1. Những điểm quan trọng khi lựa chọn van

1.1 Làm rõ mục đích của van trong thiết bị hoặc máy móc.

Xác định các điều kiện làm việc của van: bản chất của môi chất áp dụng, áp suất làm việc, nhiệt độ làm việc và phương pháp điều khiển vận hành, v.v.;

1.2 Chọn đúng loại van

Việc lựa chọn loại van phù hợp dựa trên sự hiểu biết toàn diện của người thiết kế về toàn bộ quy trình sản xuất và điều kiện vận hành. Khi lựa chọn loại van, người thiết kế trước tiên cần nắm vững các đặc tính cấu trúc và hiệu suất của từng loại van;

1.3 Xác định vị trí kết nối đầu cuối của van

Trong số các kiểu kết nối ren, kết nối mặt bích và kết nối hàn, hai kiểu đầu tiên được sử dụng phổ biến nhất. Van ren chủ yếu là van có đường kính danh nghĩa nhỏ hơn 50mm. Nếu đường kính quá lớn, việc lắp đặt và làm kín mối nối sẽ rất khó khăn. Van nối mặt bích thuận tiện hơn khi lắp đặt và tháo dỡ, nhưng chúng nặng hơn và đắt hơn van ren, vì vậy chúng phù hợp với các mối nối đường ống có đường kính và áp suất khác nhau. Kết nối hàn phù hợp với điều kiện tải trọng nặng và đáng tin cậy hơn so với kết nối mặt bích. Tuy nhiên, việc tháo lắp van nối bằng phương pháp hàn rất khó khăn, vì vậy việc sử dụng nó bị hạn chế trong các trường hợp cần vận hành đáng tin cậy trong thời gian dài, hoặc điều kiện sử dụng khắc nghiệt và nhiệt độ cao;

1.4 Lựa chọn vật liệu van

Ngoài việc xem xét các tính chất vật lý (nhiệt độ, áp suất) và tính chất hóa học (khả năng ăn mòn) của môi chất làm việc, cần phải nắm vững độ sạch của môi chất (có chứa các hạt rắn hay không) khi lựa chọn vật liệu cho vỏ van, các bộ phận bên trong và bề mặt làm kín. Thêm vào đó, cần tham khảo các quy định liên quan của nhà nước và cơ quan sử dụng. Việc lựa chọn vật liệu van đúng đắn và hợp lý có thể đạt được tuổi thọ sử dụng kinh tế nhất và hiệu suất tốt nhất của van. Thứ tự lựa chọn vật liệu thân van là: gang - thép cacbon - thép không gỉ, và thứ tự lựa chọn vật liệu vòng đệm là: cao su - đồng - thép hợp kim - F4;

1.5 Khác

Ngoài ra, cần xác định lưu lượng và áp suất của chất lỏng chảy qua van, và lựa chọn loại van phù hợp dựa trên thông tin hiện có (như catalog sản phẩm van, mẫu sản phẩm van, v.v.).

2. Giới thiệu về các loại van thông dụng

Có nhiều loại van, và các chủng loại rất phức tạp. Các loại chính là:van cổngvan chặn, van tiết lưu,van bướmVan nút, van bi, van điện, van màng, van một chiều, van an toàn, van giảm áp.bẫy hơi và van ngắt khẩn cấp,Trong số đó, các loại van thường dùng bao gồm van cổng, van chặn, van tiết lưu, van nút, van bướm, van bi, van một chiều và van màng.

2.1 Van cổng

Van cổng là loại van có thân van (tấm van) đóng mở được điều khiển bởi trục van và di chuyển lên xuống dọc theo bề mặt làm kín của đế van, có thể đóng hoặc đóng dòng chảy. So với van chặn, van cổng có hiệu suất làm kín tốt hơn, lực cản chất lỏng ít hơn, lực đóng mở nhẹ hơn và có khả năng điều chỉnh nhất định. Đây là một trong những loại van đóng mở được sử dụng phổ biến nhất. Nhược điểm là kích thước lớn, cấu trúc phức tạp hơn van chặn, bề mặt làm kín dễ bị mòn và khó bảo trì. Nó thường không thích hợp cho việc điều tiết lưu lượng. Theo vị trí ren trên trục van cổng, nó có thể được chia thành hai loại: loại trục nâng và loại trục ẩn. Theo đặc điểm cấu trúc của tấm cổng, nó có thể được chia thành hai loại: loại nêm và loại song song.

