Van bướm và van cửa là hai loại van thường được sử dụng trong các ứng dụng cấp nước công nghiệp và đô thị. Chúng có sự khác biệt rõ ràng về cấu trúc, chức năng và ứng dụng. Bài viết này sẽ thảo luận chi tiết về sự khác biệt giữa van bướm và van cửa từ các khía cạnh nguyên lý, thành phần, chi phí, độ bền, điều tiết lưu lượng, lắp đặt và bảo trì.
1. Nguyên tắc
Nguyên lý hoạt động của van bướm
Tính năng lớn nhất củavan bướmVan bướm có cấu trúc đơn giản và thiết kế nhỏ gọn. Nguyên lý hoạt động của nó là đĩa bướm tròn quay quanh trục van như một trục trung tâm để kiểm soát dòng chảy của chất lỏng. Đĩa van giống như một điểm kiểm tra, và chỉ khi có sự đồng ý của đĩa bướm thì nó mới có thể đi qua. Khi đĩa bướm song song với hướng dòng chảy của chất lỏng, van sẽ mở hoàn toàn; khi đĩa bướm vuông góc với hướng dòng chảy của chất lỏng, van sẽ đóng hoàn toàn. Thời gian đóng mở của van bướm rất ngắn, vì nó chỉ cần quay 90 độ để hoàn thành thao tác đóng mở hoàn toàn. Đây cũng là lý do tại sao nó là van quay và van một phần tư vòng.
Nguyên lý hoạt động của van cổng
Tấm van củavan cửadi chuyển lên xuống theo phương thẳng đứng với thân van. Khi cửa van được nâng lên hoàn toàn, khoang bên trong thân van được mở hoàn toàn và chất lỏng có thể đi qua mà không bị cản trở; khi cửa van được hạ xuống hoàn toàn, chất lỏng bị chặn hoàn toàn. Thiết kế của van cổng giúp van gần như không có lực cản dòng chảy khi mở hoàn toàn, do đó phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu mở hoàn toàn hoặc đóng hoàn toàn. Cần nhấn mạnh ở đây rằng van cổng phù hợp để mở hoàn toàn và đóng hoàn toàn! Tuy nhiên, van cổng có tốc độ phản ứng chậm, tức là thời gian đóng mở lâu hơn, vì cần nhiều vòng quay để quay tay quay hoặc bánh răng vít để đóng mở hoàn toàn.
2. Thành phần
Cấu tạo của van bướm
Như đã đề cập ở trên, cấu tạo của van bướm tương đối đơn giản, bao gồm các bộ phận chính như thân van, tấm van, trục van, đế van và bộ truyền động. Như hình minh họa bên dưới.
Thân van:
Thân van bướm có dạng hình trụ, bên trong có rãnh thẳng đứng. Thân van có thể được làm từ nhiều loại vật liệu khác nhau, chẳng hạn như gang, gang dẻo, thép không gỉ, thép cacbon, đồng nhôm, v.v. Tất nhiên, việc lựa chọn vật liệu còn phụ thuộc vào môi trường sử dụng van bướm và tính chất của môi chất.
Tấm van:
Tấm van là bộ phận đóng mở hình đĩa đã đề cập ở trên, có hình dạng tương tự như đĩa. Vật liệu của tấm van thường giống với vật liệu của thân van, hoặc cao hơn vật liệu của thân van, vì van bướm tiếp xúc trực tiếp với môi chất, không giống như van bướm trục giữa, thân van được tách trực tiếp khỏi môi chất bằng đế van. Một số vật liệu đặc biệt cần cải thiện khả năng chống mài mòn, chống ăn mòn và chịu nhiệt độ cao.
Thân van:
Thân van kết nối tấm van và bộ truyền động, có chức năng truyền mô-men xoắn để làm quay tấm van. Thân van thường được làm bằng thép không gỉ 420 hoặc các vật liệu có độ bền cao khác để đảm bảo độ bền và độ bền cần thiết.
Ghế van:
Đế van được lót trong khoang bên trong của thân van và tiếp xúc với tấm van để tạo thành một lớp đệm kín, đảm bảo môi chất không bị rò rỉ khi van đóng. Có hai loại đệm kín: đệm mềm và đệm cứng. Đệm mềm có hiệu suất bịt kín tốt hơn. Các vật liệu thường được sử dụng bao gồm cao su, PTFE, v.v., thường được sử dụng trong van bướm trung tâm. Đệm cứng phù hợp với môi trường nhiệt độ và áp suất cao. Các vật liệu thường được sử dụng bao gồm SS304 + Graphite mềm, v.v., thường được sử dụng trongvan bướm lệch tâm ba.
