Van kim – Các loại van kim

Có ba thiết kế van kim chung: thẳng, góc và nhiều cổng. Ngoài ra, van kim có thể hoạt động bằng tay, điện, khí nén hoặc thủy lực. Bài viết này xem xét tất cả các loại van kim này để giúp người dùng hiểu cách chúng hoạt động và cách chọn loại van kim tốt nhất cho phù hợp với ứng dụng.

Đọc bài viết toàn diện về van kim của chúng tôi để có cái nhìn sâu hơn về hoạt động, ứng dụng và quy trình lựa chọn van kim!

Hình 1: Van kim

Van kim thẳng so với van kim góc

Việc đặt tên cho van kim thẳng và góc đề cập đến hướng của các cổng đầu vào và đầu ra liên quan đến nhau. Van kim thẳng có đầu vào và đầu ra thẳng hàng (180° với nhau), cho phép dòng chảy thẳng qua van. Một van kim góc có đầu vào và đầu ra ở góc 90° với nhau.

Do thiết kế bên trong, dòng chảy qua van kim thẳng đi theo đường ngoằn ngoèo, còn được gọi là đường quanh co. Điều này có nghĩa là áp suất giảm qua van cao hơn so với van kim góc, có dòng chảy di chuyển ở góc 90°.

Điểm tương đồng

• Kích thước: Van kim nhỏ. DN25 (33,4 mm) thường lớn nhất có thể cho hầu hết các ứng dụng.
• Thiết kế thân: Thông thường, van kim có đầu thân thuôn nhọn vừa vặn hoàn hảo với đế van. Ngoài ra, nhiều van kim có thân tăng.
• Chặn thân van: Cả hai loại van đều có thể có một nút chặn ngăn không cho thân van hoàn toàn ra khỏi thân van. Van kim không có nút chặn không được sử dụng với môi trường nguy hiểm.
• Hoạt động: Van kim mở càng xa thì áp suất giảm càng ít xảy ra.
• Phương tiện: Phương tiện sạch là cần thiết. Chất rắn và bùn có thể dễ dàng bị kẹt trong van kim.
• Ứng dụng: Cả hai loại van kim đều có thể điều chỉnh lưu lượng liên tục. Các ứng dụng phổ biến là:
  • Kiểm soát tốc độ dòng chảy trong các thiết bị đo.
  • Điều khiển áp lực nước và tốc độ dòng chảy trong hệ thống đập, hồ chứa nước, hệ thống phân phối nước và nhà máy điện.
  • Kiểm soát luồng không khí đến xi lanh khí nén để kiểm soát tốc độ của piston.
  • Điều khiển lưu lượng nhiên liệu trong hệ thống điều khiển quá trình cháy tự động.

sự khác biệt

Đường dẫn dòng chảy

Van kim thẳng có đường dẫn dòng chảy quanh co (Hình 2), nghĩa là dòng chảy quay nhiều lần giữa đầu vào và đầu ra. Đường dẫn dòng chảy của van kim góc không quanh co và quay gần 90° từ đầu vào đến đầu ra (Hình 3).

Giảm áp suất và xâm thực

Van kim thẳng có mức giảm áp suất cao hơn đáng kể so với van kim góc. Do đó, van kim thẳng dễ bị xâm thực và nhấp nháy hơn so với van góc. Hai hiện tượng này xảy ra khi một vùng áp suất hình thành thấp hơn áp suất hơi của chất lỏng và một phần chất lỏng pha thành khí.

Sự khác biệt giữa hai hiện tượng là hiện tượng xâm thực đảo ngược (khí biến trở lại thành chất lỏng khi áp suất tăng) trong khi hiện tượng nhấp nháy thì không (khí vẫn là khí).

Cho dù tạo bọt khí hay nhấp nháy, bong bóng khí có khả năng bị vỡ và gây ra sóng xung kích, nếu ở gần các bộ phận hoặc thành van, có thể gây hư hỏng nghiêm trọng theo thời gian.

Cài đặt

Như đã thảo luận ở trên, van kim nhỏ và không chiếm nhiều không gian lắp đặt. Việc lựa chọn giữa hai tùy thuộc vào hệ thống mà chúng cần thiết. Một van góc có thêm chức năng hoạt động như một khuỷu tay.

Van kim đa năng

Van kim nhiều cổng có cổng đầu vào tiêu chuẩn và nhiều cổng đầu ra, thường là hai cổng đầu ra nhưng đôi khi nhiều hơn tùy thuộc vào ứng dụng. (Các) cổng đầu ra bổ sung cho phép lắp đặt nhiều thiết bị khác nhau, điển hình là thiết bị đọc áp suất.

Ví dụ, đồng hồ đo áp suất có thể lắp trực tiếp vào van kim nhiều cửa. Lợi ích chính của thiết lập này là số lượng điểm lắp đặt trong đường ống ít hơn, giảm khả năng rò rỉ hoặc hỏng hóc tại điểm kết nối.

Van kim tự động

Van kim tự động có thể hoạt động bằng thủy lực, điện hoặc khí nén. Một lợi ích của việc sử dụng van tự động là không cần người vận hành. Tuy nhiên, thiết bị bổ sung sẽ cần thiết cho từng loại van tự động.

