Van kim

Cập nhật lần cuối ngày 12/07/2023 lúc 05:23 chiều

Giới thiệu về van kim

Van kim (needle valve) là một thiết bị hỗ trợ kiểm soát dòng chảy (đóng, mở, điều chỉnh lưu lượng), của một số loại chất lưu liên quan đến nhiều lĩnh vực khác nhau (nước, khí, dầu,…). Nó hoạt động và có cấu tạo cơ bản gần giống với van cầu, tuy nhiên có khác biệt về kích thước và hình dáng.

Các thiết bị van kim thường được thiết kế kích thước nhỏ, bộ trực tiếp đóng, mở và điều tiết dòng chảy là phần kim van (kiểu biến thể của đĩa van so với van cầu), kim được điều chỉnh di chuyển đi lên hoặc hạ xuống, kết hợp với vách ngăn của thân van, để thực hiện chức năng kiểm soát dòng chảy. Phù hợp sử dụng trong hệ thống, có áp suất và nhiệt độ làm việc lớn, yêu cầu khả năng khả năng kiểm soát dòng chảy ổn định, hiệu quả và bền bỉ.

Thiết bị được cung cấp với nhiều biến thể về kích thước, hình dáng và vật liệu chế tạo.

Nhằm mục đích đáp ứng tính năng kỹ thuật, đối với những ứng dụng cụ thể.

Thông số kỹ thuật của van kim

Thông số kỹ thuật của van kim, bao gồm nhiều chỉ số khác nhau, thể hiện những thông tin quan trọng (kích thước, giới hạn áp suất, giới hạn nhiệt độ,…), căn cứ vào đó để có thể xác định được thiết bị, phù hợp với điều kiện làm việc hay không.

• Đường kính thân van: DN8 đến DN40
• Kiểu lắp đặt: Lắp ren, hàn
• Tùy chọn giới hạn áp suất làm việc: 160 psi, 320 psi,…, 6000 psi
• Phạm vi nhiệt độ làm việc: Từ -40℃ đến 450℃
• Tùy chọn vật liệu chế tạo: Đồng thau, thép mạ kẽm, thép không gỉ,…
• Cách thức vận hành: Vân hành thủ công, vận hành thông thông qua bộ truyền động điện hoặc khí nén
• Loại lưu chất ứng dụng: Nước, hóa chất, khí, hơi nóng,…
• Nguồn gốc sản phẩm: Trung Quốc, Đài Loan, Nhật Bản,…
• Chế độ bảo hành: Trong vòng 12 tháng.

Cấu tạo cơ bản của van kim

Vì van kim được cung cấp với nhiều biến thể khác nhau về cấu tạo, nên sẽ có những khác biệt nhất định về cấu tạo cụ thể. Về cơ bản một thiết bị van kim được chế tạo từ các bộ phận bao gồm thân van, trục van, núm vặn, nắp, các chi tiết làm kín và cố định các bộ phận lại với nhau.

Thân

Không giống loại van khác được chế tạo với kích thước lớn, nên có phần thân thường được đúc, trước khi thực hiện gia công cắt gọt. Thân của van kim thường có kích thước nhỏ hơn rất nhiều, nên chúng được gia công cắt gọt, từ một khối vật liệu ban đầu (thép không gỉ, thép cacbon, hợp kim đồng,…). Được chế tạo từ một khối vật liệu ban đầu, cho phép thân van chịu được áp lực lớn trong quá trình làm việc.

Bộ phận thân có chức năng liên kết các chi tiết lại với nhau, đồng thời cũng là bộ phận để lắp đặt van với hệ thống đường ống làm việc, thông qua phương pháp lắp ren hoặc hàn vào đường ống.

