Van cầuđã là trụ cột trong việc kiểm soát chất lỏng trong 200 năm và hiện nay 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 kiểm soát việc đóng hoàn toàn chất lỏng. Van cầu thường được sử dụng để kiểm soát dòng chảy chất lỏng. Việc đóng/mở van cầu và điều chỉnh mức sử dụng có thể được nhìn thấy ở bên ngoài nhà ở và các công trình kinh doanh, nơi thường xuyên lắp đặt van.

Hơi nước và nước rất cần thiết cho cuộc Cách mạng Công nghiệp, nhưng những chất có khả năng gây nguy hiểm này cần phải được hạn chế.van cầulà van đầu tiên cần thiết để hoàn thành nhiệm vụ này một cách hiệu quả. Thiết kế van cầu đã thành công và được ưa chuộng đến mức phần lớn các nhà sản xuất van truyền thống lớn (Crane, Powell, Lunkenheimer, Chapman và Jenkins) đều nhận được bằng sáng chế đầu tiên.

Van cửađược thiết kế để sử dụng ở cả vị trí mở hoàn toàn hoặc đóng hoàn toàn, trong khi van cầu có thể được sử dụng làm van chặn hoặc van cô lập nhưng được thiết kế để mở một phần nhằm kiểm soát lưu lượng khi điều tiết. Cần thận trọng khi thiết kế van cầu cho van cô lập và van đóng/mở, vì việc duy trì độ kín khít khi có lực đẩy đáng kể lên đĩa van là rất khó khăn. Lực của chất lỏng sẽ giúp đạt được độ kín khít và giúp việc bịt kín dễ dàng hơn khi chất lỏng chảy từ trên xuống dưới.

Van cầu hoàn hảo cho các ứng dụng van điều khiển nhờ chức năng điều chỉnh, cho phép điều chỉnh cực kỳ chính xác với các bộ định vị và bộ truyền động được kết nối với nắp và trục van cầu. Chúng nổi trội trong một số ứng dụng điều khiển lưu chất và được gọi là "Phần tử Điều khiển Cuối cùng" trong các ứng dụng này.

đường dẫn dòng chảy gián tiếp

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

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

Đĩa hoặc nút, đóng vai trò là cơ cấu đóng van cầu, có thể được chế tạo thành nhiều hình dạng khác nhau. Lưu lượng 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 điển hình hơn hoặc "truyền thống" được sử dụng trong phần lớn các ứng dụng vì nó phù hợp hơn các thiết kế khác với chuyển động cụ thể (xoay) của thân van. Đĩa cổng chữ V phù hợp với mọi kích cỡ van cầu và được thiết kế để hạn chế dòng chảy nhỏ trên các tỷ lệ mở khác nhau. Mục tiêu của các loại kim là điều chỉnh lưu lượng tuyệt đối, tuy nhiên chúng thường chỉ được cung cấp ở đường kính nhỏ hơn. Có thể chèn một miếng chèn mềm, đàn hồi vào đĩa hoặc đế van khi cần tắt hoàn toàn.

Viền van cầu

Sự đóng kín thực sự giữa các thành phần trong van cầu được cung cấp bởi ống chỉ. Đế, đĩa, thân van, đế sau và đôi khi là phần cứng gắn đế vào đĩa tạo nên phần viền của van cầu. Hiệu suất và tuổi thọ tốt của bất kỳ van nào đều phụ thuộc vào thiết kế phần viền và lựa chọn vật liệu, nhưng van cầu dễ bị tổn thương hơn do ma sát chất lỏng cao và đường dẫn dòng chảy phức tạp. Vận tốc và độ nhiễu loạn của chúng tăng lên khi đế và đĩa tiếp cận nhau. Do bản chất ăn mòn của chất lỏng và vận tốc tăng lên, có thể làm hỏng phần viền van, điều này sẽ làm tăng đáng kể rò rỉ của van khi đóng. Chuỗi là thuật ngữ chỉ một lỗi đôi khi xuất hiện dưới dạng các mảnh nhỏ trên đế hoặc đĩa. Những gì bắt đầu như một đường rò rỉ nhỏ có thể phát triển và biến thành rò rỉ đáng kể nếu không được khắc phục kịp thời.

Nút van trên các van cầu bằng đồng nhỏ hơn thường được làm bằng cùng chất liệu với thân van, hoặc đôi khi là hợp kim đồng chắc chắn hơn. Vật liệu ống cuộn phổ biến nhất cho van cầu bằng gang là đồng. IBMM, hay "Thân sắt, Giá đỡ bằng đồng", là tên gọi của loại viền sắt này. Có nhiều loại vật liệu viền khác nhau cho van thép, nhưng thường thì một hoặc nhiều chi tiết viền được làm bằng thép không gỉ martensitic dòng 400. Ngoài ra, các vật liệu cứng như stellite, thép không gỉ dòng 300 và hợp kim đồng-niken như Monel cũng được sử dụng.

Có ba kiểu van cầu cơ bản. Kiểu chữ “T”, với thân van vuông góc với dòng chảy của đường ống, là kiểu phổ biến nhất.
​
Tương tự như van chữ T, van góc xoay dòng chảy bên trong van 90 độ, vừa đóng vai trò là thiết bị kiểm soát dòng chảy vừa là cút nối ống 90 độ. Trên các "cây thông Noel" dầu khí, van cầu góc là loại van điều chỉnh đầu ra cuối cùng vẫn thường được sử dụng trên đỉnh nồi hơi.
​
Thiết kế chữ "Y", là thiết kế thứ ba, nhằm mục đích siết chặt thiết kế cho các ứng dụng đóng/mở, đồng thời giảm dòng chảy nhiễu loạn xảy ra trong thân van cầu. Nắp van, trục van và đĩa van của loại van cầu này được thiết kế nghiêng một góc 30-45 độ để giúp dòng chảy thẳng hơn và giảm ma sát chất lỏng. Nhờ ma sát giảm, van ít có khả năng bị hư hỏng do ăn mòn và cải thiện đặc tính dòng chảy tổng thể của hệ thống đường ống.