Van Bướm Van bướm (Butterfly Valve) được dùng phổ biến trong hệ thống đường ống công nghiệp nhằm điều tiết lưu lượng dòng chảy của môi chất. Thiết bị này có rất nhiều ưu điểm, đặc biệt là giá thành rẻ nhưng vẫn mang đến nhiều tác dụng ổn định so với các loại van có cùng chức năng nên được dùng trong rất nhiều hệ thống để tối ưu hóa việc vận hành, đem lại nhiều tiện ích cho con người.
Van bướm (Butterfly Valve) là gì? Van bướm là một loại van công nghiệp phổ biến có tên quốc tế là Butterfly Valve. Do nhìn tổng thể van khá giống hình con bướm, trong đó phần thân và đĩa van chính là cánh bướm, cổ van giống như phần thân bướm, và bộ phận truyền động tạo thành phần đầu và râu bướm nên được gọi là van bướm. Thiết bị thủy lực này có khả năng đóng/ mở cửa van để điều tiết lưu lượng của dung môi chảy qua hệ thống đường ống thông qua việc điều khiển đĩa van xoay quanh trục với nhiều góc khác. Van bướm được sử dụng trên rất nhiều hệ thống đường ống với kích thước lớn nhỏ khác nhau, có thể điều chỉnh thủ công bằng tay, bằng điện hoặc hệ thống điều khiển gián tiếp bằng khí nén hoặc điện. Do có thể mang đến nhiều tác dụng ổn định trong việc kiểm soát lưu lượng dòng chảy trong đường ống nhưng cấu tạo không quá phức tạp, đồng thời giá thành lại khá rẻ nên van bướm được sử dụng rất phổ biến.
Tìm hiểu chi tiết về van bướm Van bướm là thiết bị đang được ứng dụng nhiều trong hệ thống đường ống công nghiệp hiện nay, cùng tìm hiểu các thông tin chi tiết dưới đây để hiểu rõ hơn về thiết bị này. Phân loại van bướm Tương tự như các loại van công nghiệp khác, Butterfly Valve cũng có rất nhiều loại với các thiết kế, chất liệu, xuất xứ khác nhau. Việc sử dụng loại van nào phù hợp cần phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó cần có sự hướng dẫn và chỉ định của các kỹ sư có chuyên môn về cơ khí hay thiết bị thủy lực để đảm bảo an toàn và phù hợp nhất.
Một số thông số cần biết Để hiểu rõ hơn về van bướm bạn cũng cần nắm rõ một số thông số thường được in trên bao bì hay thân của van gồm: Kích cỡ: DN50 – DN1000 (kích cỡ van cho phép phù hợp với bán kính đường ống, trong đó DN50 tương đương với ≈∅ 60.33mm. Cần xem xét thông số này để đảm bảo van vừa vặn với kích thước đường ống. Vật liệu: Thân gang cánh inox, toàn thân inox, nhựa… (Vật liệu cấu tạo nên các bộ phận van) Áp lực: PN10, PN16, PN25 hoặc 10 bar, 16 bar, 25 bar… ( thông số áp lực làm việc của thiết bị hay chính khả khả năng chịu đựng tối đa khi hoạt động liên tục trong các hệ thống có áp suất. PN16 tương đương với áp suất tối đa 16 bar, trong đó 1 bar = 10 5 Pa (N/m² ) = 0,1 N/mm² = 10,197 kp/m² = 10,20m H2O = 0,9869 atm = 14,50 psi (lbf/in2 ) = 10 6 dyn/cm²= 750 NhiệtmmHg)độ: -20 – 180oC (Nhiệt độ trong ngưỡng chịu đựng của van trong hệ thống đường ống) Tiêu chuẩn: BS, JIS, ANSI, DIN (tiêu chuẩn mặt bích quốc tế để giúp lựa chọn chính xác kích thước, độ dày, số lỗ bu lông, kích thước tâm lỗ bu lông của van sao cho phù hợp với hệ thống đường ống.
