Van cổng là gì

Van cổng là gì? Giới thiệu tổng quan về van cổng

Van cổng được sử dụng để ngắt dòng chảy của chất lỏng bằng cách chèn một cổng hình chữ nhật hoặc nêm vào đường dẫn của chất lỏng đang chảy. Van cổng yêu cầu rất ít không gian dọc theo trục ống và hầu như không hạn chế dòng chảy của chất lỏng khi cổng được mở hoàn toàn, cho phép van cổng cung cấp dòng chảy thẳng với rất ít áp suất giảm. Van cổng chủ yếu được sử dụng với đường kính ống lớn hơn (từ 2″ đến đường ống lớn nhất) vì chúng ít phức tạp hơn để xây dựng so với các loại van khác có kích thước lớn. Tuy nhiên, gần đây hơn, các kích thước lớn hơn đã được bổ sung bằng van bướm do hạn chế về không gian mà chúng được lắp đặt.

Lưu ý : Bài viết chia sẻ thông tin, bên mình không kinh doanh mặt hàng này, vui lòng không gọi điện, zalo hỏi hàng ! Xin cảm ơn

Van cổng, như được minh họa ở bên phải, thường bao gồm một đĩa giống như cổng, được kích hoạt bằng một thân bắt vít và bánh xe tay di chuyển lên xuống theo góc vuông với dòng chảy. Ở vị trí đóng, đĩa tựa vào hai mặt để ngắt dòng chảy. Để giữ lại chất lỏng trong đường ống, một vòng đệm được cung cấp cùng với một số loại bao bì để chống rò rỉ.

Nguyên lý làm việc của van cổng

Van cổng bao gồm ba thành phần chính: thân, nắp ca-pô và trang trí. Thân thường được kết nối với đường ống bằng các kết nối mặt bích, bắt vít hoặc hàn. Nắp ca-pô, chứa các bộ phận chuyển động, được nối với thân xe, thường bằng bu lông, để cho phép vệ sinh và bảo dưỡng. Phần trang trí của van bao gồm thân, cổng, nêm hoặc đĩa và các vòng đệm.

Cơ chế hoạt động chính rất đơn giản. Khi quay tay quay, nó sẽ quay thân, được chuyển thành chuyển động thẳng đứng của cổng thông qua các sợi chỉ. Chúng được coi là van nhiều vòng vì phải mất nhiều hơn một vòng 360° để mở/đóng hoàn toàn van. Khi cổng được nâng lên khỏi đường đi của dòng chảy, van sẽ mở ra và khi trở về vị trí đóng, nó sẽ bịt kín lỗ khoan dẫn đến việc đóng hoàn toàn van.

Thiết kế bộ phận đóng van cổng

Bộ phận đóng, đôi khi còn được gọi là cổng, có nhiều kiểu dáng và công nghệ khác nhau để tạo ra khả năng bịt kín hiệu quả cho các ứng dụng khác nhau. Thường có hai loại bộ phận đóng van cổng đang có nhiều loại khác nhau.

• Van cổng song song – Sử dụng một cổng phẳng giữa hai ghế song song.
  • Cổng song song thông thường
  • Cổng xuyên ống dẫn
  • Cổng dao
• Van cổng nêm – Sử dụng cổng nghiêng hơi không khớp giữa các ghế nghiêng.
  • Nêm côn rắn
  • chia nêm
  • nêm linh hoạt

Van cổng song song

Van cổng song song có một cổng đối diện song song giống như bộ phận đóng. Bộ phận đóng này có thể bao gồm một đĩa đơn hoặc hai đĩa đôi với cơ cấu mở rộng ở giữa. Lực ép đĩa vào ghế được kiểm soát bởi áp suất chất lỏng tác động lên đĩa nổi hoặc ghế nổi. Bởi vì đĩa trượt trên mặt ghế, van cổng song song cũng có khả năng xử lý chất lỏng mang chất rắn lơ lửng.

