Cấu tạo van bi
Van bi được biết là một trong những loại van công nghiệp, được sử dụng phổ biến nhất. Trong bài viết ngày hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của van bi.
Giới thiệu về van bi
Van bi (tên tiếng anh là ball valve) một trong những loại van được sử dụng phổ biến, van bi có chức năng đóng, mở và điều chỉnh dòng chảy của chất lỏng hoặc khí, bằng cách điều chỉnh góc xoay của một viên bi rỗng bên trong thân van.
Van bi có ưu điểm độ kín cao, chịu áp suất và nhiệt độ tốt, đa dạng chủng loại, phù hợp cho nhiều loại chất lưu ở cả trạng thái lỏng và trạng thái khí. Chúng có thể được sử dụng trong hệ thống cung cấp nước gia đình, hệ thống cung cấp nước cho nông nghiệp, cho đến các ứng dụng kiểm soát dòng chảy trong công nghiệp, với những yêu cầu khắt khe.
Tuy nhiên dòng van này hạn chế về kích thước, đường kính thân van phổ biến chỉ từ DN8 đến DN400, đối với những thiết bị có kích thước lớn hơn, cần đặt hàng và chờ sản xuất.
Cấu tạo van bi
Van bi là loại van có thiết kế đơn giản, với số lượng chi tiết cấu thành của van không nhiều, nhưng chúng yêu cầu mức độ gia công cần đạt được độ chính xác cao.
Mức độ chính xác trong gia công của van bi, quyết định đến khả chịu áp suất từ chất lưu, mức độ vận hành mượt mà của van,…
Cấu tạo van bi bao gồm 5 bộ phận chính sau:
- Thân.
- Trục.
- Bi.
- Gioăng.
- Tay gạt.
Thân của van bi
Thân van bi là bộ phận có chức năng liên kết các chi tiết khác lại với nhau, đồng thời tại các vị trí cổng, còn gia công mối ghép ren hoặc mặt bích, cho phép van được liên kết với đường ống.
Hình dáng thân van
Thân của van bi có hình dạng của một hình trụ tròn, phần không gian bên trong thân van được khoét rỗng để cho phép lưu chất đi qua.
Tùy vào từng loại van, bộ phận này có thể được chế tạo từ một chi tiết đồng nhất, hoặc nó cũng có thể được ghép thành từ nhiều chi tiết khác nhau.
Ví dụ:
- Van bi 1 pc: Loại van bi có bộ phận thân van được thiết kế, với 1 chi tiết duy nhất, vì vậy van còn được gọi với cái tên là van bi 1 mảnh.
- Van bi 2 pc: Thân van bi được lắp ráp từ chi tiết khác nhau, thường là thông qua kiểu lắp ren, để đảm bảo độ kín của mối ghép giữa hai mảnh của thân van thường có một chi tiết hỗ trợ làm kín, gọi là gioăng thân van.
- Van bi 3 pc: Còn được gọi là van bi 3 mảnh, với bộ phận thân van được ghép lại từ 3 chi tiết khác nhau, và thường thì giữa 3 chi tiết này được liên kết với nhau, thông quá các chi tiết bu lông đai ốc, tại những vị trí liên kết giữa 2 chi tiết luôn có gioăng là phần đệm ở giữa.
Vật liệu chế tạo
Vật liệu chế tạo là một trong những yếu tố chính quyết định đến chất lượng của van bi, thân van là bộ phận tiếp xúc trực tiếp với chất lưu, nên nó phải chịu tác động vật lý và tác động vật lý từ chất lưu.
Tùy vào tính chất của chất lưu và điều kiện làm việc cụ thể, thân van bi có thể được chế tạo từ những loại vật liệu khác nhau. Một số loại vật liệu phổ biến thường được sử dụng, để chế tạo thân van bi bao gồm:
- Thép không gỉ: Thép không gỉ là một trong những loại vật liệu, được sử dụng phổ biến nhất hiện nay trong nhiều lĩnh vực, với hàng trăm mác vật liệu khác nhau. Một số mác thép không gỉ thường được sử dụng để chế tạo thân của van bi bao gồm: inox 201, inox 304, inox 316,…
- Đồng thau: Một loại hợp kim của đồng và kẽm, đây là loại vật liệu lý tưởng cho các van bi sử dụng cho hệ thống nước sạch, và trong thực tế có nhiều quốc gia trên thế giới thường sử dụng van bi đồng thau trong các hệ thống đường ống cung cấp nước sinh hoạt.
- Nhựa: Một số loại nhựa như PVC, UPVC, CPVC được sử dụng làm vật liệu thân van bi, đối với những thiết bị ứng dụng trong trong điều kiện ăn mòn cao. Tuy nhiên các thiết bị van bi thân nhựa thường giới hạn về khả năng chịu nhiệt độ và áp suất.