2.2 Van chặn

Van chặn là loại van đóng từ dưới lên, trong đó bộ phận đóng mở (đĩa van) được dẫn động bởi trục van để di chuyển lên xuống dọc theo trục của đế van (bề mặt làm kín). So với van cổng, van chặn có hiệu suất điều chỉnh tốt, nhưng hiệu suất làm kín kém, cấu trúc đơn giản, dễ chế tạo và bảo trì, lực cản chất lỏng lớn và giá thành thấp. Đây là loại van chặn thông dụng, thường được sử dụng cho các đường ống có đường kính trung bình và nhỏ.

2.3 Van bi

Bộ phận đóng mở của van bi là các quả cầu có lỗ xuyên tròn, và quả cầu quay cùng với trục van để thực hiện việc đóng mở van. Van bi có cấu trúc đơn giản, chuyển mạch nhanh, vận hành thuận tiện, kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ, ít bộ phận, lực cản chất lỏng nhỏ, độ kín tốt và dễ bảo trì.

2.4 Van tiết lưu

Ngoại trừ đĩa van, van tiết lưu về cơ bản có cấu tạo tương tự như van chặn. Đĩa van là một bộ phận điều tiết lưu lượng, và các hình dạng khác nhau có các đặc tính khác nhau. Đường kính của đế van không nên quá lớn, vì chiều cao mở của nó nhỏ và lưu lượng môi chất tăng lên, do đó làm tăng tốc độ mài mòn của đĩa van. Van tiết lưu có kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ và hiệu suất điều chỉnh tốt, nhưng độ chính xác điều chỉnh không cao.

2.5 Van nút

Van nút sử dụng thân nút có lỗ xuyên suốt làm bộ phận đóng mở, và thân nút quay cùng với trục van để thực hiện việc đóng mở. Van nút có cấu trúc đơn giản, đóng mở nhanh, dễ vận hành, lực cản chất lỏng nhỏ, ít bộ phận và trọng lượng nhẹ. Van nút có các loại thẳng, ba chiều và bốn chiều. Van nút thẳng được sử dụng để chặn dòng chảy, còn van nút ba chiều và bốn chiều được sử dụng để thay đổi hướng dòng chảy hoặc chuyển hướng dòng chảy.

2.6 Van bướm

Van bướm là một loại van có cánh hình bướm quay 90° quanh một trục cố định trong thân van để thực hiện chức năng đóng mở. Van bướm có kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ, cấu tạo đơn giản và chỉ bao gồm một vài bộ phận.

Van bướm có thể được đóng mở nhanh chóng bằng cách xoay 90°, rất dễ vận hành. Khi van bướm ở vị trí mở hoàn toàn, độ dày của cánh bướm là lực cản duy nhất khi môi chất chảy qua thân van. Do đó, độ giảm áp suất do van tạo ra rất nhỏ, nên nó có đặc tính điều khiển lưu lượng tốt. Van bướm được chia thành hai loại gioăng: gioăng mềm đàn hồi và gioăng cứng kim loại. Đối với van gioăng đàn hồi, vòng đệm có thể được nhúng vào thân van hoặc gắn vào chu vi của cánh bướm. Nó có hiệu suất làm kín tốt và có thể được sử dụng để điều tiết lưu lượng, cũng như cho đường ống chân không trung bình và môi chất ăn mòn. Van có gioăng kim loại thường có tuổi thọ cao hơn van có gioăng đàn hồi, nhưng khó đạt được độ kín hoàn toàn. Chúng thường được sử dụng trong các trường hợp lưu lượng và độ giảm áp suất thay đổi lớn và yêu cầu hiệu suất điều tiết tốt. Gioăng kim loại có thể thích ứng với nhiệt độ hoạt động cao hơn, trong khi gioăng đàn hồi có nhược điểm là bị giới hạn bởi nhiệt độ.