Van cổng song song thông thường

Trong van cổng trượt song song thông thường, bộ phận đóng bao gồm hai đĩa có lò xo ở giữa. Nhiệm vụ của những lò xo này là giữ cho các bệ ngồi phía trên và phía dưới tiếp xúc trượt và cải thiện tải trọng của bệ ngồi ở áp suất chất lỏng thấp. Các đĩa được mang trong một mắt đai theo cách ngăn chặn sự lan rộng không giới hạn của chúng khi chúng di chuyển vào vị trí van mở hoàn toàn.

Những lợi thế được cung cấp bởi xây dựng này bao gồm không chỉ kinh tế xây dựng mà còn giảm nỗ lực vận hành và chi phí bảo trì thấp hơn. Nhược điểm duy nhất là tăng nhẹ tổn thất áp suất qua van.

Van cổng xuyên ống dẫn

Van cổng xuyên ống dẫn là các cổng một đơn vị bao gồm một lỗ có kích thước lỗ khoan như trong hình bên phải. Ở trạng thái mở, kích thước lỗ khoan được căn chỉnh với hai vòng đệm để tạo ra dòng chảy thông suốt với sự nhiễu loạn tối thiểu. Thiết kế đặc biệt này cho phép giảm thiểu tổn thất áp suất trên hệ thống và hoàn hảo cho việc vận chuyển dầu thô và chất lỏng khí tự nhiên (NGL). Ghế van vẫn sạch sẽ, tuy nhiên, khoang đĩa có thể bắt giữ vật lạ. Do đó, khoang thường có một nút tích hợp cho mục đích bảo trì để thoát vật lạ tích tụ.

Các van này được sử dụng trong các đường ống nơi heo chạy qua đường ống để thực hiện việc làm sạch các chất cặn hoặc mảnh vụn tích tụ. Các ứng dụng điển hình của van ống dẫn bao gồm nước sông bẩn có chất rắn lơ lửng hoặc nước có bùn hoặc mảnh vụn.

Van của dao

Van cổng dao là một loại van cổng song song cụ thể và được thiết kế để xử lý các hệ thống có hàm lượng chất rắn lơ lửng cao. Các van cổng dao đặc biệt có lợi cho việc xử lý các phương tiện bùn, nhớt, ăn mòn và mài mòn. Van có khả năng xử lý các chất lỏng này nhờ đĩa có lưỡi dao, đĩa này có khả năng cắt xuyên qua vật liệu dạng sợi và hầu như không có khoang thân van. Đĩa di chuyển theo các hướng dẫn bên và được buộc vào mặt ghế bằng các vấu ở phía dưới. Nếu yêu cầu mức độ kín chất lỏng cao, van cũng có thể được cung cấp vòng đệm kín hình chữ O.

Các van tìm thấy ứng dụng trong giấy và bột giấy, khoáng sản và kim loại, nhà máy thép, nhà máy nhiệt điện và các ngành công nghiệp hóa chất/hóa dầu. Van cổng dao có chiều dài mặt tiếp xúc ngắn so với các loại van cổng khác. Kết quả là van cổng dao có trọng lượng nhẹ so với các loại van cổng khác.

Van cổng nêm

Van cổng nêm khác với van cổng song song ở chỗ bộ phận đóng có hình nêm thay vì song song. Mục đích của hình dạng nêm là giới thiệu một tải trọng bổ sung cao cho phép các van cổng nêm có thể bịt kín không chỉ với áp suất chất lỏng cao mà còn thấp. Do đó, mức độ kín của chỗ ngồi có thể đạt được với van cổng nêm có khả năng cao hơn so với van cổng song song thông thường.

Nỗ lực cải thiện hiệu suất của van cổng nêm đã dẫn đến sự phát triển của nhiều thiết kế nêm; những cái phổ biến nhất được mô tả trong phần sau.