Bộ truyền động:
Bộ truyền động được sử dụng để điều khiển trục van quay. Các dạng thường được sử dụng là thủ công, điện, khí nén hoặc thủy lực. Bộ truyền động thủ công thường được vận hành bằng tay cầm hoặc bánh răng, trong khi bộ truyền động điện, khí nén và thủy lực có thể đạt được điều khiển từ xa và vận hành tự động.
Thành phần của van cửa
Cấu trúc van cửa tương đối phức tạp. Ngoài thân van, tấm van, trục van, đế van và bộ truyền động, còn có đệm, nắp van, v.v. (xem hình bên dưới)
Thân van:
Thân van cổng thường có dạng hình thùng hoặc hình nêm, bên trong có rãnh dẫn thẳng. Vật liệu thân van chủ yếu là gang, thép đúc, thép không gỉ, đồng thau, v.v. Tương tự, cần lựa chọn vật liệu phù hợp theo điều kiện sử dụng.
Nắp van:
Nắp van được kết nối với thân van để tạo thành khoang van kín. Trên nắp van thường có hộp nhồi để lắp gioăng và làm kín trục van.
Cổng + ghế van:
Cổng là bộ phận đóng mở của van cổng, thường có hình nêm. Cổng có thể là cổng đơn hoặc cổng đôi. Loại van cổng mà chúng ta thường sử dụng là cổng đơn. Vật liệu cổng của van cổng đàn hồi là GGG50 phủ cao su, và cổng của van cổng gioăng cứng là vật liệu thân van + đồng thau hoặc thép không gỉ.
Thân van:
Thân van kết nối cổng và bộ truyền động, và di chuyển cổng lên xuống thông qua truyền động ren. Vật liệu thân van thường là vật liệu có độ bền cao như thép không gỉ hoặc thép cacbon. Theo chuyển động của thân van, van cổng có thể được chia thành van cổng có thân nâng và van cổng có thân không nâng. Ren thân van của van cổng có thân nâng nằm bên ngoài thân van, trạng thái đóng mở có thể nhìn thấy rõ ràng; ren thân van của van cổng có thân không nâng nằm bên trong thân van, cấu trúc tương đối nhỏ gọn và không gian lắp đặt nhỏ hơn van cổng có thân nâng.
Đóng gói:
Đệm kín nằm trong hộp đệm của nắp van, dùng để bịt kín khe hở giữa thân van và nắp van, ngăn ngừa rò rỉ môi chất. Vật liệu đệm kín phổ biến bao gồm than chì, PTFE, amiăng, v.v. Đệm kín được nén bằng tuyến để đảm bảo hiệu suất bịt kín.
Bộ truyền động:
• Tay quay là bộ truyền động thủ công phổ biến nhất, dẫn động bộ truyền động ren thân van bằng cách xoay tay quay để di chuyển cửa van lên xuống. Đối với van cổng đường kính lớn hoặc áp suất cao, bộ truyền động điện, khí nén hoặc thủy lực thường được sử dụng để giảm lực vận hành và tăng tốc độ đóng mở. Tất nhiên, đây là một chủ đề khác. Nếu bạn quan tâm, vui lòng xem bài viết.Đóng van bướm bao nhiêu vòng?? Phải mất bao lâu?
3. Chi phí
Chi phí của van bướm
Van bướm thường rẻ hơn van cửa. Điều này là do van bướm có chiều dài kết cấu ngắn, tiêu thụ ít vật liệu hơn và quy trình sản xuất tương đối đơn giản. Hơn nữa, van bướm nhẹ hơn, giúp giảm chi phí vận chuyển và lắp đặt. Ưu điểm về chi phí của van bướm đặc biệt rõ ràng trong các đường ống có đường kính lớn.
Chi phí của van cổng
Chi phí sản xuất van cửa thường cao hơn, đặc biệt là đối với các ứng dụng có đường kính lớn hoặc áp suất cao. Cấu trúc của van cửa rất phức tạp, độ chính xác gia công của tấm van và đế van cao, đòi hỏi nhiều quy trình và thời gian hơn trong quá trình sản xuất. Ngoài ra, van cửa nặng hơn, làm tăng chi phí vận chuyển và lắp đặt.
