Tìm Hiểu Van Bi, Các Loại Van Bi Và Ứng Dụng

Van bi là gì? Ball valve là gì? Các loại valve bi hiện nay, ball valve được ứng dụng cho điều kiện môi trường nào…Nếu bạn đang cần tìm một loại van thỏa được yêu cầu đóng nhanh, mở nhanh ở nhiệt độ cao. Dùng cho các mô trường khí, dầu..Hôm nay, Cao Phong tiếp tục chia sẽ cho các bạn về loại van chuyên dùng cho đóng nhanh/ mở nhanh.

Cùng Cao Phong tìm hiểu qua về cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các loại van (valve) bi – Một trong những loại van công nghiệp được sử dụng phổ biến nhất hiện nay.

Van bi là gì?

Van bi (Ball Valve) là một loại van công nghiệp dùng để đóng hoặc mở dòng chảy nhờ vào một viên bi rỗng có lỗ xuyên tâm bên trong. Khi xoay quả bi một góc 90 độ, dòng chất lỏng hoặc khí có thể được cho phép lưu thông hoặc bị chặn lại hoàn toàn. Hiện tại, Cao Phong đang cung cấp nhiều loại van bi khác nhau với đa dạng về thiết kế, thương hiệu, chất liệu, nguồn gốc và phương thức vận hành như: van bi tay gạt, van bi điều khiển bằng điện, điều khiển bằng khí nén…

Cấu tạo của van bi

Van bi được cấu thành từ nhiều bộ phận chính, cụ thể như sau:

Thân van

Đây là bộ phận chính bao bọc và kết nối các chi tiết khác thành một thể hoàn chỉnh. Thân van thường được sản xuất từ các vật liệu như đồng, gang, thép hoặc inox, tùy vào môi trường và mục đích sử dụng.

Bi van (đĩa van)

Là một quả cầu có lỗ rỗng xuyên tâm, cho phép dòng chảy đi qua khi xoay đúng hướng. Bi thường làm từ thép không gỉ với độ bền cao, chịu mài mòn tốt. Bi van được cố định bằng gioăng làm kín và trục để đảm bảo độ ổn định khi vận hành.

Trục van

Là cầu nối truyền lực từ bộ phận điều khiển như tay gạt, tay quay hay bộ truyền động tới bi van. Trục cũng được chế tạo từ hợp kim chống ăn mòn, đảm bảo tuổi thọ dài trong môi trường khắc nghiệt.

Gioăng làm kín 

Có nhiệm vụ đảm bảo độ kín giữa các bộ phận như trục và bi van. Vật liệu của gioăng thường là PTFE (Teflon), cao su chịu lực hoặc các loại vật liệu đàn hồi khác để đảm bảo hiệu quả làm kín và tuổi thọ cao.

Tay gạt

Là cơ cấu điều khiển thủ công, thường đặt bên ngoài thân van. Tay gạt được làm từ gang hoặc thép, cho phép người vận hành dễ dàng mở hoặc đóng van. Trong các hệ thống đường ống lớn hoặc áp suất cao, tay gạt có thể được thay bằng vô lăng, hộp số hoặc các bộ điều khiển tự động như điều khiển khí nén hoặc điều khiển điện.

Nguyên lý hoạt động của van bi

Van bi hoạt động dựa trên cơ chế tương tự như van bướm – một loại thiết bị đóng ngắt linh hoạt, có thể thay thế cho các dòng van khác tùy theo yêu cầu cụ thể của hệ thống. Với thiết kế đơn giản, van bi có thể vận hành thủ công bằng tay gạt hoặc tự động thông qua bộ truyền động khí nén, điện, tùy thuộc vào môi trường làm việc và nhu cầu sử dụng.

Cấu tạo cơ bản của van gồm thân van và một viên bi rỗng có lỗ xuyên tâm. Khi tay gạt xoay một góc 90 độ, lỗ trên bi sẽ trùng hoặc lệch với hướng dòng chảy, giúp mở hoặc đóng hoàn toàn lưu chất đi qua. Van được lắp trực tiếp vào đường ống, giúp kiểm soát dòng lưu chất một cách linh hoạt, thao tác đóng/mở nhanh chóng và dễ dàng.

Van bi được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Trong hệ thống ống dẫn, van có thể kết hợp với hộp số để điều chỉnh dòng chảy chính xác hơn. Các dòng van bi điều khiển bằng khí nén hoặc điện rất phù hợp cho các hệ thống yêu cầu tự động hóa và điều khiển từ xa.

Tùy theo vật liệu chế tạo, van bi có thể chịu được áp suất lên đến 1000 bar và làm việc ở điều kiện nhiệt độ cao. Tuy nhiên, loại van này cũng tồn tại một số hạn chế như: lực ma sát giữa viên bi và gioăng làm kín có thể gây khó khăn khi thao tác, đồng thời gioăng cũng cần được kiểm tra và bảo trì định kỳ để đảm bảo hiệu suất hoạt động ổn định.