Van cổng nêm rắn hoặc trơn

Nêm rắn hoặc trơn là loại đĩa phổ biến và được sử dụng rộng rãi nhất vì tính đơn giản và độ bền của nó. Nó có thể được xây dựng rắn hoặc rỗng. Thiết kế này có ưu điểm là đơn giản và chắc chắn, nhưng sự biến dạng của thân van do ứng suất nhiệt và đường ống dẫn có thể làm bung hoặc kẹt nêm kim loại, khiến nó dễ bị rò rỉ hơn. Một van có nêm rắn có thể được lắp đặt ở bất kỳ vị trí nào và nó phù hợp với hầu hết mọi chất lỏng. Nó cũng có thể được sử dụng trong dòng chảy rối. Nêm rắn phải chịu khóa nhiệt nếu được sử dụng trong dịch vụ nhiệt độ cao.

Khóa nhiệt là hiện tượng chêm bị kẹt giữa các ghế do kim loại giãn nở. Van cổng nêm rắn thường được sử dụng trong các ứng dụng nhiệt độ áp suất vừa phải đến thấp hơn.

Nỗ lực khắc phục vấn đề căn chỉnh của nêm trơn đã dẫn đến sự phát triển của nêm tự sắp xếp hoặc nêm tách. Điều này cho phép cổng có nêm tự thích ứng với một lượng nhỏ biến dạng gây ra bởi sự căng thẳng của đường ống hoặc sự mài mòn của ghế.

Van cổng nêm chia

Đĩa nêm chia bao gồm hai miếng rắn và giữ với nhau nhờ sự trợ giúp của cơ chế đặc biệt như vòng đệm hoặc lò xo. Để giữ các tấm lại với nhau, thân xe có các rãnh để cụm nêm di chuyển. Nêm chia có khả năng tự điều chỉnh và tự căn chỉnh cho cả hai bên ghế. Tính linh hoạt của đĩa vốn có trong thiết kế nêm chia. Tính linh hoạt này cho phép nêm tách làm kín dễ dàng hơn và giảm độ dính giữa các bề mặt làm kín trong trường hợp các mặt van bị lệch góc. Góc không khớp cũng được thiết kế với một số chuyển động tự do để cho phép các bề mặt chỗ ngồi khớp với nhau.

Loại nêm này phù hợp để xử lý khí và chất lỏng không ngưng tụ ở nhiệt độ bình thường, đặc biệt là chất lỏng ăn mòn.

Van cổng nêm linh hoạt

Nêm linh hoạt là một đĩa đặc một mảnh với một vết cắt xung quanh chu vi hoặc có một miếng đệm tích hợp ở giữa. Cái nêm đủ linh hoạt để tìm ra hướng riêng của nó. Bởi vì nêm đơn giản và không chứa các thành phần riêng biệt có thể bị lỏng khi vận hành, cấu trúc này đã trở thành một thiết kế được ưa chuộng. Thiết kế này cải thiện sự liên kết của ghế và mang lại độ kín chống rò rỉ tốt hơn. Nó cũng cải thiện hiệu suất trong các tình huống có thể liên kết nhiệt.

Vết cắt hoặc phần tách rời sẽ khác nhau về kích thước, hình dạng và độ sâu. Đường cắt nông, hẹp mang lại ít tính linh hoạt nhưng vẫn giữ được độ bền. Một vết cắt sâu hơn và rộng hơn, hoặc rãnh lõm, để lại ít vật liệu ở giữa, cho phép linh hoạt hơn, nhưng lại ảnh hưởng đến độ bền.

Nhược điểm của cổng phân chia là chất lỏng xử lý có xu hướng tích tụ ở giữa các đĩa. Những thứ này có thể dẫn đến ăn mòn và cuối cùng làm yếu đĩa.

Thiết kế thân van cổng

Thân, kết nối tay quay và đĩa với nhau, chịu trách nhiệm định vị đúng vị trí của đĩa. Các thân thường được rèn và kết nối với đĩa bằng ren hoặc các kỹ thuật khác. Tùy thuộc vào phần cuối của thân được luồn, các thân có thể nhô lên hoặc không nhô lên.