Photo by Kevin Zaouali
Cấu tạo và chất liệu của van bướm Cấu tạo của van bướm cũng được đánh giá là khá đơn giản, không quá phức tạo. Dù có nhiều loại van bướm khác nhau, làm từ các chất liệu khác nhau, xuất xứ khác nhau, kết nối khác nhau nhưng nhìn chung cấu tạo và các bộ phận cơ bản của van đều tương đồng Cụnhau.thể, cấu tạo cơ bản của một van bướm như sau: Thân van: có hình dáng giống như một vòng kim loại bao quanh đĩa van, thường được làm từ các vật liệu kim loại hoặc nhựa có khả năng chịu lực tốt bởi đây chính là bộ phận chịu tác động trực tiếp từ đường ống. Xung quanh thân van sẽ thiết kế thêm các lỗ nhằm cố định chắc chắn vào đường ống thông qua các lỗ xung quanh là dùng để định vị van vào đường ống bằng các phụ kiện như bulong và đai ốc Đĩa van (Disc): chính là bộ phận có hình giống cánh bướm,hai cánh tạo thành hình tròn,thường được làm từ các vật liệu như thép, gang, inox, nhựa, có kích thước nhỏ hơn thân van và nằm trọng bên trong vòng kim loại này. Thân van được thiết kế để mở được các góc khác nhau, thông qua đó để điều tiết được lượng nước qua hệ thống đường ống nhiều hay ít.
Trục van: chính là bộ phận đảm nhiệm việc truyền lực đến đến cánh van để thực hiện việc đóng/ mở. thường được làm từ các vật liệu kim loại có khả năng chống hao mòn, chịu được áp lực tốt. Trục sẽ được đặt ở giữa, một phần được nối với thiết bị truyền động, và phần còn lại nằm trong trục đĩa van. Gioăng làm kín: được làm từ các chất liệu như cao su EPDM, PTFE, Hi EPDM để bịt kín khoảng cách giữa đĩa van và thân van, tránh tình trạng bị rò rỉ. Thiết kế của gioăng sẽ là hình tròn và bao quanh được kết cả đĩa van, có độ đàn hồi tốt, không được quá rộng hay quá chật. Các thiết bị truyền động: với các loại van bướm dùng lực tay sẽ có phần gay tay gạt hoặc tay quay (sẽ cần thêm bánh răng chuyển hướng); nếu điều khiển bằng điện sẽ có điều khiển riêng bằng điện ( với nguồn điện áp 220v, 110v, 24v AC, DC, 1 pha hoặc 3 pha) và điều khiển khí nếu là loại van bướm điều khiển khí nén. Một số bộ phận khác: để hoàn chỉnh một thiết bị Butterfly Valve cũng cần có một số bộ phận khác như khớp nối trục với đĩa van, khớp gioăng làm kín, bánh răng định hướng, bulong, chốt hãm, vòng gồm, vòng đệm…
Photo by Lois Lee
Cơ chế hoạt động của van bướm Để biết chính xác vì sao van bướm có thể đem đến hiệu quả cao trong việc điều tiết lưu lượng dòng chảy của lưu chất bạn cần hiểu rõ hơn về cơ chế của thiết bị này. Thực tế cấu tạo và nguyên lý hoạt động của van bướm khá đơn giản, hoạt động trên cơ chế đóng nhanh/ mở nhanh dưới tác động của lực. Ban đầu, Butterfly Valve sẽ nằm ở trạng thái đóng hoàn toàn, đĩa van nằm trọn trong thân van cùng sự hỗ trợ của gioăng làm kín để tạo ra một tấm chắn ngăn chặn dòng chảy của lưu chất đi qua. Khi sử dụng lực tác động vào bộ điều khiển (lực này tùy người điều khiển hoặc thiết bị) sẽ khiến cho đĩa van xoay theo một góc mở ( ≤90º) để dòng chảy đi Tùyqua.góc mở của đĩa van mà bạn có thể điều tiết được lưu lượng dòng chảy nhiều hay ít. Van bướm ở trạng thái mở hoàn toàn là khi đĩa van xoay một góc 90º (tức là ¼ đường tròn), lúc này dòng lưu chất chảy qua với tốc độ mạnh nhất. Tương tự nếu chỉ mở van bướm một phần theo một góc <90º đi qua thì tất nhiên lưu lượng môi chất đi qua trong hệ thống đường ống cũng sẽ nhỏ hơn rất nhiều. Nói chung cơ chế hoạt động chung của van bướm khá đơn, giản, có thể sử dụng trong nhiều hệ thống đường ống lớn nhỏ, dùng trong hệ thống dân dụng hằng ngày hoặc các hệ thống công nghiệp hóa. Tiêu biểu như chính việc đóng/ mở các vòi nước hay bình chữa cháy chính là một ứng dụng tiêu biểu của Butterfly Valve mà bất cứ ai cũng đã từng sử dụng.