Van điều khiển bằng điện yêu cầu điện, van kim khí nén yêu cầu hệ thống khí nén và van thủy lực yêu cầu hệ thống thủy lực và điện. Cảm biến nhiệt độ và lưu lượng thường điều khiển bộ truyền động của van kim tự động. Vì van kim là van nhiều vòng quay, nghĩa là cần van phải xoay hơn 360° để mở hoặc đóng hoàn toàn van, điều này cần được xem xét đối với loại bộ truyền động. Một số bộ truyền động chỉ phù hợp với van một phần tư (van mở hoặc đóng bằng cách xoay thân van chỉ 90°).

van kim điện tử

Một động cơ điện hoặc solenoid có thể kích hoạt van kim bằng điện tử. Thiết lập điện từ yêu cầu nguồn điện DC và bộ điều khiển điều chế độ rộng xung (PWM). Bộ điều khiển PWM nhận một điện áp DC cụ thể và nhanh chóng bật và tắt nó, điều này sẽ đưa điện áp vào điện từ theo tỷ lệ.

Vì vậy, cuộn điện từ có thể di chuyển thân van kim một cách tương ứng giữa bật/tắt thay vì chỉ bật hoặc chỉ tắt. Tùy thuộc vào động cơ, động cơ điện yêu cầu điện áp DC hoặc AC để hoạt động. Nó điều khiển một hộp số di chuyển thân van kim giữa mở hoàn toàn và đóng hoàn toàn, cho phép thân van dừng lại tại bất kỳ điểm nào.

van kim khí nén

Một van kim được kích hoạt bằng khí nén thường sử dụng bộ truyền động quay khí nén để vận hành. Bộ truyền động khí nén có thể là một phần tư vòng quay hoặc nhiều vòng quay; một van kim yêu cầu một bộ truyền động nhiều vòng.

Thiết bị truyền động quay khí nén có thể là pít-tông hoặc màng ngăn được gắn trực tiếp vào van kim thủ công. Các bộ truyền động này có sẵn ở cấu hình không khí để mở (thường đóng) và không khí để đóng (thường mở). Cần có không khí sạch từ hệ thống khí nén trung tâm để vận hành các van này.

Việc chọn bộ truyền động khí nén thích hợp cho van kim thủ công phụ thuộc vào kích thước của van, áp suất hệ thống và áp suất không khí có sẵn. Các nhà sản xuất van khác nhau có thông số kỹ thuật khác nhau cho ba tiêu chí này. Điều quan trọng là phải tham khảo bảng dữ liệu của van trước khi mua để xác định xem nó có phù hợp với ứng dụng hay không.

van kim thủy lực

Van kim được kích hoạt bằng thủy lực hoạt động tương tự như van kim được kích hoạt bằng khí nén. Tuy nhiên, thay vì sử dụng khí nén để di chuyển pít-tông hoặc màng ngăn, hệ thống sử dụng chất lỏng thủy lực (thường là dầu). Bằng cách sử dụng chất lỏng thủy lực, không thể nén được và cho phép nhân lực, bộ truyền động thủy lực cho phép truyền nhiều lực hơn đến van kim.

Bộ truyền động thủy lực cung cấp một lượng lớn lực thông qua phép nhân lực và ổn định do chất lỏng không nén được. Bộ truyền động thủy lực là lý tưởng khi cần một lực lớn để vận hành van, ví dụ, khi được sử dụng trong hệ thống hơi nước chính của nhà máy điện hạt nhân.

Một thiết lập pít-tông thủy lực điển hình bao gồm một xi-lanh chứa lò xo, pít-tông nối với thân van và đường cấp và hồi chất lỏng thủy lực. Pít-tông chia buồng hình trụ thành hai phần, trên và dưới. Lò xo nằm ở phần trên và chất lỏng thủy lực được cung cấp và trả về từ khoang dưới.

Không có chất lỏng thủy lực trong khoang dưới, van kim được đóng hoàn toàn. Chất lỏng thủy lực cung cấp cho buồng sẽ tác dụng chống lại lực lò xo, nâng pít-tông lên và mở van. Kiểm soát lượng chất lỏng được thêm vào khoang dưới cho phép kiểm soát chính xác độ mở của van kim giữa đóng hoàn toàn và mở hoàn toàn.

Đầu van kim

Đầu của van kim phụ thuộc vào việc van là dịch vụ thông thường hay dịch vụ nghiêm trọng.

Van kim dịch vụ chung

Một van kim dịch vụ chung có lớp đệm cao trên thân, vì vậy thân tương tác với môi trường. Ba mẹo gốc có sẵn là điều chỉnh, vee và ghế mềm.

• Điều tiết: Mẹo thân cây điều hòa có đặc tính điều tiết tốt nhất. Do có ren mịn hơn nên thân van cần quay nhiều hơn để mở hoặc đóng van.
• Ghế mềm: Thân ghế mềm chống lại phương tiện bẩn có thể làm hỏng các loại thân khác.
• Vee: Thân vee là loại thân phổ biến nhất của van kim. Chúng có đặc tính điều chỉnh tốt hơn so với ghế mềm, nhưng kém hơn so với các loại thân điều hòa.

Xem thêm bài chia sẻ tương tự về van bi: Van bi 1 mảnh, 2 mảnh và 3 mảnh