Các dòng van bi phổ biến tại Cao Phong

Van bi điều khiển bằng tay gạt

Van bi tay gạt là thiết bị cho phép đóng/mở dòng chảy nhanh chóng thông qua thao tác thủ công bằng cần gạt, thường được ứng dụng trong các hệ thống cấp nước sạch và hệ thống chứa hóa chất.

Ưu điểm của van là khả năng vận hành đơn giản, thao tác nhanh nhờ cần gạt. Phần tay gạt thường được bọc nhựa nhằm tăng độ bám và tạo sự thuận tiện cho người dùng trong quá trình sử dụng.

Van bi inox

Van bi inox được sản xuất từ vật liệu không gỉ như SUS304 hoặc SUS316, nổi bật với khả năng chống ăn mòn và oxy hóa vượt trội. Loại van này thường được ứng dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm, các hệ thống dẫn chất vi sinh, hóa chất hoặc axit.

Van bi đồng

Van bi đồng sử dụng chất liệu đồng để chế tạo thân van. Tay gạt cũng thường làm từ đồng, với kiểu kết nối chủ yếu là ren do kích thước van thường nhỏ gọn. Van này được dùng phổ biến trong các hệ thống nước, khí nén, dẫn dầu hoặc các chất lỏng thông thường.

Van bi 3 ngã

Van bi ba ngã là dòng van có ba cổng kết nối, cho phép chuyển hướng hoặc phân phối dòng lưu chất theo nhiều hướng khác nhau. Tùy vào thiết kế, van có thể thuộc loại chữ L hoặc chữ T, và thường sử dụng hai kiểu kết nối chính: nối ren hoặc mặt bích.

Van bi mặt bích

Van bi mặt bích là loại van kết nối với hệ thống đường ống thông qua mặt bích. Một số tiêu chuẩn mặt bích phổ biến gồm: JIS 10K, BS PN16, ANSI #150LB và DIN PN16…

Van bi điều khiển khí nén

Van bi điều khiển khí nén là loại van bi (2 ngã hoặc 3 ngã) hoạt động nhờ bộ truyền động khí nén (pneumatic actuator). Van thuộc nhóm van điều khiển, được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống tự động hóa cần đóng/mở nhanh chóng và chính xác.

Van bi điều khiển điện

Van bi điều khiển bằng điện là một dạng van tự động hóa, vận hành bằng nguồn điện áp 24V, 220V hoặc 380V. Van có thể là loại 2 ngã hoặc 3 ngã, thích hợp cho những hệ thống yêu cầu kiểm soát dòng chảy bằng điện năng.

Ưu điểm của van bi

Van bi nổi bật nhờ độ bền cao, khả năng đóng/mở nhanh chóng và đảm bảo độ kín tuyệt đối trong thời gian dài, ngay cả khi không sử dụng thường xuyên. Đây là lý do vì sao van bi được ưa chuộng hơn so với các loại van khác như van cầu hay van cổng trong các ứng dụng cần đóng/mở hoặc điều tiết dòng chảy.

Nhờ thiết kế đơn giản, dễ vận hành, chi phí đầu tư thấp và dễ dàng bảo trì, van bi được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp. Van có khả năng làm việc ổn định trong điều kiện áp suất cao lên tới 1000 bar và nhiệt độ tới 400°C. Dải kích thước phổ biến của van bi trải rộng từ DN8 đến DN200.

Ứng dụng của van bi trong các ngành công nghiệp

Van bi là thiết bị được sử dụng rộng rãi trong nhiều hệ thống và môi trường như: nước, hơi, khí,… với mục đích kiểm soát và dẫn truyền dòng chảy trong công nghiệp cũng như các lĩnh vực khác. Thiết bị này ngày càng trở nên phổ biến trong nhiều ngành như: điện, điện tử, ô tô, in ấn, nhựa, dệt may, y tế, hóa chất và thực phẩm…

Ngành dầu khí

Trong ngành công nghiệp dầu khí, van bi đóng vai trò thiết yếu trong việc điều tiết dòng chảy của dầu thô và khí đốt qua hệ thống đường ống. Nhờ khả năng chịu áp lực cao và môi trường khắc nghiệt, van đảm bảo vận hành an toàn, ổn định và hạn chế tối đa tình trạng rò rỉ. Tùy theo yêu cầu lưu lượng, có thể sử dụng loại van với lỗ khoan đầy đủ hoặc thu nhỏ.

Ngành hóa chất

Tại các nhà máy sản xuất hóa chất, van bi được sử dụng để kiểm soát dòng chất lỏng có tính ăn mòn cao. Chất liệu cấu tạo đặc biệt giúp van chống ăn mòn hiệu quả, kéo dài tuổi thọ và đảm bảo an toàn vận hành. Độ chính xác cao của van giúp duy trì ổn định áp suất và lưu lượng trong quá trình phản ứng hóa học.