Trục (kim van)

Trục của van kim được được thế kế với biên dạng đặc biệt, nó đồng thời đảm nhận vai trò đóng, mở và điều tiết dòng chảy của chất lỏng, 1 đầu được liên kết với bộ phận núm vặn hoặc bộ truyền động, đầu còn lại được chế tạo với biên dạng đặc biệt (dạng cầu hoặc dạng đầu nhọn), nhằm nâng cao hiệu quả kiểm soát dòng chảy. Suất phát từ đặc điểm hình dạng của trục van, nên thiết bị này được gọi là van kim.

Núm vặn (tay vặn)

Bộ phận chịu tác dụng điều khiển từ người dùng, để điều chỉnh trạng thái làm việc của van, ta xoay núm vặn (cùng hoặc ngược chiều kim đồng hồ). Chuyển động được truyền cho trục van, và sau đó chuyển động xoay được biến đổi thành chuyển động tuyến tính, thông qua cơ cấu vít me giữa trục và một phần thân van.

Nắp

Nắp được chế tạo cùng một loại vật liệu với thân van, nó có tác dụng đóng kín tổng thể và liên kết một số chi tiết lại với nhau. Nó được cố định với thân van thông qua kiểu liên kết lắp ren.

Van kim hoạt động như thế nào?

Van kim được sử dụng với chức năng điều tiết lưu lượng, đóng mở dòng chảy của chất lưu. Toàn bộ những chức năng trên được thực hiện, thông qua việc điều khiển hoạt động đi lên hoặc xuống của kim van.

Mở van: Kim van được di chuyển lên để tạo ra một không gian hẹp, giữa kim và lỗ thông qua bên trong thân van. Chất lỏng hoặc khí có thể chảy qua không gian hẹp này, từ đo di chuyển qua thân van, để đến đoạn đường ống tiếp theo đường ống.

Đóng van: Kim van được di chuyển xuống để đặt vào vị trí đóng. Kim chặn hoặc giảm diện tích hở giữa kim và lỗ thông qua, làm giảm dòng chảy của chất lỏng hoặc khí hoặc hoàn toàn ngăn chặn nó.

Việc di chuyển kim van lên và xuống, để điều chỉnh dòng chảy của chất lỏng hoặc khí thông qua van kim, được thực hiện bằng cách xoay tay vặn, hoặc sử dụng các cơ cấu điều khiển khác nhau (bộ truyền động điện, bộ truyền động khí nén), tùy thuộc vào loại van và thiết kế cụ thể.

Những kiểu dáng cơ bản của van kim

Van kim dạng thẳng

Van kim dạng thẳng là loại van được sử dụng phổ biến nhất, bởi tính đa dụng, lắp đặt dễ dàng. Chúng được lắp đặt, giữa hai đoạn đường ống đồng tâm với nhau.

Van kim dạng góc

Van kim dạng góc được thiết kế để lắp đặt cho những vị trí đường ống gấp khúc, cổng vào và cổng ra của van tạo thành một góc vuông 90°. Việc sử dụng van tại những vị trí đường ống gấp khúc, ta có thể tiết kiệm được chi tiết cút nối, từ đó ta có một thiết bị tích hợp 2 trong 1.

Những điểm mạnh và hạn chế của van kim

Đối với những loại van khác nhau, chúng đều có những điểm mạnh và hạn chế riêng, và van kim cũng không phải trường hợp ngoại lệ. Để lựa chọn được thiết bị phù hợp với mục đích sử dụng và hệ thống, việc hiểu được những điểm mạnh và những hạn chế của thiết bị là điều cần thiết.

