Van cầuđã là trụ cột trong việc kiểm soát chất lỏng trong 200 năm và hiện được tìm thấy ở khắp mọi nơi. Tuy nhiên, trong một số ứng dụng, thiết kế van cầu cũng có thể được sử dụng để quản lý việc tắt hoàn toàn chất lỏng. Van cầu thường được sử dụng để kiểm soát dòng chất lỏng. Việc bật/tắt van cầu và điều chỉnh cách sử dụng có thể được nhìn thấy ở bên ngoài các ngôi nhà và công trình kinh doanh, nơi thường xuyên đặt van.

Hơi nước và nước rất cần thiết cho Cách mạng Công nghiệp, nhưng những chất nguy hiểm tiềm tàng này cần phải được hạn chế. cácvan cầulà van đầu tiên cần thiết để hoàn thành nhiệm vụ này một cách hiệu quả. Thiết kế van cầu rất thành công và được ưa chuộng đến nỗi nó đã khiến phần lớn các nhà sản xuất van truyền thống lớn (Crane, Powell, Lunkenheimer, Chapman và Jenkins) nhận được bằng sáng chế ban đầu của họ.

Van cổngđược thiết kế để sử dụng ở vị trí mở hoàn toàn hoặc đóng hoàn toàn, trong khi van cầu có thể được sử dụng làm van chặn hoặc van cách ly nhưng được thiết kế để mở một phần để kiểm soát dòng chảy khi điều tiết. Cần thận trọng trong các quyết định thiết kế khi sử dụng van cầu cho van đóng và vận hành cách ly, vì việc duy trì độ kín chặt với lực đẩy đáng kể lên đĩa là một thách thức. Lực của chất lỏng sẽ giúp đạt được độ kín dương và làm cho việc bịt kín trở nên đơn giản hơn khi chất lỏng chảy từ trên xuống dưới.

Van cầu hoàn hảo cho các ứng dụng van điều khiển vì chức năng điều chỉnh của nó, cho phép điều chỉnh cực kỳ tốt với bộ định vị và bộ truyền động được liên kết với nắp và thân van cầu. Chúng vượt trội trong một số ứng dụng kiểm soát chất lỏng và được gọi trong các ứng dụng này là “Các bộ phận kiểm soát cuối cùng”.

đường dẫn dòng gián tiếp

Globe còn được gọi là van cầu vì hình dạng tròn ban đầu của nó, vẫn che giấu tính chất bất thường và phức tạp của đường dẫn dòng chảy. Với các kênh trên và dưới có răng cưa, van cầu mở hoàn toàn vẫn có ma sát hoặc rào cản đáng kể đối với dòng chất lỏng, trái ngược với van bi hoặc cổng mở hoàn toàn. Ma sát của chất lỏng do dòng chảy nghiêng làm chậm quá trình đi qua van.

Hệ số dòng chảy, hay “Cv,” của van được sử dụng để tính toán lưu lượng qua nó. Van cổng có lực cản dòng chảy cực kỳ nhỏ khi chúng ở vị trí mở, do đó Cv sẽ khác biệt đáng kể đối với van cổng và van cầu có cùng kích thước.

Đĩa hoặc phích cắm, đóng vai trò là cơ cấu đóng van cầu, có thể được sản xuất thành nhiều hình dạng khác nhau. Tốc độ dòng chảy qua van có thể thay đổi đáng kể dựa trên số vòng quay của thân van khi van mở bằng cách thay đổi hình dạng của đĩa. Thiết kế đĩa cong “truyền thống” điển hình hơn được sử dụng trong phần lớn các ứng dụng vì nó phù hợp hơn các thiết kế khác với chuyển động (xoay) cụ thể của thân van. Đĩa cổng chữ V phù hợp với mọi kích cỡ của van cầu và được thiết kế để hạn chế dòng chảy tốt ở các tỷ lệ mở khác nhau. Điều chỉnh dòng chảy tuyệt đối là mục tiêu của các loại kim, tuy nhiên chúng thường chỉ được cung cấp với đường kính nhỏ hơn. Có thể lắp một miếng đệm mềm, đàn hồi vào đĩa hoặc ghế khi cần tắt máy hoàn toàn.

Viền van cầu

Việc đóng từng bộ phận thực sự trong van cầu được cung cấp bởi ống chỉ. Ghế, đĩa, thân, ghế sau và đôi khi phần cứng gắn thân vào đĩa tạo nên phần trang trí của van cầu. Hiệu suất tốt và tuổi thọ của bất kỳ van nào đều phụ thuộc vào thiết kế trang trí và lựa chọn vật liệu, nhưng van cầu dễ bị tổn thương hơn do ma sát chất lỏng cao và đường dòng chảy phức tạp. Vận tốc và chuyển động hỗn loạn của chúng tăng lên khi mặt ngồi và đĩa tiến lại gần nhau. Do tính chất ăn mòn của chất lỏng và tốc độ tăng lên, có thể làm hỏng phần viền van, điều này sẽ làm tăng đáng kể độ rò rỉ của van khi đóng lại. Dây là thuật ngữ chỉ một lỗi đôi khi xuất hiện dưới dạng các mảnh nhỏ trên ghế hoặc đĩa. Những gì bắt đầu như một đường rò rỉ nhỏ có thể phát triển và trở thành một vết rò rỉ đáng kể nếu nó không được khắc phục kịp thời.

Nút van trên các van cầu bằng đồng nhỏ hơn thường được làm bằng chất liệu giống như thân van, hoặc đôi khi là hợp kim giống đồng chắc chắn hơn. Vật liệu ống điển hình nhất cho van cầu gang là đồng. IBBM, hay “Thân sắt, gắn đồng,” là tên của loại trang trí bằng sắt này. Có nhiều vật liệu trang trí khác nhau dành cho van thép, nhưng thường một hoặc nhiều phần trang trí được làm bằng thép không gỉ martensitic dòng 400. Ngoài ra, các vật liệu cứng như vệ tinh, thép không gỉ dòng 300 và hợp kim đồng-niken như Monel cũng được sử dụng.

Có ba chế độ cơ bản cho van cầu. Hình chữ “T”, với thân vuông góc với dòng chảy trong ống, là điển hình nhất.
​
Tương tự như van chữ T, van góc xoay dòng chảy bên trong van một góc 90 độ, đóng vai trò vừa là thiết bị điều khiển dòng chảy vừa là khuỷu ống 90 độ. Trên “cây Giáng sinh” dầu khí, van cầu góc là loại van điều chỉnh đầu ra cuối cùng vẫn thường được sử dụng trên đầu nồi hơi.
​
Thiết kế “Y”, là thiết kế thứ ba, nhằm thắt chặt thiết kế cho các ứng dụng bật/tắt đồng thời giảm dòng chảy rối xảy ra trong thân van cầu. Nắp ca-pô, thân và đĩa của loại van cầu này được thiết kế nghiêng một góc 30-45 độ giúp đường dòng chảy thẳng hơn và giảm ma sát chất lỏng. Do ma sát giảm, van ít có khả năng bị hư hại do ăn mòn và đặc tính dòng chảy tổng thể của hệ thống đường ống được cải thiện.