2.7 Van một chiều

Van một chiều là loại van có khả năng tự động ngăn chặn dòng chảy ngược của chất lỏng. Đĩa van của van một chiều mở ra dưới tác dụng của áp suất chất lỏng, và chất lỏng chảy từ phía đầu vào sang phía đầu ra. Khi áp suất ở phía đầu vào thấp hơn áp suất ở phía đầu ra, đĩa van sẽ tự động đóng lại dưới tác dụng của các yếu tố như chênh lệch áp suất chất lỏng và trọng lực của chính nó để ngăn chặn dòng chảy ngược. Theo cấu tạo, van một chiều được chia thành van một chiều nâng và van một chiều xoay. Van một chiều nâng có khả năng làm kín tốt hơn van một chiều xoay và khả năng chịu tải chất lỏng lớn hơn. Đối với cửa hút của ống hút bơm, nên chọn van chân đế. Chức năng của nó là: đổ đầy nước vào ống hút bơm trước khi khởi động bơm; giữ cho ống hút và thân bơm luôn đầy nước sau khi dừng bơm để chuẩn bị khởi động lại. Van chân đế thường chỉ được lắp đặt trên ống thẳng đứng ở cửa hút bơm, và môi chất chảy từ dưới lên trên.

2.8 Van màng

Bộ phận đóng mở của van màng là một màng cao su, được kẹp giữa thân van và nắp van.

Phần nhô ra của màng van được cố định trên trục van, và thân van được lót bằng cao su. Vì môi chất không đi vào khoang bên trong của nắp van, nên trục van không cần hộp đệm. Van màng có cấu trúc đơn giản, hiệu suất làm kín tốt, dễ bảo trì và lực cản chất lỏng thấp. Van màng được chia thành loại đập tràn, loại thẳng, loại góc vuông và loại dòng điện một chiều.

3. Hướng dẫn lựa chọn van thông dụng

3.1 Hướng dẫn lựa chọn van cổng

Nhìn chung, nên ưu tiên lựa chọn van cổng. Ngoài hơi nước, dầu và các môi chất khác, van cổng cũng thích hợp cho các môi chất chứa chất rắn dạng hạt và có độ nhớt cao, và phù hợp với các hệ thống xả khí và chân không thấp. Đối với môi chất có chứa các hạt rắn, thân van cổng nên có một hoặc hai lỗ xả. Đối với môi chất nhiệt độ thấp, nên chọn van cổng chuyên dụng nhiệt độ thấp.

3.2 Hướng dẫn lựa chọn van chặn

Van chặn thích hợp cho các đường ống có yêu cầu thấp về điện trở chất lỏng, tức là tổn thất áp suất không đáng kể, cũng như các đường ống hoặc thiết bị có môi chất nhiệt độ và áp suất cao. Nó thích hợp cho các đường ống dẫn hơi nước và các môi chất khác có DN < 200mm; các van nhỏ có thể sử dụng van chặn, chẳng hạn như van kim, van đo lường, van lấy mẫu, van đo áp suất, v.v.; van chặn có chức năng điều chỉnh lưu lượng hoặc điều chỉnh áp suất, nhưng độ chính xác điều chỉnh không cao, và đường kính ống tương đối nhỏ, vì vậy nên chọn van chặn hoặc van tiết lưu; đối với môi chất có độc tính cao, nên chọn van chặn kín bằng ống xếp; nhưng không nên sử dụng van chặn cho môi chất có độ nhớt cao và môi chất chứa các hạt dễ kết tủa, cũng không nên sử dụng chúng làm van xả và van cho hệ thống chân không thấp.

3.3 Hướng dẫn lựa chọn van bi

Van bi thích hợp cho môi chất có nhiệt độ thấp, áp suất cao và độ nhớt cao. Hầu hết các van bi có thể được sử dụng trong môi chất có các hạt rắn lơ lửng, và cũng có thể được sử dụng cho môi chất dạng bột và dạng hạt tùy theo yêu cầu vật liệu của gioăng; van bi toàn kênh không thích hợp cho việc điều chỉnh lưu lượng, nhưng thích hợp cho các trường hợp yêu cầu đóng mở nhanh, thuận tiện cho việc ngắt khẩn cấp trong trường hợp xảy ra sự cố; van bi thường được khuyến nghị cho các đường ống có yêu cầu khắt khe về độ kín, khả năng chống mài mòn, co ngót kênh, đóng mở nhanh, ngắt áp suất cao (chênh lệch áp suất lớn), độ ồn thấp, hiện tượng sinh khí, mô-men xoắn vận hành nhỏ và lực cản chất lỏng nhỏ; van bi thích hợp cho các cấu trúc nhẹ, ngắt áp suất thấp và môi chất ăn mòn; van bi cũng là loại van lý tưởng nhất cho môi chất có nhiệt độ thấp và cực lạnh. Đối với hệ thống đường ống và thiết bị cho môi chất nhiệt độ thấp, nên chọn van bi nhiệt độ thấp có nắp van; khi sử dụng van bi nổi, vật liệu của đế van phải chịu được tải trọng của bi và môi chất làm việc. Van bi đường kính lớn đòi hỏi lực vận hành lớn hơn, và van bi DN≥200mm nên sử dụng truyền động bánh răng trục vít; van bi cố định phù hợp với các trường hợp đường kính lớn hơn và áp suất cao hơn; ngoài ra, van bi được sử dụng cho đường ống dẫn các vật liệu có độc tính cao và môi chất dễ cháy cần có cấu trúc chống cháy và chống tĩnh điện.

