1 Những điểm chính khi lựa chọn van

1.1 Làm rõ mục đích của van trong thiết bị hoặc dụng cụ

Xác định điều kiện làm việc của van: bản chất của môi trường áp dụng, áp suất làm việc, nhiệt độ làm việc và phương pháp kiểm soát hoạt động, v.v.;

1.2 Chọn đúng loại van

Việc lựa chọn đúng loại van dựa trên sự hiểu biết đầy đủ của người thiết kế về toàn bộ quy trình sản xuất và điều kiện vận hành. Khi lựa chọn loại van, trước tiên người thiết kế phải nắm vững đặc điểm cấu trúc và hiệu suất của từng loại van;

1.3 Xác định kết nối cuối của van

Trong số các loại kết nối ren, kết nối bích và kết nối hàn, hai loại đầu tiên được sử dụng phổ biến nhất. Van ren chủ yếu là van có đường kính danh nghĩa nhỏ hơn 50mm. Nếu kích thước đường kính quá lớn, việc lắp đặt và bịt kín kết nối rất khó khăn. Van nối bích thuận tiện hơn trong việc lắp đặt và tháo rời, nhưng chúng nặng hơn và đắt hơn van ren, vì vậy chúng phù hợp với các kết nối đường ống có nhiều đường kính và áp suất khác nhau. Kết nối hàn phù hợp với điều kiện tải trọng nặng và đáng tin cậy hơn kết nối bích. Tuy nhiên, việc tháo rời và lắp đặt lại các van được kết nối bằng hàn rất khó khăn, vì vậy việc sử dụng chúng bị giới hạn trong những trường hợp thường có thể hoạt động 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 (độ ăn mòn) của môi trường làm việc, cần nắm vững độ sạch của môi trường (có hạt rắn hay không) khi lựa chọn vật liệu vỏ van, các bộ phận bên trong và bề mặt làm kín. Ngoài ra, cần tham khảo các quy định liên quan của nhà nước và bộ phận sử dụng. Việc lựa chọn vật liệu van chính xác và hợp lý có thể mang lại tuổi thọ kinh tế nhất và hiệu suất tốt nhất cho 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 Những người khác

Ngoài ra, cần xác định lưu lượng và mức áp suất của chất lỏng chảy qua van và lựa chọn van phù hợp bằng cách sử dụng thông tin hiện có (chẳng hạn như danh mục sản phẩm van, mẫu sản phẩm van, v.v.).

2 Giới thiệu về các loại van thông dụng

Có nhiều loại van và các loại van rất phức tạp. Các loại chính làvan cửa, van chặn, van tiết lưu,van bướm, van nút, van bi, van điện, van màng, van một chiều, van an toàn, van giảm áp,bẫy hơi và van ngắt khẩn cấp,trong đó các loại thường được sử dụng là van cửa, van chặn, van tiết lưu, van chặn, van bướm, van bi, van một chiều và van màng.

2.1 Van cửa

Van cổng là loại van có thân đóng mở (tấm van) được dẫn động bởi trục van và di chuyển lên xuống dọc theo bề mặt làm kín của đế van, có thể kết nối hoặc cắt đứt đường đi của chất lỏng. So với van chặn, van cổng có hiệu suất làm kín tốt hơn, lực cản của chất lỏng ít hơn, ít tốn công đóng mở và có hiệu suất điều chỉnh nhất định. Đây là một trong những loại van chặn 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 mài mòn và khó bảo trì. Nhìn chung, nó không thích hợp để điều tiết. 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 cửa, nó có thể được chia thành hai loại: loại nêm và loại song song.

2.2 Van chặn

Van chặn là van đóng hướng xuống, trong đó bộ phận đóng mở (đĩa van) được dẫn động bởi trục van, di chuyển lên xuống dọc theo trục đế van (bề mặt làm kín). So với van cửa, van chặn có hiệu suất điều chỉnh tốt, hiệu suất làm kín kém, cấu trúc đơn giản, chế tạo và bảo trì thuận tiện, sức cản lưu chất lớn và giá thành thấp. Đây là van chặn thông dụng, thường được sử dụng cho 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 tâm hình tròn, 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 linh kiện, lực cản lưu chất 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 trúc giống với van chặn. Đĩa van của nó là một bộ phận tiết lưu, và hình dạng khác nhau có đặc điểm khác nhau. Đường kính đế van không nên quá lớn, vì chiều cao mở của nó nhỏ và lưu lượng trung bình tăng, do đó làm tăng tốc độ ăn mòn 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 chặn

Van chặn sử dụng thân van có lỗ xuyên qua làm bộ phận đóng mở, thân van xoay cùng với trục van để đóng mở. Van chặn có cấu trúc đơn giản, đóng mở nhanh, vận hành dễ dàng, lực cản lưu chất nhỏ, ít linh kiện và trọng lượng nhẹ. Van chặn có các loại: van chặn thẳng, van chặn ba chiều và van chặn bốn chiều. Van chặn thẳng được sử dụng để cắt môi chất, còn van chặn ba chiều và bốn chiều được sử dụng để thay đổi hướng của môi chất hoặc chuyển hướng môi chất.

