Van bi là một trong những loại van công nghiệp được ứng dụng rộng rãi nhất trong cả lĩnh vực dân dụng lẫn công nghiệp. Chức năng chính của van là đóng/mở hoặc điều tiết dòng chảy của môi chất trong hệ thống. Hiện nay, van bi có nhiều dạng khác nhau như: van bi nối ren, van bi mặt bích, van bi điều khiển điện, van bi điều khiển khí nén,…
Trong bài viết này, Cao Phong xin mời quý bạn đọc cùng khám phá chi tiết về van bi từ khái niệm, cấu tạo, nguyên lý hoạt động cho đến các dòng van phổ biến đang được sử dụng hiện nay.
Van bi là gì?
Van bi, tên tiếng Anh là Ball Valve, là một loại van công nghiệp chuyên dùng để đóng hoặc mở hoàn toàn dòng chảy trong hệ thống đường ống. Van hoạt động bằng cách xoay một viên bi rỗng nằm bên trong thân van, cho phép lưu chất đi qua hoặc bị ngăn lại hoàn toàn. Với nguyên lý “on/off” rõ ràng, van bi đặc biệt phù hợp cho các hệ thống cần thao tác đóng mở nhanh, an toàn và không rò rỉ.
Van bi nổi bật nhờ khả năng vận hành đơn giản, tuổi thọ cao và tính ứng dụng linh hoạt trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ hệ thống nước dân dụng đến các môi trường khắc nghiệt như hóa chất, dầu khí hoặc hơi nóng áp suất cao. Đây cũng là dòng van được sử dụng phổ biến nhất trên thị trường hiện nay.
Van bi với thiết kế đơn giản giúp kiểm soát dòng chảy hiệu quả trong mọi hệ thống đường ống
Chi tiết về cấu tạo của van bi
Cấu tạo của van bi thường gồm các bộ phận chính như:
Thân van: Là phần khung bảo vệ, có thể được làm từ inox, đồng, nhựa, gang…
Bi rỗng (ball): Bộ phận hình cầu với lỗ xuyên tâm, quay để mở hoặc đóng dòng chảy.
Trục điều khiển: Nối với tay gạt hoặc bộ điều khiển điện, khí nén.
Gioăng làm kín: Thường bằng PTFE, EPDM, giúp ngăn rò rỉ.
Tay gạt hoặc bộ truyền động: Dùng để thao tác đóng/mở van.
Nguyên lý hoạt động chuẩn của van bi
Nguyên lý hoạt động của van bi dựa trên chuyển động xoay của viên bi rỗng bên trong thân van nhằm kiểm soát dòng chảy. Khi lỗ khoét trên viên bi nằm thẳng hàng với hướng dòng chảy, van ở trạng thái mở hoàn toàn. Ngược lại, khi viên bi xoay vuông góc với dòng lưu chất, van đóng kín và ngăn dòng chảy hoàn toàn.
Trong một số trường hợp, người dùng có thể xoay viên bi một góc nhỏ hơn 90 độ để điều tiết lượng lưu chất đi qua. Tuy nhiên, van bi thường được khuyến nghị sử dụng cho mục đích đóng/mở thay vì điều tiết, do nguy cơ xói mòn ghế van và hư hỏng gioăng nếu lưu chất chứa tạp chất rắn hoặc được giữ ở trạng thái mở một phần trong thời gian dài.
Phân loại van bi phổ biến và chính hãng tại Cao Phong
Van bi là một trong những dòng van có nhiều biến thể nhất hiện nay. Việc phân loại van bi có thể dựa vào nhiều tiêu chí khác nhau tùy theo mục đích sử dụng và yêu cầu kỹ thuật. Trong khuôn khổ bài viết này, Cao Phong sẽ tổng hợp và phân chia van bi theo những tiêu chí phổ biến nhất nhằm mang đến cho bạn đọc cái nhìn toàn diện về các dòng van bi đang có trên thị trường.
Phân loại theo kiểu kết nối
Van bi nối ren là dòng van bi có thiết kế đầu nối theo dạng ren, thường được gọi trong tiếng Anh là Threaded Ball Valve. Loại van này thường được sử dụng trong các hệ thống đường ống nhỏ, với kích thước phổ biến dưới 2 inch. Van bi ren có nhiều dạng tiêu chuẩn ren khác nhau như ren G, ren NPT, ren BSP,… phù hợp với từng khu vực và tiêu chuẩn kỹ thuật riêng.
