Vòng đệm van của van bướm là một bộ phận làm kín quan trọng bên trong van bướm. Chức năng chính của nó là tiếp xúc với cánh bướm (đĩa van) và tạo thành bề mặt làm kín khi van đóng để ngăn chặn sự rò rỉ môi chất. Cụ thể,đế van bướmCó thể được lắp đặt trên thành trong của thân van hoặc được thiết kế để tích hợp với tấm bướm, dựa vào vật liệu và cấu trúc của nó để đạt được hiệu quả làm kín tốt.
1. Giới thiệu về phân loại đế van bướm
1.1 Phân loại theo chất liệu
A. Đế van mềm đàn hồi
Thường dùng để chỉ các vật liệu như cao su, silicon, polytetrafluoroethylene (PTFE).
Ưu điểm: khả năng làm kín tốt, phản hồi nhanh, phù hợp với môi trường nhiệt độ thấp, áp suất thấp và ít ăn mòn (trừ PTFE).
Nhược điểm: khả năng chống mài mòn kém, tuổi thọ bị hạn chế do sự lão hóa vật liệu.
B. Đế van bằng kim loại
Được làm từ thép không gỉ, thép cacbon hoặc các vật liệu kim loại khác.
Ưu điểm: Chịu nhiệt độ cao, chịu áp suất cao, khả năng chống mài mòn tốt, phù hợp với điều kiện làm việc khắc nghiệt.
Nhược điểm: yêu cầu cao về độ kín khít giữa các lớp kim loại, độ chính xác gia công và yêu cầu lắp đặt nghiêm ngặt.
C. Đế van composite
Kết hợp những ưu điểm của kim loại và vật liệu mềm, thường bao phủ cấu trúc kim loại bằng các vật liệu đàn hồi như than chì.
Nó không chỉ đảm bảo hiệu suất làm kín tốt mà còn cải thiện khả năng chống mài mòn và tuổi thọ sử dụng.
1.2. Phân loại theo hình thái cấu trúc
A. Ghế tựa lưng cứng
Đế van và phần phía sau được đúc liền khối, có cấu trúc đơn giản, và bề mặt làm kín khớp chặt với thân van.
Nhược điểm của điều này là...ghế van cứngĐiều đó có nghĩa là khi đế van bị mòn hoặc cũ, toàn bộ van bướm cần phải được tháo rời để thay thế.
B. Ghế mềm có thể tháo rời
Cáiđế van mềmSản phẩm sử dụng thiết kế khớp nối mộng và có thể tháo rời, thay thế các bộ phận riêng biệt.
Ưu điểm là nó dễ bảo trì và kéo dài tuổi thọ của van bướm nói chung.
1.3. Theo thiết kế đặc biệt
A. Van bướm lệch tâm kép
Khi đóng, tấm bướm di chuyển dọc theo hai trục lệch tâm để giảm ma sát tiếp xúc với đế van.
Ưu điểm là giảm mài mòn, kéo dài tuổi thọ đế van và cải thiện hiệu suất làm kín.
B. Van bướm lệch tâm ba cấp
Thiết kế dựa trên độ lệch tâm kép giúp cho tấm bướm và đế van kim loại đạt được sự tiếp xúc chính xác giữa kim loại với kim loại.
Sản phẩm này có thể đạt được hiệu quả không rò rỉ tuyệt đối và phù hợp với các điều kiện làm việc đòi hỏi cao (như môi chất nhiệt độ cao và áp suất cao).
Các loại vật liệu làm đế van khác nhau có tính chất vật lý và hóa học khác nhau và phù hợp với các điều kiện làm việc khác nhau. Trong bài viết này, chúng tôi chủ yếu nghiên cứu và so sánh các loại chính, hiệu suất và ứng dụng của đế van đàn hồi.