Các lỗi thường gặp ở van bướm và cách khắc phục Tất nhiên qua thời gian sử dụng việc van bướm bị hư hỏng hay gặp một số sự cố cũng hoàn toàn là điều không thể tránh khỏi. Tuy nhiên nếu bạn nắm bắt được các trạng thái lỗi của van sẽ giúp việc khắc phục và xử lý sự cố tốt hơn. Dù vậy bạn cũng không nên tự ý sửa lỗi nếu không có chuyên môn để tránh tình trạng hư hỏng nặng hơn, ảnh hưởng đến cả hệ thống hoạt động sau đó. Một số lỗi thường gặp ở van bướm như sau: Van không đóng mở được hoàn toàn: có nhiều yếu tố gây ra tình trạng này như tích tụ các bụi bẩn, rác thải hay tạp chất tại đĩa van, lúc này cách khắc phục đơn giản là làm sạch đĩa van, lấy các dị vật đang mắc lại ra ngoài ; Nếu gioăng cao su sử dụng lâu ngày bị mài mòn, giảm độ đàn hồi thì cần thay gioăng mới; nếu trục van bị hư hỏng, bị nứt, gãy thì cần thay thế hay sửa chữa lại trục. Van làm lưu chất bị rò rỉ: nếu nguyên nhân của tình trạng này là do gioăng làm kín có bị hư hỏng, bị mài mòn, mất đàn hồi thì cần thay gioăng mới; Hoặc lo lắp đặt gioăng sai kích cỡ, sai vị trí thì cần kiểm tra để lắp đặt lại; nếu lưu chất chảy ra ở vị trí nối mặt bích với đường ống thì nguyên nhân có thể do chưa siết chặt bulong, ốc vít nên cần siết lại cho chắc chắn hơn.
Đĩa van phát ra tiếng ồn khi quay: trạng thái này có thể do quá trình siết bu lông hay ốc chưa chặt dẫn đến các bộ phận va đập vào nhau trên đường ống nên cần kiểm tra và siết chặt các bộ phận bị lỏng lẻo; trục van, đĩa van bị mài mòn theo thời gian cũng có thể là nguyên nhân nên cần thay thế các bộ phận đã quá cũ; ngoài ra van bướm kêu to cũng có thể do góc đóng mở bị va chạm với môi chất nên cần xem xét thay đổi môi trường hoạt động của van. Dụng cụ điều khiển vận hành kém: với van bướm tay gạt nếu khó hoạt động có thể do lò xo bị cứng, gỉ sét, hết dầu bôi trơn nên giảm độ đàn hồi hoặc do cần gạt bị khô dầu nhớt cần bảo dưỡng hoặc thay thế nếu cần thiết; với van bướm tay quay khó vận hành cũng có thể do trục quay hết dầu bôi trơn hay cũng có thể là do phần kết nối tay quay với thân
van chưa lắp đặt chính xác nên cần kiểm tra lại; Nguồn điện áp không ổn định hay motor điện bị lỗi không tạo được cơ năng sẽ khiến van bướm điều khiển điện không hoạt động suôn sẻ nên cần cần kiểm tra dây cấp nguồn và mạch điện; ở van bướm điều khiển khí nén có thể liên quan đến các yếu tố như hộp bánh răng bị hết, không đủ nguồn cấp khí nén, thông số mô men không tương thích nên cũng cần kiểm tra lại toàn bộ hệ thống. “ Photo by Dari Extension
Đánh giá ưu/ nhược điểm của van bướm Bất cứ thiết bị nào cũng có các ưu/ nhược điểm riêng và dựa trên các yếu tố này sẽ giúp người dùng lựa chọn những thiết bị phù hợp với nhu cầu. Thế mạnh Có thể nhìn nhận rõ ràng van bướm có rất nhiều thế mạnh nên mới trở thành một trong số những loại van công nghiệp được sử dụng phổ biến nhất hiện nay trong nhà máy, xí nghiệp cũng rất nhiều lĩnh vực khác để phục vụ đời sống con người. Cụ thể Thiết kế nhẹ, nhỏ gọn do thường sử dụng các đĩa kim loại mỏng để điều khiển dòng chảy. Nhờ thân hình nhỏ gọn cùng các thiết kế linh hoạt về kích cỡ cho phép thiết bị có thể đặt vừa trong nhiều hệ thống đường ống, kể cả các vị trí hạn chế. Giá thành đầu tư Butterfly Valve được đánh giá rẻ hơn nhiều so với các loại van công nghiệp khác có cùng chức năng và kích cỡ, chẳng hạn van cầu, van bi. Điều này giúp các doanh nghiệp tiết kiệm được phần lớn chi phí mà vẫn đảm bảo được các yêu cầu cần Khảthiết.năng làm kín nhanh chóng, nhưng vẫn đảm bảo hiệu suất tối ưu, đáp ứng được cả các dòng chảy có độ chính xác cao
Giảm áp suất thấp (giúp kiểm soát nhu cầu bơm hay năng lượng của toàn bộ hệ thống đường sống và phục hồi áp suất cao (chất lỏng có thể phục hồi áp suất ngay sau khi van được Dễmở)dàng vận hành với nhiều cách từ dùng lực tay, điện đến khí Vannén.không đòi hỏi việc phải liên tục bảo trì, bảo dưỡng. Sử dụng được trong nhiều loại môi chất từ nước, hóa chất, thực phẩm, hơi, khí nén, dầu, nhớt thủy lực; có thể đáp ứng được cả các môi trường trong nhà và ngoài trời; chịu được cả các môi trường acid. Có thể thay thế các gioăng hay đệm làm kín trong trường hợp bị mài mòn nên có thể tái sử dụng van.