Như có thể thấy từ bản vẽ trên, đối với cùng một DN100, van cửa lớn hơn nhiều so với van bướm.
4. Độ bền
Độ bền của van bướm
Độ bền của van bướm phụ thuộc vào vật liệu đế van và thân van. Cụ thể, vật liệu làm kín của van bướm mềm thường được làm bằng cao su, PTFE hoặc các vật liệu mềm dẻo khác, có thể bị mòn hoặc lão hóa theo thời gian sử dụng. Tất nhiên, vật liệu làm kín của van bướm cứng được làm bằng vật liệu tổng hợp hiệu suất cao hoặc phớt kim loại, do đó độ bền đã được cải thiện đáng kể.
Nhìn chung, van bướm có độ bền tốt trong hệ thống áp suất thấp và áp suất trung bình, nhưng hiệu suất bịt kín có thể giảm trong môi trường áp suất cao và nhiệt độ cao.
Cũng cần lưu ý rằng van bướm có thể cô lập môi chất bằng cách bọc thân van bằng đế van, ngăn ngừa thân van bị ăn mòn. Đồng thời, tấm van có thể được bọc hoàn toàn bằng cao su và được lót hoàn toàn bằng flo, giúp cải thiện đáng kể độ bền của van đối với môi chất ăn mòn.
Độ bền của van cửa
Thiết kế gioăng đệm đàn hồi của van cổng cũng gặp phải vấn đề tương tự như van bướm, đó là hao mòn và lão hóa trong quá trình sử dụng. Tuy nhiên, van cổng được làm kín cứng hoạt động tốt trong môi trường áp suất và nhiệt độ cao. Do bề mặt gioăng đệm kim loại của van cổng có khả năng chống mài mòn và chống ăn mòn cao, nên tuổi thọ của van cổng thường dài hơn.
Tuy nhiên, cửa van cổng dễ bị kẹt bởi tạp chất trong môi trường, điều này cũng có thể ảnh hưởng đến độ bền của van.
Ngoài ra, hình dáng và cấu trúc của nó quyết định rằng rất khó để tạo ra một lớp lót đầy đủ, vì vậy đối với cùng một môi trường ăn mòn, cho dù được làm bằng toàn bộ kim loại hay lớp lót đầy đủ, giá của nó cao hơn nhiều so với van cửa.
5. Điều tiết lưu lượng
Điều chỉnh lưu lượng của van bướm
Van bướm ba lệch tâm có thể điều chỉnh lưu lượng ở các độ mở khác nhau, nhưng đường cong đặc tính lưu lượng của nó tương đối phi tuyến tính, đặc biệt là khi van gần mở hoàn toàn, lưu lượng thay đổi rất lớn. Do đó, van bướm chỉ phù hợp với những trường hợp yêu cầu độ chính xác điều chỉnh thấp, nếu không, có thể chọn van bi.
Điều chỉnh lưu lượng của van cửa
Van cửa được thiết kế phù hợp hơn cho hoạt động đóng mở hoàn toàn hoặc đóng hoàn toàn, nhưng không phù hợp để điều chỉnh lưu lượng. Ở trạng thái mở một phần, cửa sẽ gây ra nhiễu loạn và rung động cho lưu chất, dễ làm hỏng đế van và cửa.
6. Cài đặt
Lắp đặt van bướm
Việc lắp đặt van bướm tương đối đơn giản. Trọng lượng nhẹ nên không cần quá nhiều hỗ trợ khi lắp đặt; cấu trúc nhỏ gọn nên đặc biệt phù hợp với những nơi có không gian hạn chế.
Van bướm có thể được lắp đặt trên đường ống theo bất kỳ hướng nào (ngang hoặc dọc) và không có yêu cầu nghiêm ngặt về hướng dòng chảy trong đường ống. Cần lưu ý rằng trong các ứng dụng áp suất cao hoặc đường kính lớn, tấm bướm phải ở vị trí mở hoàn toàn trong quá trình lắp đặt để tránh làm hỏng phớt.
Lắp đặt van cửa
Việc lắp đặt van cửa phức tạp hơn, đặc biệt là van cửa đường kính lớn và van cửa kín. Do trọng lượng lớn, cần có thêm các biện pháp hỗ trợ và cố định trong quá trình lắp đặt để đảm bảo độ ổn định của van và an toàn cho người lắp đặt.
