Van bi là gì? Cấu tạo, nguyên lý, phân loại Ball Valve

Một số khách hàng lựa chọn sai và sử dụng van bi không hiệu quả mà nguyên nhân chính đó là chưa hiểu rõ về cấu tạo, nguyên lý cũng như cách thức hoạt động. Vậy bài viết hôm nay của Thủy Khí Điện sẽ giải quyết được vấn đề trên và mang đến cái nhìn tổng quan hơn về thiết bị này.

van bi

Van bi là gì?

Van bi trong tiếng Anh chính là Ball Valve, là một loại van công nghiệp được sử dụng rộng rãi không chỉ trong công nghiệp mà còn các đời sống hằng ngày của con người.

Thiết bị này có khả năng điều tiết, kiểm soát dòng chất lỏng thông qua việc xoay mở 1 quả cầu có lỗ xuyên tâm. Khi lỗ của bi cầu thẳng hàng với đường ống thì lúc đó van mở để dòng chất đi qua. Ngược lại, lỗ bi cầu nằm vuông góc với dòng chảy thì van ở trạng thái đóng.

Van có độ kín khít cao, tuổi thọ cũng dài lâu hơn so với các loại khác. Khả năng đóng mở hoàn hảo là một trong những ưu thế nổi bật của loại van này.

van bi là gì

Cấu tạo van bi

Tuy có nhiều loại van bi với kiểu dáng, kích thước khác nhau nhưng nó lại có những điểm chung về cấu tạo. Cụ thể là cấu trúc van bi được chia thành 4 phần:

cấu tạo van bi

Bi van

Bộ phận này có dạng hình cầu với 1 lỗ tròn xuyên tâm. Hầu hết các bi van hiện nay đều được làm từ thép không rỉ, riêng đối với van nhựa thì bi sẽ được làm từ PVC. Các bi van luôn được gia công cẩn thận, không chỉ chính xác về thông số mà còn nhẵn mịn trên bề mặt. Để hình thành 1 cơ cấu đóng mở hoàn chỉnh, người ta sẽ kết nối trực tiếp bi van với tay gạt hoặc tay quay.

bi của van bi

Thân van

Đây là bộ phận chính, chứa đựng các bộ phận như gioăng làm kín, bi van… Chính vì thế mà các chất liệu được chọn như: inox, gang, đồng, nhựa… phải đáp ứng yêu cầu, đặc điểm của hệ thống, lưu chất.

Gioăng làm kín

Các gioăng làm kín được sản xuất từ PTFE hoặc Teflon. Nhiệm vụ của các gioăng đó là tạo độ kín khít cho van, ngăn chặn dòng chảy từ bên này

Trục van

Trục van là bộ phận quan trọng khi nó kết nối bi van với tay điều khiển. Nó sẽ truyền momen xoắn được tạo ra từ bộ điều khiển hay tay quay, tay gạt tới bi để bi xoay đóng mở van. Trục van nếu được làm từ thép không gỉ sẽ có độ cứng cao, rất bền bỉ.

trục van bi

Nguyên lý hoạt động của van bi

Van sử dụng viên bi để kiểm soát để kiểm soát dòng chảy của chất lỏng đi qua trong đường ống. Khi van chuyển từ đóng sang mở thì lỗ của viên bi sẽ trùng với đường ống để dòng lưu chất có thể đi qua. Dòng lưu chất này có thể nước nóng, nước lạnh, hóa chất, dầu… Khi quay tay gạt, vô lăng hay bị tác động của điện, khí nén, từ vị trí mở, lỗ bi sẽ xoay để nằm vuông góc với đường ống và dòng lưu chất lúc này sẽ bị chặn lại.

nguyên lý hoạt động của van bi

Hiện nay, các van bi thường được thiết kế với góc quay 90 độ để việc đóng mở nhanh chóng. Tuy nhiên, trong 1 số trường hợp đặc biệt van sẽ được thiết kế với góc xoay lớn hơn 360 độ.

Phân loại van bi

Việc phân loại van bi chính xác sẽ giúp người dùng có thể lựa chọn được loại van phù hợp với công việc của mình.

