta gọi theo tên như vậy.

Van cầu có dạng van cầu nối ren và van cầu nối bích dạng van cầu tay quay, tham khảo van KTN/ Tây Ban Nha. Nếu là van cầu điều khiển thì chỉ có van cầu nối bích, tham khảo van cầu điều khiển điện hoặc van cầu điều khiển khí nén của KFM/ CHLB Đức.

Nguyên lý hoạt động của van cầu điều khiển bằng tay:

Van vận hành nhờ hệ thống truyền động gồm tay quay vô lăng – trục van – đĩa van.
Khi đĩa van ở vị trí bịt kín vách ngăn giữa hai nửa trong thân van thì lúc đó van đang ở trạng thái đóng.
Khi ta điều khiển tay quay vô lăng làm cho đĩa van di chuyển ra khỏi vị trí vách ngăn, dòng lưu chất sẽ đi qua bằng khoảng trống trên vách ngăn thì lúc này van đang ở trạng thái mở.

Ưu điểm của van cầu điều khiển bằng tay:

Dễ dàng điều khiển hoạt động đóng mở van
Đa dạng nhiều loại van điều khiển bằng tay
Lắp đặt dễ dàng vì không phải đấu dây điện, khí nén
Giá thành rẻ hơn các loại van điều khiển tự động
Sử dụng phù hợp với nhiều lưu chất, môi trường khác nhau

Nhược điểm của van cầu điều khiển bằng tay:

Tốn sức lực người vận hành, có thể tốn nhiều nhân công đối với các loại van cổng kích cỡ lớn
Không thể đóng mở linh động như các loại van điều khiển tự động
Thời gian đóng mở phụ thuộc vào người vận hành

Nguyên lý hoạt động của van cầu điều khiển bằng khí nén:

Tương tự các loại van điều khiển khí nén khác, van cầu điều khiển khí nén cũng có cơ chế hoạt động hoàn toàn tự động. Cụ thể, khi bộ điều khiển được cấp khí nén, áp suất khí nén đẩy piston hoặc màng bằng một lực thắng lực đàn hồi của lò xo nén pistong hoặc màng đẩy theo trục van đi xuống hết hành trình, van đóng hoàn toàn. Khi ngừng cấp, lượng khí nén sẽ thoát ra ngoài qua lỗ mở, lúc này lực đàn hồi của lò xo sẽ đẩy pistong và màng kéo theo trục van và đĩa van đi lên, lúc này van sẽ ở trạng thái mở, cho phép lưu chất đi qua.

Ưu điểm của van cầu điều khiển bằng khí nén:

Xét là về bản chất là an toàn, tức là không có nguy cơ cháy nổ nguy hiểm và nó có thể cung cấp một lực lớn để đóng van chống lại áp suất chênh lệch cao.
Thiết kế đơn giản, nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ nên tiện lợi cho quá trình vận chuyển, lắp đặt và đảm bảo phù hợp với mọi vị trí.
Có khả năng điều khiển và điều tiết lưu lượng tốt, đáp ứng yêu cầu làm việc của người dùng.
Được ứng dụng rộng rãi trong nhiều môi trường khác nhau: hóa chất, nước sạch, nước thải, hệ thống lò hơi, khí nén…
Chất liệu thiết kế van đa dạng: gang, thép, inox… có độ bền cao, chống ăn mòn tốt, chịu được nhiệt độ cao, áp lực lớn, phù hợp với nhiều môi trường, hệ thống đường ống khác nhau.
Thời gian đóng mở nhanh, vận hành hoàn toàn tự động, không cần dùng sức người. Và đóng mở bằng khí nén nên rất an toàn cho người sử dụng.
Khí nén sau quá trình hoạt động có thể thải ra ngoài mà không gây tổn hại cho môi trường.
Tốc độ truyền động cao, linh hoạt.
Có khả năng phòng ngừa quá tải, quá áp suất hiệu quả, an toàn cho hệ thống đường ống.

Nhược điểm của van cầu điều khiển bằng khí nén:

Mặc dù có nhiều ưu điểm nhưng nó vẫn có những nhược điểm mà trong 1 số hệ thống thiết bị cần cân nhắc để sử dụng như:

So với các loại van bướm hay van bi thì van cầu cần lực lớn hơn để chuyển động.
Màng của bộ phận truyền động khí nén rất dễ bị hỏng và không chiu được áp suất lớn.
Áp suất của dòng chất đi qua van sẽ bị giảm đi so với ở đầu vào của van. Nếu so sánh với van cổng thì van cầu có độ thất thoát, sụt giảm áp lớn hơn.
Một số bộ phận của van dễ bị ăn mòn do tác động liên tục của dòng lưu chất ví dụ như: đĩa, gioăng phớt…

Nguyên lý hoạt động của van cầu điều khiển bằng điện:

Hệ thống điện cấp điện cho bộ điều khiển, khi có điện bộ điều khiển có chức năng giống như một chiếc mô tơ điện chính, bộ điều khiển điện sẽ biến đổi điện năng thành cơ năng làm cho mô tơ hoạt động lên xuống vì vậy mô tơ này sẽ quay và tác động đến một cơ cấu truyền động biến chuyển động quay của mô tơ thành chuyển động quay của trục van.

Trục van quay sẽ tạo thành các góc mở khác nhau ( khi đó chúng ta có van điều tiết lưu lượng – van điều khiển theo góc mở – van điều khiển điện tuyến tính) hoặc có thể làm cho trục van quay đúng 1 hành trình 90 độ (đối với van điều khiển on/off) khi đó sẽ làm cho van chuyển sang trạng thái đóng sang mở hoặc ngược lại. Khi chúng ta muốn chuyển lại trạng thái của van thì chúng ta sẽ chuyển tiếp điểm điện trên bộ điều khiển.

Ưu điểm của van cầu điều khiển bằng điện:

Van cầu điều khiển điện được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực bởi van sở hữu nhiều ưu điểm nổi trội như :

Van sử dụng phù hợp trong các hệ thống lò hơi, nồi hơi…
Có độ kín cũng như độ an toàn cao phù hợp cho môi trường chất lỏng, hơi, xăng dầu…
Van được điều khiển tự động bằng điện nên giảm chi phí nhân công vận hành van.
Thiết kế đơn giản, gọn nhẹ, tiện lợi cho quá trình vận chuyển, lắp đặt cũng như bảo trì, bảo dưỡng.
Có nhiều mẫu mã, kích thước đa dạng phù hợp với nhiều loại hệ thống.
Đóng mở nhiều góc hoặc theo từng góc đối với van tuyến tính hoặc on/off.
Van điều khiển bằng mô-tơ điện có tốc độ đóng mở chậm nên không sảy ra hiện tượng sock áp, không gây ra tình trạng rung giật đường ống.