Van bi nối ren là giải pháp lý tưởng cho hệ thống đường ống nhỏ dưới 2 inch
Van bi kết nối mặt bích(tên tiếng Anh là Flanged Ball Valve) là loại van có thiết kế kết nối với hệ thống đường ống thông qua mặt bích, sử dụng gioăng làm kín (gasket) để đảm bảo độ kín khít. Phần mặt bích có thể tuân theo nhiều tiêu chuẩn khác nhau như ANSI, JIS, BS, DIN,… Loại van này thường được lựa chọn cho các hệ thống có kích thước đường ống lớn. Dẫu vậy, trong vài tình huống đặc biệt, người sử dụng vẫn có thể đưa ra yêu cầu sử dụng kiểu kết nối bích cho các van có kích thước nhỏ, tùy thuộc vào yêu cầu kỹ thuật hoặc điều kiện lắp đặt cụ thể.
Van bi kết nối mặt bích được sử dụng phổ biến trong các hệ thống đường ống công nghiệp có kích thước lớn
Van bi kết nối hàn là tên gọi chung cho dòng Welded Ball Valve, bao gồm nhiều loại như Socket Weld, Butt Weld, hay PUP Weld,… Tùy theo kiểu kết nối hàn mà mỗi loại sẽ có cấu tạo phù hợp. Điểm chung của các dòng van này là được lắp đặt bằng cách hàn trực tiếp vào đường ống, thích hợp cho những vị trí ít cần tháo rời, đồng thời giúp giảm thiểu tối đa tình trạng rò rỉ trong quá trình vận hành.
Van bi kết nối hàn được lắp đặt trực tiếp giúp tối ưu độ kín và độ bền cho hệ thống
Van bi kết nối nhanh (Quick Connect Ball Valve) là dòng van được thiết kế đặc biệt để sử dụng trong các hệ thống khí nén, ống tubing và thiết bị đo lường (instrument). Loại van này thường xuất hiện trên các đường ống có kích thước nhỏ, đa phần dưới 1 inch. Cơ chế làm kín của van có thể dựa vào gioăng được lắp bên trong kết hợp với đai ốc siết bên ngoài, hoặc tận dụng chính áp lực vận hành để tạo độ kín.
Van bi kết nối nhanh với thiết kế tối ưu cho hệ thống khí nén và ống tubing
Phân loại van dựa trên số mảnh thân cấu thành
Van bi một mảnh (One-Piece Ball Valve) là loại van có cấu tạo liền khối, thiết kế đơn giản và thường có giá thành thấp nhất trong các loại van bi. Do cấu trúc khép kín nên van không thể tháo rời để vệ sinh, bảo trì hay sửa chữa khi gặp sự cố, van thường được thay mới hoàn toàn. Loại van này chủ yếu được sử dụng cho các đường ống có kích thước nhỏ.
Van bi một mảnh với thiết kế liền khối đơn giản phù hợp cho đường ống nhỏ
Van bi hai mảnh còn gọi là Two-Piece Ball Valve trong tiếng Anh, được thiết kế với phần thân van gồm hai mảnh ghép lại với nhau thông qua bu lông hoặc ren. Loại van này có thể dễ dàng tháo rời để kiểm tra, bảo trì hoặc sửa chữa, tuy nhiên, khi thực hiện cần phải tháo hoàn toàn van ra khỏi hệ thống đường ống.
Van bi hai mảnh với thiết kế tiện lợi cho việc tháo lắp và sửa chữa
Van bi ba mảnh (Three-Piece Ball Valve) được cấu tạo từ ba phần thân riêng biệt nối với nhau bằng bu lông. So với hai loại van còn lại, van ba mảnh có mức giá cao hơn. Ưu điểm nổi bật của loại van này là thân van có thể dễ dàng tháo rời để kiểm tra, bảo trì hoặc sửa chữa mà không cần phải tháo toàn bộ van ra khỏi hệ thống ống dẫn.
Phân loại dựa trên cơ chế điều khiển/vận hành
Van bi tay gạt (Lever Operating Ball Valve trong tiếng Anh) thường được áp dụng cho các hệ thống có kích thước nhỏ và áp suất đường ống không quá cao. Van bi tay gạt yêu cầu momen xoắn để vận hành khá thấp. Cơ chế hoạt động của van dựa trên việc trục van được gắn trực tiếp với tay gạt, và người dùng chỉ cần xoay tay gạt một góc 90° để đóng hoặc mở van.
Van bi tay quay (Hanwheel Operating Ball Valve) thường được áp dụng cho các loại van có kích thước và áp suất lớn. Ở những trường hợp này, áp lực tác động lên viên bi bên trong rất mạnh, nên việc sử dụng tay gạt để đóng hoặc mở van sẽ gặp nhiều khó khăn, thậm chí có thể gây hư hỏng van hoặc nguy hiểm cho người vận hành. Đặc điểm của van tay quay là trục van được kết nối với một hộp số có vô lăng. Khi quay vô lăng, hệ thống bánh răng sẽ hoạt động, truyền chuyển động đến trục van, từ đó điều khiển viên bi giúp van thực hiện đóng mở dễ dàng hơn.