Theo cách vận hành

Dựa theo cách vận hành chúng ta có đến 4 loại van thông dụng như:

Van bi điều khiển khí nén

Van bi điều khiển khí nén chính là loại van mà hoạt động đóng mở chịu sự tác động của bộ điều khiển khí nén.

Van này thích hợp cho những hệ thống yêu cầu thời gian đóng mở rất nhanh. Do bộ điều khiển khí nén có thể cung cấp 1 lực momen xoắn lớn nên thời gian để van bi chuyển trạng thái hoạt động khá nhanh, chỉ từ 1-2 giây. Van chỉ có một nhược điểm duy nhất đó là tiếng ồn lớn.

Van bi điều khiển điện

Loại van bi này có thao tác đóng mở được điều khiển bởi đầu điện với điện áp 12v, 24v, 220v hoặc 380v. Lắp đặt van này trong hệ thống tự động hóa thì khi làm việc, van có thể gửi tín hiệu về PLC để điều khiển theo yêu cầu. Van bi điều khiển điện được ứng dụng rộng rãi trong hệ thống cấp thoát nước, hệ thống dẫn khí, hệ thống nước thải.

Van bi tay gạt

Dòng van bi tay gạt có kích thước nhỏ gọn, thích hợp với những công việc có áp suất thấp. Trục của van được nối trực tiếp với tay gạt nên khi người dùng xoay tay gạt 1 góc 90 độ thì van sẽ mở hoặc đóng. Đặc điểm của van này đó là momen xoắn để mở van rất nhỏ.

Van bi tay quay

Đối với những hệ thống mà áp lực của dòng chất tác động lên van rất lớn thì sử dụng van bi tay gạt không hiệu quả, người ta có thể cân nhắc sử dụng van bi tay quay.

Trong cấu tạo của van, trục sẽ được gắn trực tiếp với hộp số vô lăng. Người dùng chỉ cần quay nhẹ vô lăng thì hệ thống bánh răng và truyền lực đến trục khiến bi quay và cuối cùng làm van đóng mở theo yêu cầu.

phân loại theo cách vận hành

Theo cấu tạo bi van

Theo cấu tạo của viên bi trong van thì chúng ta có đến 5 loại van bi.

Full port

Van full port có lỗ của viên bi bằng với đường kính của ống dẫn. Chính vì thế mà lực ma sát của van với dòng lưu chất rất nhỏ nên không tác động ảnh hưởng đến dòng chảy và làm tụt áp suất.

Do thiết kế van lớn hơn nên giá thành cao, van bi full port chỉ dùng trong trường hợp cần lưu lượng dòng chảy lớn nhất. Ví dụ, bạn cần lưu lượng, áp lực lớn để nạo vét lòng ống.

Reduced port

Điểm khá biệt của van Reduced port so với các loại khác đó là lỗ của viên bi nhỏ hơn đường kính của ống dẫn lưu chất. Lúc này, lưu lượng của dòng chất qua van giảm nhưng vận tốc của dòng chảy lại tăng.

V port

Như tên gọi, van V port có lỗ của viên bi dạng chữ V. Với kiểu thiết kế đặc biệt này, van phù hợp cho những dòng chảy tuyến tính, việc đóng mở van được thực hiện có kiểm soát hơn. Trong 1 số trường hợp, người ta dùng van để điều tiết lưu lượng nhưng độ chính xác kém hơn so với dùng van tiết lưu hay van cầu.

Cavity filler

Loại van bi Cavity Filler rất hiếm gặp vì cấu tạo của nó khá đặc biệt. Khi van thực hiện đóng kín hoàn toàn thì sẽ không có 1 lượng lưu chất nào tồn tại trong lỗ của viên bi. Điều này sẽ giúp tăng tuổi thọ của van khi giảm được hỏng hóc do chất lỏng bị đóng băng gặp nhiệt thấp khiến viên bi nứt.

Trunnion

Van bi Trunnion là lựa chọn khi cần van đóng mở trong hệ thống đường ống dẫn có áp và kích thước lớn.