Điểm mạnh của van kim

• Điều tiết lưu lượng hiệu quả cao: Kết cấu thân van đặc biệt, kết hợp với kim van được thiết kế có độ côn lớn, giúp nâng cao hiệu quả điều tiết lưu lượng của dòng chảy chất lỏng trong hệ thống.
• Khả năng chịu áp lực cao: Thân của van kim thường được chế tạo từ các loại hợp kim, thông qua phương pháp gia công cắt gọt. Việc không sử dụng phương pháp đúc tạo hình, giúp đảm bảo tính đồng nhất và chất lượng thân van, hạn chế những khuyết tật phát sinh bởi phương pháp đúc. Cùng với đó vật liệu phổ biến được sử dụng để chế tạo thân van là inox 304, inox 316. Chúng đều là những loại vật liệu có khả năng chịu lực rất tốt.
• Độ bền và độ ổn định: Cơ cấu đóng mở của van chính là một đầu trục van, được gia công với độ công nhất định. Thay vì sử dụng thiết kế trục và đĩa van riêng biệt, việc thiết kế tích hợp như vậy giúp van có cấu tạo đơn giản, ít chi tiết hơn, qua đó giúp van hoạt động ổn định, bền bỉ hơn.

Hạn chế của van kim

• Hạn chế về lưu lượng: Tiết diện thân van nhỏ sẽ giới hạn lưu lượng dòng chảy của chất lưu có thể đi qua van. Đây là một trong những điều cần lưu ý khi lựa chọn van cho hệ thống của bạn.
• Hạn chế về lưu chất: không giống với van bướm hay van bi, có thể được ứng dụng cho nhiều loại lưu chất có tính chất khác nhau, đặc biệt là những chất lưu chứa nhiều tạp chất (dung dịch bột giấy, nước thải, các loại bột và hạt có kích thước nhỏ,…). Van kim do không gian bên trong của thân van kim được thiết kế khá nhỏ, nên không phù hợp để sử dụng cho chất lưu, có chứa tạp chất.
• Giới hạn về kích thước: Các thiết bị van kim trên thị trường, thường được cung cấp với kích thước từ DN8 đến DN40, chúng được thiết kế hai kiểu lắp đặt là kiểu lắp ren hoặc lắp hàn. Vì vậy với những đường ống ngoài phạm vi kích thước này cần sử dụng, các loại phụ kiện chuyển đổi kích thước, để có thể sử dụng thiết bị.

Ứng dụng của van kim

Van kim được sử dụng trong nhiều hệ thống thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau, có khả năng điều khiển lưu lượng hiệu quả, cùng với đó ở trạng thái đóng, van đạt được trạng thái đóng kín cao. Tuy nhiên chúng được ưu tiên sử dụng, chủ yếu là khả năng điều tiết lưu lượng hiệu quả.

Dưới đây là một số ví dụ về ứng dụng thực tiễn của van kim.

• Ngành điện: Van được sử dụng để kiểm soát lưu lượng của các hệ thống chất lỏng và hơi nóng, những hệ thống này đặc biệt phổ biến trong các nhà máy nhiệt điện và thủy điện.
• Sản xuất công nghiệp: Trong nhiều hệ thống máy móc, sử dụng trong các công việc sản xuất liên quan đến nhiều nhóm ngành khác nhau, chúng sử dụng các loại lưu chất bao gồm dầu thủy lực, khí nén, nước và nhiều loại chất lỏng khác. Tất cả những lưu chất này đều cần được kiểm soát lưu lượng của dòng chảy.
• Dầu khí: Tương tự như ngành điện, van được sử dụng để kiểm soát dòng chảy của các loại lưu chất, được sử dụng hoặc có liên quan đến công việc khai thác và lọc hóa dầu.
• Thiết bị đo lường: Ta thường xuyên bắt gặp van kim, được sử dụng cùng với các loại thiết bị đo lường bao gồm đồng hồ đo áp suất, đồng hồ đo lưu lượng chênh áp. Trước khi lưu chất cần đo, đi vào trong thiết bị đo, sẽ được kiểm soát bởi van kim, trong trường hợp cần thay thế thiết bị ta có thể khóa van, để lưu chất không thoát ra ngoài, đồng thời hệ thống vẫn có thể tiếp tục hoạt động.

Đây chỉ là một số ví dụ về ứng dụng của van kim. Tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể của ngành công nghiệp và quy trình, van kim có thể được tùy chỉnh để phù hợp với các yêu cầu đặc biệt.