Van bi điều khiển điện hay còn gọi là Electric Actuator Ball Valve, được thiết kế nhằm giảm thiểu chi phí nhân công vận hành hoặc phù hợp để lắp đặt tại những vị trí khó thao tác bằng tay hoặc môi trường nguy hiểm. Van bi điều khiển điện được trang bị bộ truyền động điện giúp điều khiển góc quay bên trong thân van, từ đó thực hiện các thao tác đóng, mở hoặc điều chỉnh lưu lượng dòng chảy một cách chính xác.
Van bi điều khiển điện mang lại giải pháp tự động hóa tối ưu cho hệ thống đường ống
Van bi điều khiển khí nén (Pneumatic Actuator Ball Valve) tương tự như van điều khiển điện nhưng khác biệt ở chỗ bộ truyền động (actuator) sử dụng khí nén thay vì điện để vận hành. Van bi điều khiển khí nén thường được dùng nhằm giảm chi phí nhân công vận hành hoặc lắp đặt ở những vị trí khó điều khiển bằng tay, cũng như trong môi trường có tính an toàn cao. Khi được kết hợp với bộ truyền động khí nén, van cho phép điều khiển góc quay bên trong thân van, từ đó thực hiện chức năng đóng mở hoặc điều tiết dòng chảy theo yêu cầu.
Van bi điều khiển bằng khí nén giúp tối ưu hiệu suất vận hành trong hệ thống tự động
Dựa vào thiết kế của cổng van (port)
Van full bore có lỗ bi với đường kính tương đương hoàn toàn với đường kính ống, giúp giảm thiểu lực ma sát giữa dòng chảy và van, nhờ đó tránh gây tụt áp và không làm ảnh hưởng đến lưu lượng trong đường ống. Vì vậy, van full bore thường được ưu tiên dùng cho các đường ống kích thước lớn, nơi yêu cầu lưu lượng dòng chảy tối đa, mặc dù giá thành của loại van này thường cao hơn.
Van reduce bore là loại van có đường kính lỗ nhỏ hơn so với đường kính ống. Khi đó, lưu lượng dòng chảy qua van sẽ giảm đi, trong khi vận tốc dòng chảy lại tăng lên. Do kích thước van giảm đáng kể, nên giá thành của van reduce bore thường thấp hơn van full bore. Loại van này thường được áp dụng trong các hệ thống có hệ số lưu lượng cao.
Van bi V port là loại van ít được sử dụng phổ biến hơn. Điểm đặc biệt của nó là phần viên bi được khoét hình chữ V, giúp kiểm soát quá trình đóng mở van một cách chính xác hơn và phù hợp với các ứng dụng cần dòng chảy tuyến tính. Khi van mở, phần đáy của chữ V sẽ là phần mở đầu tiên. Do chất lỏng đi qua van với tốc độ cao, vật liệu làm viên bi thường được chọn từ các loại chịu ăn mòn tốt nhằm đảm bảo độ bền và hiệu suất vận hành.
Dựa vào thiết kế bóng van
Van bóng dạng Floating là loại van rất phổ biến và được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng thông thường. Loại van này thường áp dụng cho các đường ống có kích thước nhỏ, thường dưới 10 inch, với áp suất trung bình hoặc thấp. Viên bi của van Floating được giữ cân bằng nhờ lực nén từ hai ghế van (seat valve) cùng với trục cố định nằm phía trên viên bi.
Van dạng Trunion thường được sử dụng trong các hệ thống có kích thước ống lớn hoặc áp suất cao. Viên bi của van được cố định chắc chắn bằng trục ở cả phía trên và phía dưới, nhằm tăng độ ổn định cho viên bi. Thiết kế này giúp giảm tình trạng mỏi do kích thước viên bi lớn, đồng thời giảm ma sát và hạn chế mô-men xoắn dư thừa. Nhờ đó, van có khả năng chịu lực tốt hơn và tuổi thọ của viên bi được kéo dài đáng kể.
Liên hệ Cao Phong để mua van bi chính hãng với giá tốt nhất
Van bi chất lượng cao được Cao Phong phân phối với đầy đủ chứng nhận CO và CQ
Cao Phong là đơn vị cung cấp van bi chất lượng cao có đầy đủ chứng nhận CO và CQ đảm bảo phù hợp với nhiều hệ thống công nghiệp khác nhau. Chúng tôi cam kết tư vấn sản phẩm đúng kỹ thuật giao hàng nhanh và hỗ trợ kỹ thuật tận tâm.
028.6270.3525
Liên hệ Zalo