Đặc điểm của loại van này đó là: Không giống với các loại van bi thông thường có 1 chi tiết ở trên vừa làm trục vừa làm chốt, van Trunnion có thể 1 chốt ở dưới để cố định tốt hơn viên bi này.

phân loại theo cấu tạo van bi

Theo số cổng

Nếu phân chia theo số cổng thì ta có các loại: van bi 2 cổng, 3 cổng, 4 cổng. Trong đó, loại 2 cổng là loại được sử dụng nhiều nhất. Riêng với loại 3 cổng thì các lỗ sẽ được đục, bố trí hình chữ L hoặc hình chữ T tùy thuộc vào nhu cầu trộn hay phân phối các luồng lưu chất mà khách hàng có thể lựa chọn.

phân loại theo số cổng

Theo thiết kế phần thân

Theo thiết kế phần thân thì chúng ta có 3 loại van bi như:

Một mảnh

Van bi một mảnh là loại ta có thể thấy nó tại rất nhiều các cửa hàng vật tư vì giá thành rẻ. Hai phần cấu tạo nên van bi này được hàn hoặc ép nên người dùng không thể mở để vệ sinh, bảo dưỡng. Đó cũng là điểm hạn chế.

Hai mảnh

Các mảnh của van được ghép và kết nối với nhau bằng kiểu lắp ren hoặc bu lông. Người dùng có thể tách rời van 1 cách thuận tiện để bảo dưỡng và vệ sinh van. Tuy nhiên cần tháo rời van hoàn toàn ra khỏi đường ống thì mới tách rời 2 phần đó.

Ba mảnh

Van bi ba mảnh là loại van có giá thành cao nhất. Ba mảnh này được kết nối và kẹp với nhau bằng bu lông. Điểm nổi bật nhất của van đó là khi bảo dưỡng, vệ sinh van, người dùng không cần phải tháo rời toàn bộ van ra khỏi hệ thống.

phân loại theo thiết kế phần thân

Theo vật liệu

Inox

Van bi inox là một gợi ý hoàn hảo khi môi trường làm việc của hệ thống có tính ăn mòn cao, nhiệt độ và áp lớn, biến thiên thường xuyên. Chất liệu inox 316 và inox 304 được nhiều hãng chọn lựa nhất khi cần van có kích thước lớn. Van có nhiều mẫu mã và size số, phù hợp với hầu hết các hệ thống. Tuy nhiên, loại van bi inox 304 hay 316 này lại cần lực mở lớn hơn so với các van đồng, van nhựa cùng cỡ.

Đồng

Trên thị trường, van bi bằng đồng chính là loại phổ biến nhất, ta có thể tìm thấy tại các cửa hàng điện nước thông thường. Van có thể dùng cho hệ thống nước sinh hoạt, gas, khí đốt, dầu… Lưu ý, van bi đồng không được khuyến cáo dùng trong môi trường có áp lực và nhiệt cao. Bên cạnh đó, nó cũng không dùng cho lưu chất muối, axit, clorua.

Nhựa

Ưu điểm khi nhắc đến van bi nhựa đó là giá thành cực kỳ rẻ. Vì vậy mà van được ứng dụng nhiều trong hệ thống tưới tiêu, hộ gia đình. Với chất liệu là nhựa PVC, PPH nên chống chịu tốt sự ăn mòn của các dung dịch ba zơ, axit hay một số loại dung môi hữu cơ nên được lắp nhiều trong hệ thống cấp thoát nước và hóa chất.

Đặc điểm của van bi PVC: Không thích hợp dùng cho hệ thống có nhiệt cao hơn 60 độ C. Các van bi UPVC dễ bị ăn mòn bởi lưu chất là hydrocacbon thơm. Khả năng chịu áp suất của van này thấp hơn các van bi làm từ đồng hay inox.

phân loại theo vật liệu

Ưu nhược điểm của van bi

Một số ưu nhược điểm của van bi mà bạn cần quan tâm như sau:

Ưu điểm

+ Do đặc điểm cấu tạo của mình mà van bi có thể cho dòng chất đi qua với lưu lượng cao.

