So vớivan cổngSo với thiết kế van cầu và van một chiều, lịch sử của van bi ngắn hơn nhiều. Mặc dù bằng sáng chế van bi đầu tiên được cấp vào năm 1871, nhưng phải mất 85 năm van bi mới thành công về mặt thương mại. Polytetrafluoroethylene (PTFE, hay “Teflon”) được phát hiện trong quá trình thiết kế bom nguyên tử trong Thế chiến II, điều này đã trở thành chất xúc tác khởi đầu cho ngành công nghiệp van bi. Van bi có sẵn với nhiều chất liệu khác nhau, từ đồng thau đến thép carbon và thép không gỉ đến zirconium.

Có hai loại cơ bản: bi nổi và bi trục. Hai thiết kế này cho phép chế tạo van bi hiệu quả với đường kính từ ¼” đến 60” và lớn hơn. Nói chung, thiết kế bi nổi được sử dụng cho các van nhỏ hơn và áp suất thấp hơn, trong khi loại bi trục được sử dụng cho các ứng dụng van lớn hơn và áp suất cao hơn.

VM SUM21 BALL API 6Dvan biVan bi API 6D sử dụng hai loại van bi này do phương pháp làm kín và cách lực chất lỏng truyền từ đường ống đến bi và sau đó phân bổ đến đế van. Trong thiết kế bi nổi, bi nằm khít giữa hai đế, một ở phía thượng lưu và một ở phía hạ lưu. Lực của chất lỏng tác động lên bi, đẩy nó vào đế van nằm trong thân van phía hạ lưu. Vì bi che phủ toàn bộ lỗ dẫn dòng, toàn bộ lực trong dòng chảy đẩy bi vào đế van. Nếu bi quá lớn và áp suất quá lớn, lực tác động lên đế van sẽ lớn, do đó mô-men xoắn vận hành quá lớn và van không thể hoạt động.

Van bi nổi có nhiều kiểu thân khác nhau, nhưng phổ biến nhất là loại hai mảnh có đầu vào ở hai đầu. Các kiểu thân khác bao gồm loại ba mảnh và loại có đầu vào ở phía trên. Van bi nổi được sản xuất với kích thước lên đến 24″ và cấp độ 300, nhưng phạm vi ứng dụng thực tế của van bi nổi thường nhỏ hơn nhiều - tối đa khoảng 12″.

Mặc dù van bi chủ yếu được thiết kế như van đóng/mở hoặc van "dừng", nhưng việc bổ sung một số van bi và van chữ V cũng rất hữu ích.van biThiết kế của chúng rất lý tưởng cho các ứng dụng cần điều khiển.

Ghế đàn hồi
Van bi mặt bích VM SUM21 Van bi mặt bích Các van bi nổi nhỏ hơn có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, từ đường ống gia đình đến đường ống chứa các hóa chất đòi hỏi khắt khe nhất. Vật liệu làm gioăng phổ biến nhất cho các van này là một số dạng nhựa nhiệt dẻo, chẳng hạn như PTFE. Gioăng van Teflon hoạt động tốt vì chúng đủ mềm để làm kín tốt trên các viên bi kim loại được đánh bóng, nhưng đủ chắc chắn để không bị bật ra khỏi van. Hai vấn đề chính với các van có gioăng mềm này là chúng dễ bị trầy xước (và có khả năng bị rò rỉ), và nhiệt độ bị giới hạn ở dưới điểm nóng chảy của gioăng nhựa nhiệt dẻo - khoảng 450°F (232°C), tùy thuộc vào vật liệu làm gioăng.

Một đặc điểm của nhiều van bi nổi có gioăng đàn hồi là chúng có thể được bịt kín đúng cách trong trường hợp hỏa hoạn làm cho gioăng chính bị chảy. Điều này được gọi là thiết kế chống cháy; nó có một khoang chứa gioăng không chỉ giữ gioăng đàn hồi ở đúng vị trí mà còn cung cấp một bề mặt gioăng kim loại tạo ra lớp bịt kín một phần khi tiếp xúc với bi van. Theo tiêu chuẩn thử nghiệm chống cháy API 607 ​​hoặc 6FA của Viện Dầu khí Hoa Kỳ, van được thử nghiệm để xác nhận thiết kế chống cháy.

Thiết kế trục quay
Van bi trục xoay VM SUM21 API 6D Khi cần van bi có kích thước lớn hơn và áp suất cao hơn, thiết kế sẽ chuyển sang loại trục xoay. Sự khác biệt giữa loại trục xoay và loại nổi là bi trục xoay được cố định trong thân chính bằng trục xoay dưới (thanh nối ngắn) và thanh nối trên. Vì bi không thể “nổi” vào đế van để đạt được sự đóng kín cưỡng bức, nên đế van phải nổi trên bi. Thiết kế của đế trục xoay khiến đế van được kích thích bởi áp suất phía thượng lưu và bị ép vào trong quả cầu để làm kín. Bởi vì bi được cố định chắc chắn tại chỗ, ngoại trừ sự xoay 90 độ của nó, lực và áp suất chất lỏng bất thường sẽ không làm kẹt bi vào đế van. Thay vào đó, lực chỉ tác động lên một diện tích nhỏ bên ngoài đế nổi.

Van bi VM SUM21 BALL thiết kế đầu vào cuối: Van bi kiểu trục xoay thiết kế đầu vào cuối là phiên bản mạnh mẽ hơn của van bi nổi, do đó nó có thể xử lý các công việc lớn - áp suất cao và đường kính ống lớn. Cho đến nay, ứng dụng phổ biến nhất của van bi kiểu trục xoay là trong hệ thống cấp thoát nước.