Các loại gioăng van đàn hồi thường dùng trên thị trường bao gồm NBR, EPDM, VITON (FKM), cao su tự nhiên (NR), silicon (Silicone Rubber), polyurethane (PU), cao su nitrile hydro hóa (HNBR), HYPALON (CSM), PTFE:
2. So sánh các đặc tính vật liệu của đế van
| Vật liệu | Cao su NBR (cao su nitrile) | EPDM (Cao su monome ethylene propylene diene) | VITON (Cao su FKM/Fluorocarbon) | NR (Cao su tự nhiên) | Cao su silicon | PU (Polyurethane) | Cao su nitrile hydro hóa (HNBR) | HYPALON (CSM/Cao su Polyethylene clorosulfonated) | PTFE (Polytetrafluoroethylene, Teflon) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Khả năng chống dầu | Xuất sắc | Nghèo | Xuất sắc (chống chịu được nhiên liệu và hóa chất) | Nghèo | Nghèo | Vừa phải | Tuyệt vời (chống dầu, nhiên liệu và chất bôi trơn) | Vừa phải | Xuất sắc (khả năng kháng hóa chất tốt nhất) |
| Khả năng kháng hóa chất | Độ pH trung bình, kháng được axit và bazơ nhẹ. | Tuyệt vời (chống lại axit, bazơ và chất oxy hóa) | Tuyệt vời (chống lại axit, bazơ, dung môi hữu cơ) | Vừa phải | Tuyệt vời (chống oxy hóa, không độc hại) | Vừa phải | Tốt (chống chịu được axit và bazơ yếu) | Tuyệt vời (chống lại axit, bazơ và chất oxy hóa) | Tuyệt vời (chống chịu được mọi loại hóa chất) |
| Khoảng nhiệt độ (°C) | -30 ~ 100 | -40 ~ 120 (thỉnh thoảng lên đến 150) | -20 ~ 200 | -50 ~ 70 | -60 ~ 230 | -30 ~ 80 | -40 ~ 150 | -40 ~ 130 | -200 ~ 260 |
| Khả năng chống mài mòn | Tốt | Vừa phải | Tốt | Xuất sắc (khả năng chống mài mòn vượt trội) | Vừa phải | Xuất sắc (khả năng chống mài mòn tốt nhất) | Xuất sắc | Tốt | Chất lượng kém (dễ bị hao mòn) |
| Khả năng chống nước | Vừa phải | Tuyệt vời (thích hợp cho nước nóng và hơi nước) | Vừa phải | Tốt | Tuyệt vời (đạt tiêu chuẩn thực phẩm) | Vừa phải | Tốt | Xuất sắc | Tuyệt vời (chống thấm nước) |
| Khả năng chống chịu thời tiết (tia UV/ôzôn) | Nghèo (dễ già) | Tuyệt vời (khả năng chống chịu thời tiết cao) | Tốt | Vừa phải | Xuất sắc (khả năng chống chịu thời tiết khắc nghiệt) | Vừa phải | Tuyệt vời (khả năng chống chịu thời tiết cao) | Xuất sắc (khả năng chống chịu thời tiết vượt trội) | Tuyệt vời (khả năng chống tia cực tím và lão hóa) |
| Tính linh hoạt | Tốt | Xuất sắc | Vừa phải | Xuất sắc | Xuất sắc | Tốt | Xuất sắc | Tốt | Cứng (ma sát thấp) |
| Ứng dụng chính | Nhiên liệu, dầu bôi trơn, hệ thống dầu thủy lực, gioăng công nghiệp | Hệ thống cấp thoát nước, đường ống dẫn hóa chất, hệ thống hơi nước, thiết bị ngoài trời | Các ứng dụng hóa chất ở nhiệt độ cao, hệ thống nhiên liệu, hàng không vũ trụ, hóa dầu. | Khai thác mỏ, thiết bị chống mài mòn, lớp lót cơ khí | Ứng dụng trong thực phẩm, dược phẩm, niêm phong điện tử, nhiệt độ cao và thấp. | Phớt cơ khí, thiết bị chống mài mòn, khai thác mỏ, hệ thống thủy lực | Hóa dầu, công nghiệp ô tô, gioăng phớt dầu chịu nhiệt độ cao | Công nghiệp hóa chất, môi trường ăn mòn, thiết bị ngoài trời, vật liệu cách nhiệt chống ozone. | Hóa chất ăn mòn mạnh, dược phẩm, niêm phong thực phẩm, niêm phong chịu nhiệt độ cao |