2.6 Van bướm

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

2.7 Van kiểm tra

Van một chiều là van có thể tự động ngăn chất lỏng chảy ngược. Đĩa van của van một chiều mở ra dưới tác động của áp suất chất lỏng và chất lỏng chảy từ phía đầu vào đến 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 động của các yếu tố như chênh lệch áp suất chất lỏng và trọng lực của chính nó để ngăn chất lỏng chảy ngược. Theo hình dạng cấu trúc, nó được chia thành van một chiều nâng và van một chiều xoay. Van một chiều nâng có độ kín tốt hơn van một chiều xoay và sức cản của chất lỏng lớn hơn. Đối với cổng hút của ống hút bơm, nên chọn van chân. Chức năng của nó là: đổ đầy nước vào ống đầu vào của bơm trước khi khởi động bơm; giữ cho ống đầu vào và thân bơm đầy nước sau khi dừng bơm để chuẩn bị khởi động lại. Van chân thường chỉ được lắp trên đường ống thẳng đứng ở đầu vào của bơm và môi chất chảy từ dưới lên trên.

2.8 Van màng

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

Phần nhô ra của màng ngăn được cố định trên trục van, thân van được lót cao su. Vì môi chất không đi vào khoang bên trong của nắp van, nên trục van không cần hộp nhồi. Van màng có cấu trúc đơn giản, hiệu suất làm kín tốt, dễ bảo trì và sức cản lưu chất thấp. Van màng được chia thành loại đập, 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 cửa

Nói chung, nên chọn van cửa trước. Ngoài hơi nước, dầu và các môi chất khác, van cửa cũng phù hợp với môi chất chứa chất rắn dạng hạt và độ nhớt cao, và phù hợp với van cho hệ thống thông gió và chân không thấp. Đối với môi chất chứa hạt rắn, thân van cửa nên có một hoặc hai lỗ xả. Đối với môi chất nhiệt độ thấp, nên chọn van cửa 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 sức cản của chất lỏng, tức là tổn thất áp suất không được coi là nhiều, cũng như các đường ống hoặc thiết bị có môi trường nhiệt độ và áp suất cao. Nó thích hợp cho đường ống hơi nước và các môi trường khác có DN < 200mm; các van nhỏ có thể sử dụng van chặn, chẳng hạn như van kim, van dụng cụ, van lấy mẫu, van đồng hồ 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 đường ống tương đối nhỏ, vì vậy nên chọn van chặn hoặc van tiết lưu; đối với môi trường có độc tính cao, nên chọn van chặn kín kiểu ống thổi; nhưng không nên sử dụng van chặn cho môi trường có độ nhớt cao và môi trường chứa các hạt dễ kết tủa, cũng không nên sử dụng chúng làm van thông hơi và van cho các hệ thống chân không thấp.

3.3 Hướng dẫn lựa chọn van bi

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

3.4 Hướng dẫn lựa chọn van tiết lưu

Van tiết lưu thích hợp cho những 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 môi trường có độ nhớt cao và chứa các hạt rắn, và không thích hợp cho van cô lập.

3.5 Hướng dẫn lựa chọn van cắm

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

3.6 Hướng dẫn lựa chọn van bướm

Van bướm phù hợp với những ứng dụng có đường kính lớn (như DN﹥600mm) và yêu cầu chiều dài kết cấu ngắn, cũng như những ứng dụng đòi hỏi điều tiết lưu lượng và đóng mở nhanh. Chúng thường được sử dụng cho các môi chất như nước, dầu và khí nén có nhiệt độ ≤80℃ và áp suất ≤1.0MPa; do van bướm có tổn thất áp suất tương đối lớn so với van cổng và van bi, van bướm phù hợp với các hệ thống đường ống có yêu cầu tổn thất áp suất thấp.

3.7 Hướng dẫn lựa chọn van một chiều

Van một chiều thường thích hợp cho môi trường sạch và không thích hợp cho môi trường chứa các hạt rắn và độ nhớt cao. Khi DN≤40mm, nên sử dụng van một chiều nâng (chỉ được phép lắp trên ống nằm ngang); khi DN＝50～400mm, nên sử dụng van một chiều nâng xoay (có thể lắp trên cả ống nằm ngang và ống thẳng đứng. Nếu lắp trên ống thẳng đứng, hướng dòng chảy của môi chất phải 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 wafer; van một chiều xoay có thể được chế tạo thành 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 theo các vật liệu khác nhau của vỏ và phớt. Môi chất 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 ngăn thích hợp cho dầu, nước, môi trường axit và môi trường chứa vật chất lơ lửng có 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 ngăn kiểu đập tràn thích hợp cho môi trường hạt mài mòn. Nên sử dụng bảng đặc tính dòng chảy để lựa chọn van màng ngăn kiểu đập tràn. Van màng ngăn thẳng thích hợp cho chất lỏng nhớt, bùn xi măng và môi trường trầm tích. Ngoại trừ các yêu cầu cụ thể, không nên sử dụng van màng ngăn trên đường ống chân không và thiết bị chân không.