+ Hoạt động ổn định và có tuổi thọ cao.

+ Giá thành của van rẻ, khá phổ biến nên người dùng có thể đặt mua dễ dàng.

+ Một số van làm bằng chất liệu đặc biệt có thể chịu được nhiệt, áp suất cao.

+ Đóng kín tốt, đóng chặt với momen xoắn nhỏ.

+ Sự kết hợp của van bi với bộ điều khiển điện hoặc khí nén giúp nó có thể vận hành tự động hóa.

+ Cấu trúc van đơn giản, trọng lượng nhẹ nên việc lắp đặt, tháo để sửa chữa khá thuận tiện.

+ Khi sử dụng, chỉ cần vặn xoay 90 độ thì trạng thái van sẽ từ mở sang đóng hoặc từ đóng sang mở nhanh chóng, thích hợp cho việc điều khiển đường dài.

+ Do thân van quay nên vòng đệm của van khó bị vỡ. Khả năng bị kín của van tăng nếu áp lực trung bình tăng lên.

ưu nhược điểm của van bi

Nhược điểm

Dù van bi được ứng dụng rộng rãi và đa dạng nhưng nó cũng không thể tránh khỏi những nhược điểm nhất định như:

+ So với các loại van khác thì khi vận hành van bi dễ bị xâm thực hơn.

+ Khả năng rò rỉ cao hơn so với sử dụng van cầu.

+ Do van bi có khả năng điều tiết dòng lưu chất kém nên nó chỉ dùng ở những hệ thống có công suất nhỏ.

+ Van không phải là lựa chọn tối ưu cho những ứng dụng buộc phải điều tiết liên tục.

+ Van bi được khuyến cáo không sử dụng cho các lưu chất có lẫn bùn, cát, bột, xi măng vì có thể gây tắc nghẽn, trầy xước, rách gioăng phớt dẫn đến quá trình đóng mở bị gián đoạn, hỏng van nhanh và rò rỉ.

Tìm hiểu thêm van màng là gì? Cấu tạo và ưu nhược điểm

Ứng dụng của van bi

Với điểm nổi bật là cho dòng chảy đi qua nhưng lại không có tổn thất đáng kể nào thì nó được ứng dụng rất nhiều trong các lĩnh vực khác nhau. Nhiều loại van nên người dùng có thể lựa chọn thông minh sao cho phù hợp với từng đặc tính của hệ thống.

+ Hệ thống khí nén, hệ thống hơi nóng có nhiệt độ và áp lực cao.

+ Hệ thống nước, hệ thống khí gas, hệ thống khí có yêu cầu không tạo bọt khí.

+ Dùng trong các hệ thống hóa chất yêu cầu chống rò rỉ cao.

+ Van bi được lắp trong hệ thống cung cấp nước làm mát, xử lý nước thải của các công ty, xí nghiệp.

+ Ngoài ra, nó còn được dùng để kiểm soát dòng chảy, kiểm soát áp lực của hóa chất, chất lỏng và 1 số loại khí.

Trong thực tế, nếu chúng ta kiểm tra các hệ thống cấp nước cho hộ gia đình, hệ thống tưới tiêu trang tại, hệ thống cấp thoát nước của hồ bơi hay trong các lò nung, lò hơi, hệ thống lọc hóa dầu… dễ dàng phát hiện van bi các loại được bố trí tại nhiều vị trí khác nhau.

ứng dụng của van bi

Hãng sản xuất van bi

Một số loại van bi được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp mà các bạn có thể cân nhắc khi lựa chọn như:

Van bi Kitz

Van bi Kitz được sử dụng khá phổ biến tại nước ta, rất nhiều khách hàng đánh giá cao về khả năng đóng mở nhanh và bền. Hãng có rất nhiều loại van bi như: van bi inox, gang, đồng kiểu lắp bích, lắp ren, van nối ren…

Khách hàng có thể tham khảo một số dòng như: SZA, UTKM, TK, TN, TB, SZC, 10 FCTB, 10UTB, 150UTB, 150SCTB, 10STBF, 10SCTB…

Van bi Bueno

Hãng Bueno được thành lập vào năm 1969, chuyên sản xuất thiết bị công nghiệp. Sản phẩm nổi bật của hãng phải kể đến van bi inox chuyên dùng cho ứng dụng nhiệt độ cao hoặc tính ăn mòn mạnh.