Van cửa thường được lắp đặt trên đường ống nằm ngang, và cần xem xét hướng dòng chảy của chất lỏng để đảm bảo lắp đặt chính xác. Ngoài ra, hành trình đóng mở của van cửa khá dài, đặc biệt là đối với van cửa trục nâng, và cần có đủ không gian để vận hành tay quay.
7. Bảo trì và bảo dưỡng
Bảo trì van bướm
Van bướm có ít bộ phận hơn, dễ tháo lắp, nên việc bảo trì cũng dễ dàng hơn. Trong quá trình bảo trì hàng ngày, chủ yếu kiểm tra tình trạng lão hóa và độ mòn của tấm van và đế van. Nếu phát hiện vòng đệm bị mòn nghiêm trọng, cần thay thế kịp thời. Do đó, chúng tôi khuyến nghị khách hàng nên mua van bướm lưng mềm có thể thay thế. Nếu độ phẳng và độ hoàn thiện của tấm van khó đạt được hiệu quả bịt kín tốt, cũng cần thay thế.
Ngoài ra, còn có sự bôi trơn cho trục van. Bôi trơn tốt giúp van bướm hoạt động linh hoạt và bền bỉ hơn.
Bảo trì van cửa
Van cổng có nhiều bộ phận, khó tháo lắp, đặc biệt là trong các hệ thống đường ống lớn, nơi khối lượng công việc bảo trì lớn. Trong quá trình bảo trì, cần đặc biệt chú ý đến việc cửa van có được nâng lên hạ xuống trơn tru hay không và có vật lạ nào trong rãnh thân van hay không.
Nếu bề mặt tiếp xúc giữa đế van và cửa van bị trầy xước hoặc mòn, cần đánh bóng hoặc thay thế. Tất nhiên, việc bôi trơn trục van cũng là cần thiết.
Cần chú ý bảo dưỡng gioăng cao su nhiều hơn so với van bướm. Gioăng cao su của van cổng được sử dụng để bịt kín khe hở giữa thân van và thân van, ngăn môi chất rò rỉ ra ngoài. Lão hóa và hao mòn gioăng cao su là những vấn đề thường gặp của van cổng. Trong quá trình bảo dưỡng, cần thường xuyên kiểm tra độ kín của gioăng cao su và điều chỉnh hoặc thay thế nếu cần thiết.
8. Kết luận
Tóm lại, van bướm và van cửa có những ưu điểm và nhược điểm riêng về hiệu suất, chi phí, độ bền, khả năng điều chỉnh lưu lượng và lắp đặt:
1. Nguyên lý: Van bướm có tốc độ đóng mở nhanh, thích hợp cho những trường hợp đóng mở nhanh; van cổng có thời gian đóng mở lâu.
2. Thành phần: Van bướm có cấu trúc đơn giản còn van cửa có cấu tạo phức tạp.
3. Chi phí: Van bướm có chi phí thấp hơn, đặc biệt là đối với các ứng dụng có đường kính lớn; van cửa có chi phí cao hơn, đặc biệt là đối với các ứng dụng có áp suất cao hoặc yêu cầu vật liệu đặc biệt.
4. Độ bền: Van bướm có độ bền tốt hơn trong hệ thống áp suất thấp và áp suất trung bình; van cửa hoạt động tốt trong môi trường áp suất cao và nhiệt độ cao, nhưng việc đóng mở thường xuyên có thể ảnh hưởng đến tuổi thọ của chúng.
5. Điều chỉnh lưu lượng: Van bướm thích hợp để kiểm soát lưu lượng thô; van cửa thích hợp hơn cho hoạt động mở hoàn toàn hoặc đóng hoàn toàn.
6. Lắp đặt: Van bướm dễ lắp đặt và phù hợp với cả đường ống ngang và thẳng đứng; van cửa phức tạp khi lắp đặt và phù hợp với đường ống ngang.
7. Bảo trì: Việc bảo trì van bướm tập trung vào việc kiểm tra độ mòn và lão hóa của tấm van và đế van, cũng như việc bôi trơn trục van. Ngoài ra, van cổng cũng cần được bảo trì đệm kín.
Trong ứng dụng thực tế, việc lựa chọn van bướm hoặc van cửa cần được cân nhắc toàn diện theo các điều kiện và yêu cầu làm việc cụ thể để đảm bảo hiệu suất và tính kinh tế tốt nhất.