Van cổng gốc tăng

Các thân tăng được cố định vào cổng và chúng cùng nhau nâng lên và hạ xuống khi van được vận hành, cung cấp dấu hiệu trực quan về vị trí của van và giúp có thể tra dầu cho thân. Đai ốc xoay quanh thân ren và di chuyển nó. Loại van này có thân van được vặn bên trong và vòng đệm có thể bị mài mòn do chuyển động lên xuống và chuyển động quay của thân van. Loại này chỉ thích hợp cho việc lắp đặt trên mặt đất.

Van cổng gốc không tăng

Các thân không tăng được luồn vào cổng và xoay với nêm tăng và giảm bên trong van. Vòng quay của bánh xe vận hành van, nhưng thân van không ra khỏi vỏ. Chúng chiếm ít không gian thẳng đứng hơn vì thân van được giữ bên trong thân van. Các van không tăng hầu như luôn được trang bị một  con trỏ trực quan cục bộ  cho biết vị trí của van. Van cổng có thân không tăng phù hợp cho cả việc lắp đặt trên mặt đất và dưới lòng đất.

Van cổng ngồi bằng kim loại & đàn hồi

Van cổng ngồi bằng kim loại có chỗ lõm ở đáy van. Nêm hình nón vừa với chỗ lõm ở đáy van để đảm bảo đóng chặt. Bằng cách này, cát và sỏi được nhúng vào trong lỗ khoan. Hệ thống đường ống sẽ không bao giờ hoàn toàn không có tạp chất bất kể đường ống được súc rửa kỹ lưỡng như thế nào khi lắp đặt hoặc sửa chữa. Do đó, bất kỳ nêm kim loại nào cuối cùng sẽ mất khả năng thả chặt.

Một van cổng ngồi đàn hồi có đáy van trơn cho phép cát và sỏi đi qua tự do trong van. Nếu tạp chất đi qua khi van đóng, bề mặt cao su sẽ đóng xung quanh tạp chất trong khi van đóng. Một hợp chất cao su chất lượng cao sẽ hấp thụ các tạp chất khi van đóng lại và các tạp chất sẽ bị đẩy ra ngoài khi van được mở lại. Bề mặt cao su sẽ lấy lại hình dạng ban đầu đảm bảo độ kín khít.

Sử dụng van cổng

Van cổng đáp ứng phần lớn các yêu cầu về van trong đường ống xử lý và được coi là một trong những loại van được sử dụng nhiều nhất trong tất cả các loại van được sử dụng trong các nhà máy lọc dầu, hóa dầu và xử lý khí nơi áp suất tương đối thấp nhưng nhiệt độ có thể rất cao. Chúng phù hợp với hầu hết các chất lỏng bao gồm hơi nước, nước, dầu, không khí và khí đốt.

Van cổng được thiết kế cho dịch vụ mở hoàn toàn hoặc đóng hoàn toàn. Chúng được lắp đặt trong đường ống dưới dạng van cách ly và không được sử dụng làm van điều khiển hoặc van điều chỉnh lưu lượng. Khi vận hành thân van, cổng di chuyển lên hoặc xuống trên phần có ren của thân van.

Van cổng thường được sử dụng khi cần giảm áp suất tối thiểu và lỗ khoan tự do. Khi mở hoàn toàn, một van cổng điển hình không có vật cản trong đường dẫn dòng chảy dẫn đến tổn thất áp suất rất thấp và thiết kế này cho phép sử dụng heo làm sạch đường ống. Van cổng là một van nhiều vòng có nghĩa là hoạt động của van được thực hiện bằng một thân ren. Vì van phải quay nhiều lần để chuyển từ vị trí mở sang vị trí đóng, nên việc vận hành chậm cũng ngăn chặn hiệu ứng búa nước.