3. Điều kiện làm việc phù hợp cho vật liệu đế van
| Vật liệu | Khả năng chống nhiên liệu/dầu | Khả năng chống axit/bazơ | Khả năng chịu nhiệt độ cao | Khả năng chịu nhiệt độ thấp | Khả năng chống nước | Khả năng chống mài mòn | Khả năng chống chịu thời tiết (Ngoài trời, Ozone) | Đạt tiêu chuẩn thực phẩm |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| NBR | ✔ | ❌ | ❌ | ❌ | ❌ | ✔ | ❌ | ❌ |
| EPDM | ❌ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ❌ | ✔ | ✔ |
| VITON | ✔ | ✔ | ✔ | ❌ | ❌ | ✔ | ✔ | ❌ |
| NR | ❌ | ❌ | ❌ | ✔ | ✔ | ✔ | ❌ | ❌ |
| Silicone | ❌ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ❌ | ✔ | ✔ |
| PU | ❌ | ❌ | ❌ | ❌ | ❌ | ✔ | ❌ | ❌ |
| HNBR | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ❌ |
| HYPALON | ❌ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ❌ |
| PTFE | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ❌ | ✔ | ✔ |
4. Các khuyến nghị về lựa chọn vật liệu
• Dùng cho các ứng dụng nhiên liệu, dầu hoặc dầu thủy lực → NBR, HNBR, VITON
• Khả năng chống axit/bazơ và hóa chất → EPDM, HYPALON, VITON, PTFE
• Đối với khả năng chịu nhiệt độ cao (>150°C) → VITON, Silicone, HYPALON, PTFE
• Đối với các ứng dụng ở nhiệt độ thấp (<-40°C) → Cao su tự nhiên (NR), Silicone, PTFE
• Đối với khả năng chống mài mòn và trầy xước cao (khai thác mỏ, máy móc) → NR, PU, HNBR
• Dùng cho nước uống và các ứng dụng trong ngành thực phẩm → EPDM, Silicone, PTFE
• Khả năng chống chịu thời tiết ngoài trời và ozone → EPDM, HYPALON, Silicone, PTFE
5. Kết luận
• Cao su NBR (cao su nitrile): Tốt nhất cho các ứng dụng gốc dầu như nhiên liệu, dầu thủy lực, nhưng không phù hợp với nhiệt độ cao và axit/bazơ.
• EPDM (Cao su Ethylene Propylene): Lý tưởng cho các hệ thống xử lý nước, hóa chất và hơi nước; có khả năng chịu thời tiết cao nhưng không chịu được dầu.
• VITON (Cao su flo-cacbon): Tuyệt vời cho nhiệt độ cao, axit/bazơ mạnh và các ứng dụng nhiên liệu.
• Cao su tự nhiên (NR): Có khả năng chống mài mòn vượt trội, được sử dụng trong khai thác mỏ và máy móc nhưng không kháng hóa chất.
• Cao su silicon: Tuyệt vời cho nhiệt độ cao/thấp, ứng dụng an toàn thực phẩm, nhưng thiếu khả năng chống mài mòn.
• PU (Polyurethane): Tốt nhất cho khả năng chống mài mòn cực cao, được sử dụng trong các gioăng thủy lực và các ứng dụng khai thác mỏ.
• Cao su nitrile hydro hóa (HNBR): Tốt hơn NBR trong các ứng dụng chịu nhiệt độ cao và chống mài mòn, được sử dụng trong ngành công nghiệp hóa dầu.
• HYPALON (CSM/Cao su Polyethylene clorosulfonated): Tốt nhất về khả năng chống axit/bazơ và chịu được thời tiết khắc nghiệt, lý tưởng cho việc làm kín chống hóa chất và ozone.
• PTFE (Polytetrafluoroethylene): Có khả năng kháng hóa chất cao nhất, lý tưởng cho nhiệt độ cao, môi trường ăn mòn và chế biến thực phẩm.