Ngành thực phẩm và đồ uống

Trong lĩnh vực chế biến thực phẩm và nước giải khát, van bi vi sinh được ứng dụng để xử lý các chất lỏng như nước, nước trái cây, sữa… Được thiết kế với tiêu chuẩn vệ sinh nghiêm ngặt, van giúp ngăn ngừa nhiễm khuẩn, dễ dàng làm sạch và tạo lớp đệm kín hoàn hảo – rất phù hợp cho các nhà máy sản xuất thực phẩm sạch.

Ngành dược phẩm

Van bi cũng là thành phần quan trọng trong các dây chuyền sản xuất dược phẩm, nơi yêu cầu kiểm soát chất lỏng với độ chính xác và an toàn cao. Thiết kế đạt chuẩn vệ sinh giúp loại bỏ nguy cơ nhiễm bẩn, trong khi tính năng vận hành ổn định và dễ sử dụng hỗ trợ tốt cho quy trình sản xuất thuốc.

Xử lý nước

Trong các hệ thống xử lý nước, van bi đảm nhận nhiệm vụ điều tiết lưu lượng qua từng giai đoạn, từ khâu tiếp nhận nước thô, lọc sạch cho đến phân phối nước sau xử lý. Van cần có khả năng chịu áp suất lớn, đảm bảo độ kín khít cao và chống chảy ngược hiệu quả.

Hệ thống HVAC

Van bi được sử dụng phổ biến trong các hệ thống sưởi, thông gió và điều hòa không khí (HVAC) để kiểm soát lưu lượng chất làm mát và nhiệt. Nhờ độ bền cao và khả năng điều tiết linh hoạt, van giúp duy trì nhiệt độ ổn định, nâng cao hiệu quả tiết kiệm năng lượng và mang lại sự thoải mái cho người dùng trong các công trình dân dụng và công nghiệp.

Vật liệu chế tạo van bi thường dùng

Tùy theo yêu cầu sử dụng, van bi có thể được chế tạo từ nhiều vật liệu khác nhau để phù hợp với từng môi trường làm việc.

Những điều cần lưu ý khi chọn van bi cho nhà máy

Kích thước đường ống và hệ số lưu lượng

Khi lựa chọn van bi, yếu tố đầu tiên cần cân nhắc là kích thước đường ống và lưu lượng dòng chảy mong muốn. Với các hệ thống sử dụng ống có đường kính lớn, cần chọn van có đường kính lỗ lớn để đảm bảo khả năng dẫn lưu tốt. Trong khi đó, với hệ thống có quy mô nhỏ, việc sử dụng các loại van bi tiêu chuẩn hoặc van cổng vẫn có thể kiểm soát lưu lượng hiệu quả.

Lựa chọn loại kết nối phù hợp

Van bi hiện nay được thiết kế với nhiều dạng kết nối khác nhau, tùy thuộc vào đặc điểm và yêu cầu của hệ thống:

• Van bi ren: Là loại kết nối thông dụng, dễ lắp đặt, phù hợp với nhiều điều kiện áp suất và nhiệt độ khác nhau.
• Van bi mặt bích: Thường được dùng cho các hệ thống ống lớn, kết nối bằng mặt bích giúp van vận hành chắc chắn và an toàn. Khi chọn loại này, cần lưu ý đến áp suất danh định và tiêu chuẩn mặt bích đi kèm.
• Van bi hàn: Kết nối hàn mang lại độ kín tối ưu, phù hợp với các ứng dụng yêu cầu không được rò rỉ.
• Van bi nối liên hợp (Union): Có kết cấu tháo rời tiện lợi, giúp quá trình bảo trì hoặc thay thế diễn ra nhanh chóng, thường được ứng dụng trong các hệ thống có yêu cầu bảo dưỡng định kỳ.

Bên cạnh đó, việc lựa chọn vật liệu van như thép không gỉ hoặc đồng thau cũng ảnh hưởng đến kích thước và độ bền tổng thể của thiết bị, do tính chất cơ học khác nhau của từng loại vật liệu.

Áp suất làm việc

Hệ thống vận hành ở áp suất cao sẽ yêu cầu loại van có kết cấu bền chắc, khả năng chịu lực tốt. Các thiết kế như thân van gia cường, mối hàn kín hoàn toàn, không sử dụng bu lông, và khả năng chống ăn mòn trong môi trường nước là điều nên được ưu tiên.

Tuân thủ tiêu chuẩn kỹ thuật

Việc lựa chọn van đạt chuẩn như ASME hoặc API sẽ giúp đảm bảo rằng sản phẩm đáp ứng các yêu cầu khắt khe về chất lượng, hiệu suất và an toàn trong công nghiệp.

Hiểu rõ các tiêu chí kể trên là điều quan trọng trước khi đầu tư vào hệ thống van cho nhà máy. Với hơn 15 năm kinh nghiệm trong ngành, Cao Phong cung cấp đa dạng dòng sản phẩm van công nghiệp đến từ Châu Âu, đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế như DIN và ANSI, giúp khách hàng yên tâm về hiệu suất và độ tin cậy của thiết bị.