Không nên sử dụng van cổng để điều chỉnh hoặc tiết lưu dòng chảy vì,

• Tốc độ dòng chảy của chất lỏng không tỷ lệ thuận với lượng van mở, do đó không thể kiểm soát chính xác dòng chất lỏng. t
• Sự cắt của dòng chảy tốc độ cao sẽ khiến van cổng mở một phần do rung động, điều này sẽ làm hỏng bề mặt tựa và ngăn chặn sự đóng kín.
• Cổng và chỗ ngồi có thể bị mài mòn quá mức nếu van mở một phần.

Van cổng với by-pass

Ở áp suất cao, ma sát có thể trở thành một vấn đề. Tải trọng chỗ ngồi của các van cổng lớn hơn (ngoại trừ những van có chỗ ngồi nổi) có thể trở nên quá cao ở áp suất chất lỏng cao đến mức ma sát giữa các chỗ ngồi có thể gây khó khăn cho việc nâng đĩa lên khỏi vị trí đóng. Do đó, các van cổng lớn như vậy thường được cung cấp một đường vòng có van, được sử dụng để giảm tải chỗ ngồi trước khi mở van.

Van by-pass thường được sử dụng vì ba lý do cơ bản:

• Để cho phép cân bằng áp suất chênh lệch đường ống, giảm yêu cầu mô-men xoắn của van và cho phép vận hành một người.
• Khi van chính đóng và van phụ mở, dòng chảy liên tục được phép, tránh tình trạng ứ đọng có thể xảy ra.
• Làm đầy đường ống chậm trễ.

Kết nối cân bằng áp suất

Đôi khi trong quá trình vận hành van cổng, sự giãn nở nhiệt của chất lỏng bị mắc kẹt trong buồng van đóng sẽ buộc các đĩa phía trên và phía dưới tiếp xúc mật thiết hơn với ghế của chúng và khiến áp suất trong buồng van tăng lên. Ứng suất chỗ ngồi cao hơn khiến việc nâng các đĩa trở nên khó khăn hơn và áp suất trong buồng van có thể nhanh chóng trở nên đủ cao để khiến khớp nối mặt bích nắp ca-pô bị rò rỉ hoặc thân van bị biến dạng. Do đó, nếu van cổng được sử dụng để xử lý chất lỏng có độ giãn nở nhiệt cao, chúng phải có kết nối cân bằng áp suất nối khoang van với đường ống ngược dòng. Kết nối cân bằng áp suất có thể được cung cấp bằng một lỗ trên đĩa ngược dòng hoặc bằng các phương tiện bên trong hoặc bên ngoài khác.

Ưu điểm và nhược điểm

Ưu điểm của van cổng

• Van cổng cung cấp các tính năng bật/tắt hoặc ngắt tốt.
• Giảm áp suất trong quá trình hoạt động là rất ít.
• Van cổng là van hai chiều và có thể ngắt theo cả hai hướng dòng chảy.
• Chúng phù hợp với ứng dụng áp suất và nhiệt độ cao và ít cần bảo trì hơn.
• Van cổng có xu hướng rẻ hơn một chút so với van bi có cùng kích thước và chất lượng.

Nhược điểm của van cổng

• Nó không thể được sử dụng để điều chỉnh hoặc điều tiết dòng chảy.
• Van cổng hoạt động chậm và không thể mở hoặc đóng nhanh chóng. Điều này cũng tốt vì nó làm giảm khả năng va đập.
• Nó dễ bị rung và ồn ở trạng thái mở một phần.
• Nó có thể bị mòn chỗ ngồi và đĩa nhiều hơn.
• Van cổng yêu cầu không gian rộng rãi để lắp đặt, vận hành và bảo trì.
• Việc sửa chữa, chẳng hạn như mài và mài, thường khó thực hiện hơn.
• Một số thiết kế của van cổng dễ bị khóa nhiệt hoặc áp suất, tùy thuộc vào ứng dụng.

Bài viết liên quan :  Van bướm là gì