Nhược điểm Dù có thể mang đến rất nhiều tính năng ưu việt và được ứng dụng rất nhiều tuy nhiên thiết bị thủy lực này vẫn có rất nhiều điểm hạn chế cần lưu ý. Cụ thể Không phù hợp với điều tiết áp suất cao, hầu như chỉ đáp ứng tốt với các môi trường áp suất thấp Khuyến cáo không phù hợp cho các dạng hơi nóng Độ bền không quá cao, đặc biệt nếu thường xuyên mở đĩa van trong góc từ 15º – 75º, sau một thời gian có thể xảy ra hiện tượng rò rỉ lưu chất Khó có thể làm sạch được hệ thống nếu đĩa van ở trạng thái mở hoàn toàn Nếu sử dụng trong các môi trường chất lỏng là nhớt thì có thể dễ bị ăn mòn do nước thải bám vào đĩa của van khiến đĩa đệm mòn đi và không thể làm kín hoàn toàn. Với môi chất này thường được khuyến khích dùng van cổng hoặc van bi để có độ bền cao hơn. Do bị nghẹt vì tích tụ các mảnh vỡ xung quanh van, điều này có thể gián đoạn tốc độ dòng chảy ngay cả khi nó đang mở Phù hợp hơn cho các hệ thống đường ống có kích thước trung bình trở lên
Ứng dụng của van bướm Van bướm được ứng dụng trong rất nhiều hệ thống đường ống lớn nhỏ với nhiều mục đích khác nhau, nhưng đều chung một mục đích lớn nhất vẫn là nâng cao chất lượng đời sống của con người. Hình dung về cơ chế hoạt động của van bướm hoàn toàn giúp bạn định hình được nó có thể được ứng dụng vào những lĩnh vực nào, đem đến nhiều lợi ích tuyệt vời ra sao. Cụ thể, những ứng dụng phổ biến nhất của van bướm bao gồm • Hệ thống đường ống nước: Được sử dụng trong hầu hết các hệ thống dòng chảy của chất lỏng để đóng mở dòng chảy mà không chiếm không gian quá lớn, chi phí phải chăng. Các vòi nước sử dụng ngay trong chính ngôi nhà của chúng ta chính là ứng dụng rõ rệt nhất của van bướm (tất nhiên vẫn cần một số thiết bị hỗ trợ khác để đảm bảo cung cấp nguồn nước sạch). Cả hệ thống cung cấp nước sạch hay thoát nước thải cũng sử dụng van bướm. • Hệ thống chữa cháy: van bướm cũng có thể đáp ứng tốt việc kiểm soát lưu lượng nước hay khí để hỗ trợ quá trình dập tắt các đám cháy nhanh chóng. • Hệ thống sản xuất trong nhà máy: cung cấp nước đóng chai, các loại thực phẩm hay các dây chuyền có liên quan đến quá trình sản xuất hóa chất cũng được ứng dụng công cụ này. • Tàu: van bướm hoạt động với cả các môi chất là nước ngọt, nước mặt, dầu nhớt nên cũng được sử dụng nhiều trên các tàu thuyền.
Nói chung, tính ứng dụng của van bướm cực kỳ cao trong cuộc sống hằng ngày. Tuy nhiên để xác định van bướm có thực sự phù hợp với hệ thống đường ống không, nên chọn loại nào bạn nên tham khảo từ các kỹ sư hay những người có chuyên môn để đảm bảo an toàn và chính xác nhất.