3.4 Hướng dẫn lựa chọn van tiết lưu

Van tiết lưu thích hợp cho các trường hợp nhiệt độ trung bình thấp và áp suất cao, và phù hợp với các bộ phận cần điều chỉnh lưu lượng và áp suất. Chúng không thích hợp cho các môi chất có độ nhớt cao và chứa các hạt rắn, và không thích hợp làm van cách ly.

3.5 Hướng dẫn lựa chọn van nút

Van nút thích hợp cho những trường hợp cần đóng mở nhanh. Chúng thường không thích hợp cho môi chất hơi nước và nhiệt độ cao. Van nút được sử dụng cho môi chất có nhiệt độ thấp và độ nhớt cao, và cũng thích hợp cho môi chất có các hạt lơ lửng.

3.6 Hướng dẫn lựa chọn van bướm

Van bướm thích hợp cho các trường hợp có đường kính lớn (như DN > 600mm) và yêu cầu chiều dài kết cấu ngắn, cũng như các trường hợp cần điều chỉnh lưu lượng và đóng mở nhanh. Chúng thường được sử dụng cho các môi chất như nước, dầu và khí nén với nhiệt độ ≤ 80℃ và áp suất ≤ 1,0MPa; vì van bướm có tổn thất áp suất tương đối lớn so với van cổng và van bi, nên van bướm thích hợp cho các hệ thống đường ống có yêu cầu về tổn thất áp suất không quá khắt khe.

3.7 Hướng dẫn lựa chọn van một chiều

Van một chiều thường thích hợp cho môi chất sạch, không thích hợp cho môi chất chứa các hạt rắn và có độ nhớt cao. Khi DN≤40mm, nên sử dụng van một chiều nâng (chỉ được phép lắp đặt trên đường ống nằm ngang); khi DN＝50～400mm, nên sử dụng van một chiều nâng kiểu xoay (có thể lắp đặt trên cả đường ống nằm ngang và thẳng đứng. Nếu lắp đặt trên đường ống thẳng đứng, hướng dòng chảy của môi chất nên từ dưới lên trên); khi DN≥450mm, nên sử dụng van một chiều đệm; khi DN＝100～400mm, cũng có thể sử dụng van một chiều dạng mỏng; van một chiều kiểu xoay có thể được chế tạo với áp suất làm việc rất cao, PN có thể đạt tới 42MPa, và có thể được áp dụng cho bất kỳ môi chất làm việc nào và bất kỳ phạm vi nhiệt độ làm việc nào tùy thuộc vào vật liệu khác nhau của vỏ và gioăng. Môi chất có thể là nước, hơi nước, khí, môi chất ăn mòn, dầu, thuốc, v.v. Phạm vi nhiệt độ làm việc của môi chất là từ -196～800℃.

3.8 Hướng dẫn lựa chọn van màng

Van màng thích hợp cho dầu, nước, môi trường axit và môi trường chứa chất lơ lửng với nhiệt độ làm việc dưới 200℃ và áp suất dưới 1,0MPa, nhưng không thích hợp cho dung môi hữu cơ và chất oxy hóa mạnh. Van màng kiểu đập tràn thích hợp cho môi trường dạng hạt mài mòn. Nên sử dụng bảng đặc tính dòng chảy để lựa chọn van màng kiểu đập tràn. Van màng thẳng thích hợp cho chất lỏng nhớt, hỗn hợp xi măng và môi trường lắng đọng. Trừ những trường hợp yêu cầu đặc biệt, không nên sử dụng van màng trong đường ống chân không và thiết bị chân không.