Trục của van bi
Trục của van bi có chức năng tiếp nhận momen lực từ tay gạt, sau đó truyền đến bộ phận bi van. Trục van được liên kết và cố định với bộ phận thân van, chuyển động quay của trục được ổn định nhờ vào các chi tiết, bạc và gioăng.
Vật liệu chế tạo thường là inox 304, đối với những thiết bị được thiết kế để làm việc với lưu chất có tính ăn mòn cao, trục van sẽ được chế tạo từ inox 316.
Bi van
Bi van là một khối hình cầu bị khoan xuyên qua tâm viên bi, để tạo thành đường dẫn của chất lưu. Chi tiết này được thiết kế để chỉ có thể chuyển động xoay bên trong thân van, và được dẫn động bởi bộ phận trục van.
Biên dạng lỗ trên viên bi
Phần lỗ khoan trên thân của bi van là một trong những yếu tố có ảnh hưởng đến chức năng chính của van. Hiện tại có hai kiểu biên dạng lỗ khoan bi van phổ biến, đó là dạng lỗ tròn và dạng lỗ hình chữ V.
Kiểu lỗ tròn sẽ phù hợp cho những thiết bị yêu cầu khả năng cho phép chất lưu chảy quay van với lưu lượng cao, ngoài ra nó còn hạn chế được hiện tượng tổn thất áp suất của chất lưu sau khi đi qua van.
Kiểu lỗ chữ V, phù hợp hơn đối với những ứng dụng yêu cầu khả năng điều tiết lưu lượng của dòng chảy.
Vật liệu chế tạo
Do bộ phận bi và bộ phận thân van, đều được thiết kế để làm việc trực tiếp với chất lỏng vì vậy điều kiện làm việc của chúng gần giống nhau, trong nhiều thường hợp cả thân van và bi van đều được chế tạo từ cùng một loại vật liệu (thép không gỉ, đồng thau, nhựa,…).
Gioăng bi van
Gioăng của bi van là hai vòng đệm ép chặt vào ai bên van bi, nó có tác dụng hỗ trợ làm kín van khi ở trạng thái đóng, đồng thời hai chi tiết này còn có chức năng ổn định chuyển động của bị van.
Xuất phát từ chức năng và những tác động từ lưu chất đến gioăng của bi van, bộ phận này thường được chế tạo từ teflon, gioăng hợp kim.
Tay gạt van bi
Tay gạt của van bi được chế tạo từ thép cacbon, nó đơn giản chỉ thanh thép dài được liên kết với trục van, để điều khiển trạng thái hoạt động của van, người dùng sẽ tác động lực làm tay gạt di chuyển lệch đến những góc độ khác nhau.
Sự di chuyển vị trí của bộ phận tay gạt, tạo ra chuyển động quay và truyền cho trục van.
Ý nghĩa của việc hiểu rõ cấu tạo van bi
Van bi là một trong những loại van được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, thiết bị này có thể được sử dụng đối với cả chất lỏng và chất khí. Để lựa chọn được loại van phù hợp với nhu cầu sử dụng, cũng như khai thác thiết bị một cách tối ưu nhất việc hiểu rõ về cấu tạo của van bi là điều cần thiết, và những ý nghĩa như:
- Lựa chọn được sản phẩm phù hợp: Kết cấu thân van phải phù hợp với vị trí lắp đặt trên hệ thống (đường kính của đường ống bằng đường kính thân van, số cổng van được thiết kế tương ứng với số đoạn đường ống liên kết với van).
- Thực hiện công việc bảo dưỡng sửa chữa dễ dàng hơn: Hiểu rõ cấu tạo van bi, là căn cứ để xác định các hư hỏng và tìm kiếm bộ phận thay thế, nằm được cấu tạo van bi là yêu cầu cơ bản để tiến hành bảo trì bảo dưỡng thiết bị.
- Là căn cứ để so sánh các thiết bị khác nhau: Không chỉ cấu tạo van bi mà đối với nhiều loại van khác, việc hiểu rõ cấu tạo của mỗi loại van, sẽ là nền tảng căn cứ để so sánh giữa các loại van với nhau.
Kết luận
Như bạn đã biết van bị là một trong những loại van công nghiệp quan trọng, chúng được ứng dụng trong nhiều hệ thống khác nhau, từ đơn giản như việc kiểm soát dòng chảy của nước sinh hoạt, đến những ứng dụng phức tạp các yêu cầu đặc biệt về khả năng chống ăn mòn, khả năng chịu áp suất lớn, khả năng chịu nhiệt độ cao trong các ngành công nghiệp.
Bài viết ngày hôm nay tập chung vào tìm hiểu, cấu tạo van bi phần kiến thức này có thể cung cấp những thông tin hữu ích cho việc bảo trì, lựa chọn đánh giá và so sánh giữa các loại van với nhau. Hay đơn giản là bạn nhìn vào van bi được lắp đặt trên đường ống nước nhà mình, và tự hỏi rằng van bi được cấu tạo như thế nào, thì đây là bài viết dành cho bạn.