Đặc điểm van bi Bueno inox: Nhiệt độ làm việc max 180 độ C, áp suất PN 16. Van bi inox của hãng có các size: ren ½, ren ¾, ren 1, ren 1 ½ để khách hàng chọn.

Van bi Emico

Emico là thương hiệu đến từ Đài Loan. Với giá thành phải chăng, mẫu mã đa dạng nên dần dần được thị trường lựa chọn.

Sản phẩm nổi tiếng của hãng phải kể đến van bi inox khi khả năng chịu nhiệt lên đến 200 độ C. Van bi Emico được sản xuất theo hệ ren tiêu chuẩn của van theo hệ ren: NPT, BSPT, BSP, DIN 295/29. Áp lực làm việc của van khoảng 1000 PSI.

Xem thêm: Van bướm là gì? Cấu tạo, nguyên lý và phân loại

Hướng dẫn lắp đặt van bi

Do mỗi hệ thống có cấu tạo khác nhau nên các bước lắp đặt cũng sẽ không giống nhau nhưng về mặt cơ bản sẽ bao gồm 5 bước:

+ Làm sạch đầu ống kết nối với van bằng giẻ mềm, nếu có những chất bẩn cứng thì chúng ta có thể sử dụng cồn hoặc nước.

+ Loại bỏ bụi bẩn ra khỏi van thông qua việc thổi bằng máy nén khí riêng đối với các chi tiết làm bằng kim loại hoặc cao su thì sử dụng nước hoặc cồn.

+ Đảm bảo vị trí ống và van song song với nhau. Một số lỗi thường gặp đó là: Mặt bích không tiếp xúc với toàn bộ bề mặt, các ren vặn không ăn khớp với nhau, lệch mối nối.

+ Tùy vào vị trí lắp, độ cao của đường ống, tư thế vận hành mà tay van có thể được lắp vuông góc hoặc song song cho tiện thao tác.

+ Cuối cùng đó là vặn đều ren đối với van bi lắp ren hoặc xiết bu lông đối với loại van bi kết nối mặt bích. Có 1 lưu ý đó là không nên sử dụng lực quá mạnh, tránh siết lệch vì điều này có thể gây rò rỉ lưu chất tại mối nối.

hướng dẫn lắp đặt van bi

Cách bảo quản van bi

Bạn sử dụng van bi lâu ngày sẽ biết, sự cố chủ yếu của nó chính là bị kẹt tại tay vặn hoặc tay quay. Nguyên nhân chủ yếu dẫn đến tình trạng thân và trục van bị bó đó là van không được sử dụng trong 1 thời gian dài nên khi thao tác sẽ rất khó khăn.

Ngoài ra, việc sử dụng van bi liên tục khiến các chi tiết bị ăn mòn, trục van và thân van, viên bi không được đảm bảo độ kín khít nên sẽ gây ra rò rỉ, thất thoát lưu lượng, áp suất.

cách bảo dưỡng van bi

Việc bảo quản và sử dụng van rất quan trọng bởi nó quyết định đến tuổi thọ của sản phẩm. Và chúng tôi luôn luôn khuyên khách hàng là phải sắp xếp thời gian để kiểm tra van định kỳ. Tiếp theo là nên vệ sinh và lau chùi bên ngoài, những phần chi tiết tiếp xúc với không khí để loại bỏ những bụi bẩn, tạp chất bám bên ngoài. Nó có thể ảnh hưởng đến hoạt động của van và ăn mòn. Cuối cùng là nên tra dầu mỡ để van có thể được hoạt động trơn tru, tránh bị gỉ sét. Thời gian tra mỡ nên đều đặn từ 3-6 tháng 1 lần.

Trên đây là những kiến thức cơ bản về van bi, nếu bạn muốn bổ sung thêm thông tin về thiết bị này thì hãy liên lạc với TKĐ nhé.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *