Van bướm là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của van bướm

PGTECH tự hào là nhà cung cấp đầy đủ các dòng van bướm với các chất liệu bằng gang, thép và inox, phục vụ cho nhiều ứng dụng công nghiệp khác nhau. Danh mục sản phẩm của chúng tôi bao gồm các loại van bướm dạng cơ (tay gạt hoặc tay quay) đến từ thương hiệu TOZEN nổi tiếng của Nhật Bản, van bướm kèm công tắc giám sát chuyên dụng hệ PCCC, cùng với dòng van bướm điều khiển điện tiên tiến đến từ Belimo – nhà sản xuất hàng đầu của Thụy Sĩ.

Van bướm được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống như chân không, khí nén, đường ống dẫn gas và các quy trình có chứa chất rắn lơ lửng. Dù được sử dụng như van đóng/ngắt hay van điều tiết, van bướm luôn đóng vai trò thiết yếu trong các hệ thống dẫn lưu hiện đại nhờ thiết kế nhỏ gọn, khả năng điều tiết dòng hiệu quả và chi phí bảo trì thấp.

So với van cổng hoặc van bi truyền thống, van bướm mang lại sự đơn giản trong vận hành và thường được ưu tiên lựa chọn trong các ngành như dầu khí, HVAC và xử lý nước.

Việc lựa chọn van bướm phù hợp đòi hỏi sự hiểu biết về điều kiện vận hành cụ thể, loại van và yêu cầu điều khiển. Tại PGTECH, chúng tôi cung cấp các giải pháp kỹ thuật tin cậy cùng sản phẩm chất lượng cao, giúp khách hàng tối ưu hiệu suất hệ thống và nâng cao hiệu quả vận hành lâu dài.

I. Van bướm là gì?

Van bướm là một loại van công nghiệp vận hành bằng cách xoay đĩa van một góc 90 độ (một phần tư vòng quay) để cho phép hoặc ngăn cản dòng lưu chất đi qua đường ống. Cấu tạo của van bướm bao gồm một trục (stem) và một đĩa (disc). Trục này xuyên qua đĩa và kết nối với bộ truyền động (actuator) để điều khiển chuyển động quay của đĩa – có thể xoay song song hoặc vuông góc với dòng chảy trong đường ống.

Tên gọi “van bướm” xuất phát từ cơ chế hoạt động mô phỏng theo chuyển động của cánh bướm: trục van giống như thân bướm, còn đĩa van đại diện cho hai cánh. Khi van vận hành, đĩa quay như cánh bướm dang rộng hoặc khép lại, mỗi lần xoay là một góc 90 độ.

Ban đầu, van bướm chỉ được lắp đặt ở những vị trí không yêu cầu độ kín cao. Tuy nhiên, với sự phát triển của các vật liệu đàn hồi như cao su, Teflon hay các hợp chất mềm khác, van bướm ngày nay có thể đảm nhiệm vai trò như một van đóng ngắt (shut-off valve) với độ kín cao, ngăn rò rỉ hiệu quả.

Dù một số dòng van bướm có thể dùng để điều tiết lưu lượng (throttling), phần lớn van bướm hiện nay chủ yếu được sử dụng như van đóng/ngắt (block valve). Nhờ thiết kế nhỏ gọn, khối lượng nhẹ và giá thành hợp lý, van bướm được ứng dụng rộng rãi trong nhiều hệ thống dẫn lưu khác nhau, từ nước sạch, nước thải đến khí nén và các môi chất kỹ thuật khác.

Cấu tạo của van bướm thường bao gồm các bộ phận chính: thân van (body), đĩa van (disc), trục van (stem) và gioăng làm kín (seat).

II. Ký hiệu van bướm trên bản vẽ kỹ thuật

Trên các bản vẽ P&ID (Piping and Instrumentation Diagram – sơ đồ đường ống và thiết bị đo lường), van bướm được ký hiệu bằng hai đường thẳng đứng song song, với một đường chéo nối từ đỉnh của đường thứ nhất đến đáy của đường thứ hai.

Hai đường ngang đặc nằm hai bên ngoài của hai đường thẳng đứng biểu thị rằng van bướm là loại van hai chiều lắp thẳng hàng trong hệ thống, dùng để điều khiển lưu lượng – có thể đóng/mở hoàn toàn hoặc điều tiết dòng chảy.

Tại điểm giao nhau giữa hai đường thẳng đứng và đường chéo, thường được ký hiệu thêm một hình tròn đặc nhỏ ở giữa – thể hiện vị trí của trục điều khiển và đĩa van.

Khác với ký hiệu van cầu (globe valve), vốn có hai đường chéo cắt nhau tạo thành hình chữ “X”, ký hiệu van bướm là một trong số ít ký hiệu không sử dụng hình tam giác đầy đủ. Ngoài ký hiệu P&ID, trong các bản vẽ isometric (3D), van bướm còn được thể hiện dưới dạng ký hiệu đẳng hình (isometric symbol) để trực quan hơn về vị trí lắp đặt và hướng dòng chảy.

III. Các loại van bướm

Van bướm được phân loại dựa trên nhiều tiêu chí khác nhau. Trong đó, phổ biến nhất là phân loại theo cơ cấu truyền động (bộ điều khiển van), kiểu kết nối với đường ống và thiết kế đóng mở của đĩa van.

1. Phân loại theo bộ điều khiển van (Valve Actuators)

Dựa vào phương thức vận hành, van bướm có thể được chia thành hai nhóm chính: van vận hành cơ (bằng tay) và van điều khiển tự động (bằng điện, khí nén hoặc thủy lực).

a. Van bướm vận hành bằng tay (dạng cơ) (Manually Operated Butterfly Valves)

Loại van này được điều khiển thủ công bằng tay gạt hoặc tay quay (hộp số). Đây là dạng phổ biến nhờ chi phí thấp và dễ sử dụng, đặc biệt phù hợp với các hệ thống đường ống không yêu cầu vận hành liên tục hoặc tự động.

• Van bướm Tay gạt: Van bướm được điều chỉnh bằng tay cầm để mở hoàn toàn, đóng hoàn toàn hoặc giữ ở trạng thái bán mở. Thường được sử dụng cho các van bướm có kích thước nhỏ. Với van bướm có trục nối dài (extended spindle), người vận hành có thể điều khiển từ xa qua một cần nối dài.
• Van bướm tay quay: Cơ cấu bánh răng giúp tăng lực momen xoắn, hỗ trợ mở van dễ dàng hơn dù làm chậm tốc độ vận hành. Loại này thường được dùng cho các van bướm có kích thước lớn hơn loại tay gạt.

Các van bướm dạng cơ không cần nguồn điện hoặc khí nén, tuy nhiên tốc độ vận hành chậm và không phù hợp cho các hệ thống đòi hỏi độ chính xác hoặc vận hành từ xa. Van bướm tay quay DN50, DN65, DN80, DN100, DN125, DN150, DN200, DN250, DN300, DN350 là những kích cỡ phổ biến, còn những loại van bướm tay quay cỡ lớn có từ DN400, DN450, DN500, DN600, DN700 và DN800 cho những đường ống cỡ lớn hơn. Những đường ống lớn có thể sử dụng van bướm cỡ lớn tới DN1200.

Tương tự, Van bướm tay gạt DN50, DN65, DN80, DN100, DN125, DN150, DN200, DN250, DN300, DN350 là những kích cỡ phổ biến, còn những loại van bướm tay gạt cỡ lớn có từ DN400, DN450, DN500, DN600, DN700 và DN800 cho những đường ống cỡ lớn hơn. Những đường ống lớn có thể sử dụng van bướm cỡ lớn tới DN1200.

Hướng dẫn lựa chọn Van bướm dạng cơ: van bướm tay quay và van bướm tay gạt

b. Van bướm điều khiển tự động (Automatically Operated Butterfly Valves)

Van bướm điều khiển tự động được trang bị bộ truyền động cho phép điều khiển từ xa, thường sử dụng trong các hệ thống có kích thước lớn hoặc yêu cầu vận hành thường xuyên, chính xác. Một ưu điểm lớn của van tự động là khả năng giữ nguyên trạng thái đóng hoặc mở khi xảy ra sự cố nguồn điều khiển – đảm bảo an toàn và độ tin cậy cho hệ thống.

Các dạng van bướm điều khiển tự động bao gồm:

• Van bướm điều khiển điện (Electric Butterfly Valves): Được vận hành bằng động cơ điện hai chiều. Hệ thống điều khiển điện thường kết hợp với hộp số để tăng lực xoắn. Lắp đặt đơn giản, phù hợp với các hệ thống HVAC, xử lý nước và công nghiệp nhẹ. PGTECH hiện cung cấp dòng van bướm điện chất lượng cao từ thương hiệu Belimo (Thụy Sĩ).
• Van bướm điều khiển khí nén (Pneumatic Butterfly Valves): Có hai dạng chính là tác động đơn (single-acting) và tác động kép (double-acting). Van sử dụng khí nén để điều khiển pít-tông, từ đó vận hành đĩa van mở hoặc đóng.
• Van bướm điều khiển thủy lực (Hydraulic Butterfly Valves): Tương tự như van khí nén, nhưng sử dụng áp suất dầu thủy lực để vận hành pít-tông. Loại này thường được sử dụng trong các hệ thống có áp suất cao và yêu cầu mô-men xoắn lớn.

Tìm hiểu về dòng Van bướm điều khiển Belimo nổi tiếng tiết kiệm năng lượng, hiệu suất hoạt động cao

Van bướm điều khiển điện có đa dạng kích cỡ từ DN50 tới DN1200, cụ thể là DN50, DN65, DN80, DN100, DN125, DN150, DN200, DN250, DN300, DN350, DN400, DN450, DN500, DN600, DN700, DN800, DN900, DN1000, DN1100, DN1200 trong dải van bướm điện của Belimo.

2. Phân loại theo kiểu kết nối với đường ống

Van bướm có thể được kết nối vào hệ thống ống thông qua nhiều phương pháp khác nhau. Dưới đây là hai kiểu kết nối phổ biến nhất:

a. Van bướm kiểu kẹp – Wafer-Type Butterfly Valve

Van bướm kiểu wafer là lựa chọn tiết kiệm chi phí nhất trong các loại van bướm. Van được lắp đặt kẹp giữa hai mặt bích đường ống mà không cần bulông cố định trực tiếp vào thân van. Thiết kế này giúp van chịu được áp suất chênh lệch hai chiều trong hệ thống và ngăn dòng chảy ngược – rất phù hợp cho các hệ thống có dòng chảy một chiều.

Để cố định van vào vị trí, các bulông được luồn xuyên qua lỗ của hai mặt bích và đi qua phần thân van. Miếng đệm (gioăng kín) hoặc vòng đệm cao su (o-ring) được sử dụng ở hai mặt của van nhằm đảm bảo độ kín khít tuyệt đối tại điểm nối.

b. Van bướm kiểu tai – Lug-Type Butterfly Valve

Van bướm kiểu lug có ren ở hai bên thành thân van, cho phép cố định van vào đường ống bằng các bulông riêng biệt ở mỗi bên – tức là hai mặt bích sẽ được bắt độc lập vào thân van thông qua các bulông có ren.

Ưu điểm của thiết kế này là cho phép tháo rời một bên hệ thống đường ống mà không ảnh hưởng đến bên còn lại – rất phù hợp cho các ứng dụng “dead-end service” (dịch vụ chặn một đầu đường ống để bảo trì, sửa chữa).

Thông thường, van lug được lắp cho hệ thống hoạt động ở áp suất thấp (khoảng 75 psi) khi chỉ kết nối một đầu. Tuy nhiên, nếu van được lắp giữa hai mặt bích thì có thể chịu được áp suất cao hơn, lên đến 150 psi.

Van kiểu lug có khả năng chống chịu với nhiều loại hóa chất và dung môi, đồng thời chịu được nhiệt độ lên đến 200°C – thích hợp cho các ứng dụng công nghiệp yêu cầu khắt khe về môi trường vận hành.

c. Van bướm nối bích – Flanged-Type Butterfly Valves

Van bướm mặt bích có thiết kế hai đầu thân van dạng mặt bích, cho phép kết nối trực tiếp với các mặt bích của đường ống một cách chắc chắn và dễ dàng. Loại van này thường được sử dụng trong các hệ thống có nhiệt độ cao hoặc thấp, nhờ độ ổn định cơ học và độ kín tốt hơn so với các loại kết nối khác.

Thông thường, thân van được cố định vào đường ống bằng tám bulông, chia đều quanh mặt bích, đảm bảo liên kết chặt chẽ và phân bổ đều lực siết, giúp van hoạt động ổn định trong môi trường áp suất cao.

Van bướm mặt bích là lựa chọn lý tưởng cho các hệ thống công nghiệp yêu cầu độ tin cậy cao, chẳng hạn như cấp thoát nước, HVAC, xử lý hóa chất hoặc các ứng dụng trong nhà máy điện và hệ thống hơi nước.

Bên cạnh các dòng van bướm dạng cơ TOZEN, PGTECH cũng phân phối dòng van bướm kèm công tắc giám sát chứng nhận UL/FM dạng wafer, van bướm tay quay kèm công tắc giám sát dạng cùm Groove, van bướm tay quay kèm công tắc giám sát dạng Lugged có kích cỡ từ DN50 - DN300.

3. Phân loại theo thiết kế đĩa đóng/mở (Disc Closure Design)

Trong nhóm phân loại này, van bướm được chia theo vị trí của trục (stem) so với đĩa van (disc) và kiểu thiết kế của bề mặt làm kín (seat). Tùy theo mức độ lệch tâm giữa trục và đĩa van, các loại van bướm được chia thành:

a. Van bướm đồng tâm (Concentric Butterfly Valves)

Đây là thiết kế cơ bản nhất của van bướm. Trục van đi xuyên qua tâm đĩa, đồng thời đĩa nằm đúng giữa thân van. Phần làm kín (seat) thường được đúc liền bên trong thân van và làm từ cao su hoặc vật liệu đàn hồi.

Loại van này còn được gọi là van bướm “zero offset”, vì đĩa van không bị lệch khỏi trục. Sự kín khít của van phụ thuộc vào độ đàn hồi của gioăng làm kín, thường là cao su.

Van đồng tâm thích hợp cho các ứng dụng áp suất thấp (tối đa khoảng 250 psi) và nhiệt độ từ 0 đến 200°C (32°F – 400°F), phổ biến trong hệ thống nước sạch, HVAC hoặc các hệ thống không có yêu cầu cao về điều kiện vận hành.

b. Van bướm lệch tâm (Eccentric Butterfly Valves)

Ở thiết kế lệch tâm, trục van không đi xuyên qua tâm của đĩa mà được đặt lệch ra phía sau – tạo nên các cấp độ lệch tâm khác nhau:

• Van bướm lệch tâm đơn (Single Offset): Trục được đặt lệch phía sau trục tâm của đĩa, giúp giảm ma sát giữa đĩa và seat trong quá trình mở/đóng.
• Van bướm lệch tâm kép (Double Offset): Gồm hai điểm lệch: một là trục đặt sau tâm đĩa, hai là trục lệch khỏi trục trung tâm của thân van. Thiết kế này giúp đĩa van rời khỏi seat nhanh hơn, giảm độ mài mòn và tăng tuổi thọ của van. Đây là loại van bướm hiệu suất cao (High-Performance Butterfly Valve) thường dùng trong các hệ thống công nghiệp chịu áp lực và nhiệt độ cao.
• Van bướm lệch tâm ba lần (Triple Offset): Bổ sung thêm một điểm lệch thứ ba – trục chuyển động nghiêng so với mặt làm kín của seat. Thiết kế này không sử dụng gioăng mềm mà thay vào đó là seat kim loại – giúp van chịu được áp suất rất cao, nhiệt độ lớn, phù hợp cho môi trường hóa chất, dầu khí, hơi nước hoặc các hệ thống có dòng chảy khắc nghiệt.

Van bướm lệch tâm giúp cải thiện hiệu suất làm kín, giảm nguy cơ kẹt đĩa và tăng độ bền. Nhờ cấu tạo đặc biệt, van có khả năng đóng/mở nhẹ nhàng, không bị mài mòn nhanh và duy trì độ kín khít ổn định trong thời gian dài.

IV. Cấu tạo van bướm

Van bướm có cấu tạo đơn giản với một số bộ phận cơ bản như: thân van, trục van, đĩa van và gioăng làm kín (seat). Chính nhờ cấu tạo gọn nhẹ và ít chi tiết, van bướm rất được ưa chuộng trong nhiều hệ thống công nghiệp nhờ dễ lắp đặt, bảo trì và chi phí đầu tư hợp lý.

🔸 Thân van bướm (Valve Body)

Thân van là phần bao ngoài chứa các bộ phận chính của van, được thiết kế để kẹp giữa hai mặt bích đường ống. Có hai kiểu thân van phổ biến:

• Thân van dạng wafer: không có tai bắt bulong, van được lắp kẹp giữa hai mặt bích bằng cách xuyên bulong qua thân van.
• Thân van dạng lug: có các ren hoặc tai bắt bulong ở hai bên thân van, giúp bắt chặt vào mặt bích từng phía. Loại này phù hợp với lắp đặt kiểu “dead-end” – tức có thể tháo một đầu đường ống mà không ảnh hưởng đến đầu còn lại.

🔸 Gioăng làm kín (Valve Seat)

Gioăng làm kín (seat) thường được làm bằng vật liệu đàn hồi như cao su (EPDM, NBR), teflon (PTFE)... Đĩa van sẽ ép sát vào seat để đảm bảo độ kín hoàn toàn khi van đóng.

• Trong các loại van phổ thông, seat thường được gắn cố định vào thân và không thể thay thế riêng lẻ nếu hư hỏng.
• Trong các loại van cao cấp hơn, gioăng seat có thể tháo rời để bảo trì hoặc thay thế dễ dàng, giúp tăng tuổi thọ thiết bị và tiết kiệm chi phí vận hành.

🔸 Trục và đĩa van (Stem & Disc)

• Trục van (Stem): là bộ phận truyền lực từ tay quay, hộp số hoặc bộ điều khiển đến đĩa van. Trục có thể được thiết kế một khối (one-piece) hoặc hai khối (two-piece), và có hai cách kết nối với đĩa:
  1. Dùng bulong: bulong xuyên qua đĩa để giữ trục và đĩa.
  2. Gắn trực tiếp: trục được gắn khớp vào đĩa theo dạng định tâm.
• Đĩa van (Disc): là bộ phận trực tiếp quay để đóng mở hoặc điều tiết dòng chảy. Đĩa có thể được thiết kế với hình dạng khí động học, tối ưu hóa lưu lượng hoặc tăng hiệu suất làm kín tùy theo từng ứng dụng cụ thể (nước sạch, nước thải, khí nén, hóa chất…).

🔸 Trục truyền động (Shaft)

Trục truyền động kết nối với đĩa thông qua một hub (chốt/khớp) được gia công sẵn ở phần trên của đĩa van. Phần đầu trục được cắm vào hub này, giúp truyền mô-men xoắn từ thiết bị điều khiển (tay gạt, hộp số, motor điện, khí nén...) đến đĩa van.

V. Nguyên lý hoạt động của van bướm

Van bướm hoạt động theo nguyên lý quay một phần tư vòng (90 độ) để điều tiết hoặc ngắt dòng chảy. Tuy nhiên, tùy vào kiểu điều khiển (thủ công hay tự động), nguyên lý vận hành sẽ có sự khác biệt nhất định.

🔹 Van bướm điều khiển thủ công, van bướm dạng cơ (Manual Butterfly Valves)

1. Van bướm tay gạt (Hand Lever): Van được vận hành bằng tay gạt với cơ cấu khóa định vị. Khi tay gạt quay, trục sẽ quay theo và kéo theo đĩa van xoay mở hoặc đóng dòng chảy.
   👉 Loại này phù hợp cho van nhỏ, vì lực vặn tay giới hạn.
2. Van bướm tay quay (Gear Operated): Van sử dụng vô lăng điều khiển (gear wheel) để quay trục van. Cơ cấu bánh răng giúp tăng mô-men xoắn, cho phép vận hành những van có kích thước lớn hơn so với tay gạt.
   👉 Dù vận hành bằng tay, nhưng dễ dàng và hiệu quả với van trung bình đến lớn.

📌 Ghi chú: Tay gạt và tay quay là hai cách vận hành phổ biến nhất với các dòng van bướm dạng cơ, thường được PGTECH cung cấp cho các ứng dụng dân dụng và công nghiệp.

Nguyên lý hoạt động của van bướm dạng cơ

🔹 Van bướm điều khiển tự động (Actuated Butterfly Valves)

Các loại van bướm lớn hơn, cần điều khiển từ xa hoặc tích hợp hệ thống tự động, thường dùng các dạng bộ truyền động/động cơ điều khiển (actuator):

• Van bướm điều khiển điện (Electric Actuated): sử dụng mô-tơ điện để điều khiển đóng/mở. Thường dùng trong hệ HVAC, hệ nước, PCCC, được PGTECH cung cấp với thương hiệu Belimo Thụy Sĩ.
• Van bướm điều khiển khí nén (Pneumatic Actuated): sử dụng khí nén để đẩy pittông, quay trục van.
• Van bướm điều khiển thủy lực (Hydraulic Actuated): sử dụng áp lực dầu thủy lực để điều khiển.

👉 Các dạng van này phù hợp với đường ống lớn, yêu cầu đóng mở nhanh và chính xác, đặc biệt trong môi trường công nghiệp tự động hóa.

Nguyên lý hoạt động của van bướm điều khiển điện 

🔹 Van bướm điều tiết (Modulating Butterfly Valves)

Khi dùng để điều tiết lưu lượng (throttling), van bướm có thể thiết kế theo hai dạng:

• Tuyến tính (Linear): tỷ lệ mở van tương ứng trực tiếp với lưu lượng.
• Tỷ lệ phần trăm đều (Equal Percentage): lưu lượng thay đổi theo dạng lũy tiến, thích hợp cho điều khiển áp lực và lưu lượng chính xác.

VI. Ưu điểm và nhược điểm của van bướm

Van bướm là một trong những thiết bị đóng/mở dòng chảy phổ biến nhất trong các nhà máy, xưởng sản xuất hoặc các hệ thống đường ống kỹ thuật. Với tính linh hoạt cao và cấu tạo đơn giản, van bướm mang lại nhiều ưu điểm vượt trội so với các loại van khác cùng chức năng – tuy nhiên cũng có một số hạn chế nhất định.

1. Ưu điểm của van bướm

✅ Hiệu suất vận hành cao

Van bướm được ưa chuộng bởi đội ngũ kỹ thuật viên và vận hành viên nhờ khả năng làm việc hiệu quả và dễ điều khiển. Với thiết kế đơn giản, nhẹ, van có thể được vận hành thủ công hoặc tích hợp bộ điều khiển tự động (điện, khí nén hoặc thủy lực), giúp giảm thiểu công sức thao tác. Ngoài ra, van dễ bảo trì và thay thế linh kiện nhờ cấu tạo không quá phức tạp.

✅ Đa dạng kích cỡ – ứng dụng linh hoạt

Van bướm có nhiều kích thước, phù hợp với nhiều quy mô đường ống – từ các hệ thống nhỏ gọn cho đến các tuyến ống công nghiệp cỡ lớn. Điều này làm cho van trở thành giải pháp lý tưởng trong nhiều lĩnh vực: cấp thoát nước, PCCC, HVAC, xử lý nước, hóa chất, thực phẩm...

✅ Hiệu quả trong điều kiện áp suất thấp

Với đĩa van nhẹ và thiết kế tối ưu, van bướm vận hành rất tốt trong các hệ thống áp suất thấp mà vẫn đảm bảo độ kín. Điều này đặc biệt hữu ích với các hệ thống không yêu cầu áp suất cao, như tưới tiêu, nước thải, hoặc làm mát.

✅ Một số ưu điểm khác:

• Điều tiết dòng hiệu quả: Van bướm vừa có thể đóng/mở hoàn toàn, vừa có thể điều tiết lưu lượng dòng chảy ở nhiều mức độ khác nhau.
• Xử lý tốt chất lỏng có tạp chất: Nhờ đĩa van mở rộng và lối đi dòng lớn, van bướm vận hành hiệu quả trong các môi trường có chất rắn lơ lửng hoặc bùn loãng.
• Chi phí lắp đặt thấp: Van có trọng lượng nhẹ, bề rộng nhỏ, dễ dàng lắp đặt mà không tốn diện tích, giúp giảm chi phí nhân công và vật tư.
• Tốc độ đóng/mở nhanh: Là van quay 1/4 vòng (quarter-turn), van bướm chỉ cần xoay 90 độ là có thể mở hoặc đóng hoàn toàn, giúp tiết kiệm thời gian thao tác.
• Tổn thất áp suất thấp: Với thiết kế tối ưu, van gây ra rất ít sụt áp trong dòng chảy – điều này rất quan trọng trong các hệ thống tuần hoàn liên tục.
• Khả năng chống ăn mòn tốt: Với vật liệu seat và đĩa phù hợp, van bướm có thể chịu được môi trường hóa chất ăn mòn cao.
• Độ chính xác cao: Van cho phép kiểm soát dòng chảy một cách chính xác, phù hợp với các quy trình công nghiệp yêu cầu nghiêm ngặt về lưu lượng.

2. Nhược điểm của van bướm

Mặc dù van bướm mang lại nhiều ưu điểm vượt trội về hiệu quả, chi phí và khả năng vận hành, nhưng vẫn tồn tại một số nhược điểm nhất định, đặc biệt trong các ứng dụng yêu cầu kỹ thuật cao. Một số hạn chế tiêu biểu có thể kể đến như:

❌ Đĩa van luôn nằm trong dòng chảy

Ngay cả khi van ở trạng thái mở hoàn toàn, một phần của đĩa van vẫn nằm chắn trong lòng ống. Điều này tạo ra sự cản trở dòng chảy, gây ra tổn thất áp suất nhất định và có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống trong một số ứng dụng nhạy cảm.

❌ Dễ bị ảnh hưởng bởi dòng chảy rối

Khi vận hành trong hệ thống có lưu lượng cao hoặc dòng chảy không ổn định, đĩa van có thể bị tác động bởi dòng xoáy hoặc dòng chảy rối (turbulent flow), dẫn đến rung động, mài mòn và giảm tuổi thọ thiết bị nếu không được thiết kế phù hợp.

❌ Hạn chế khi sử dụng làm van điều tiết ở áp suất cao

Mặc dù van bướm có thể dùng để điều tiết lưu lượng, nhưng khả năng điều tiết chỉ hiệu quả ở điều kiện áp suất thấp đến trung bình. Trong hệ thống áp suất cao, van dễ bị ảnh hưởng bởi lực dòng chảy, dẫn đến khó kiểm soát lưu lượng chính xác và ảnh hưởng đến độ kín.

VII. Chức năng của van bướm

Với cấu tạo nhỏ gọn và thiết kế đơn giản, van bướm có thể được sử dụng linh hoạt trong nhiều hệ thống đường ống khác nhau. Trong nhiều trường hợp, van bướm còn được dùng thay thế cho các loại van khác nhờ vào khả năng vừa đóng/mở nhanh, vừa điều tiết lưu lượng hiệu quả.

Van bướm đảm nhiệm hai chức năng chính: đóng/mở (on-off) và điều tiết lưu lượng (throttling) – tùy thuộc vào yêu cầu hệ thống.

🔁 Chức năng đóng/mở (On-Off Operations)

Ở chế độ đóng/mở, đĩa van sẽ xoay một góc 90 độ để chuyển giữa trạng thái mở hoàn toàn hoặc đóng hoàn toàn. Khi ở trạng thái mở, van hoạt động hiệu quả trong môi trường áp suất thấp, và tạo ra rất ít trở lực dòng chảy, đảm bảo lưu lượng thông suốt.

Nhờ có thiết kế đơn giản, thao tác đóng/mở nhanh, van bướm đặc biệt phù hợp với các hệ thống có đường ống đường kính lớn, nơi yêu cầu vận hành nhanh chóng và tối ưu chi phí.

🔄 Chức năng điều tiết lưu lượng (Flow Regulation / Throttling)

Trong các hệ thống cần điều khiển lưu lượng chính xác – đặc biệt là trong các ngành công nghiệp như xử lý nước, hóa chất, HVAC – van bướm cũng có thể đóng vai trò như một van điều tiết (control valve). Tuy nhiên, việc lựa chọn van cho chức năng điều tiết cần được cân nhắc kỹ lưỡng:

• Van bướm có thể gây ra tổn thất áp suất (pressure drop) lớn trong đường ống, do đó cần tính toán kỹ khi thiết kế hệ thống.
• Độ bền của đĩa van khi đóng kín cũng là một yếu tố quan trọng – đặc biệt khi làm việc ở áp suất cao hoặc dòng chảy mạnh.
• Các thông số như lưu lượng thiết kế và áp suất chênh lệch tối đa cần được xác định rõ ràng để lựa chọn loại van phù hợp.

VIII. Lắp đặt và bảo trì van bướm

🔧 Lắp đặt van bướm

Để đảm bảo van bướm hoạt động hiệu quả và bền bỉ, cần lưu ý một số điểm quan trọng sau trong quá trình lắp đặt:

• Đảm bảo không gian cho đĩa van mở: Nếu van được lắp đặt trực tiếp sau máy bơm, cần sử dụng ống nối (pipe spacer) để tạo khoảng trống cho đĩa van có thể mở hoàn toàn.
• Nhiệt độ mặt bích: Mặt bích cần được giữ ở nhiệt độ phòng trong quá trình lắp đặt để tránh biến dạng vật liệu.
• Hướng lắp đặt:
  • Van có thể được lắp ở mọi hướng (nằm ngang, thẳng đứng…), nhưng nên lắp theo chiều thẳng đứng, đặc biệt với các loại van lớn, để giảm tải trọng của bộ truyền động (actuator) hoặc hộp số (gearbox).
  • Với các van nhỏ như van tay gạt, có thể lắp ở bất kỳ hướng nào.
• Hoàn tất công việc hàn trước khi lắp van: Mọi mối hàn nên hoàn thiện và kiểm tra kỹ trước khi gắn van vào hệ thống.
• Làm sạch đường ống: Toàn bộ hệ thống ống phải được xả sạch cặn, bùn, rác trước khi lắp van.
• Căn chỉnh chính xác: Mặt bích và van cần căn thẳng hàng để đảm bảo đĩa van có thể đóng/mở tự do, không bị cấn hoặc kẹt.
• Kiểm tra vật liệu và tình trạng van: Trước khi lắp đặt, cần kiểm tra tình trạng các bộ phận của van (đĩa, trục, thân, gioăng...) để đảm bảo không có hư hỏng do quá trình vận chuyển hoặc lưu kho.
• Kiểm tra áp suất làm việc: Van được sử dụng phải phù hợp với áp suất thiết kế của hệ thống.
• Làm sạch mặt tiếp xúc: Bề mặt tiếp xúc giữa van và mặt bích phải sạch, không có dầu mỡ hoặc cặn bẩn.
• Thử nghiệm van trước khi siết bulông: Đĩa van nên được xoay thử trước khi siết chặt bulông, đảm bảo không bị cọ xát hoặc vướng vào thành ống.

🛠 Bảo trì van bướm

Để đảm bảo tuổi thọ và hiệu quả vận hành, van bướm cần được kiểm tra và bảo trì định kỳ:

• Xả áp trước khi bảo trì: Phải xả toàn bộ áp suất trong đường ống trước khi tiến hành bất kỳ công việc bảo trì nào trên van.
• Bôi trơn định kỳ: Nếu van hoạt động trong môi trường khô, cần bôi trơn thường xuyên để đảm bảo chuyển động trơn tru.
• Vận hành xoay định kỳ: Ngay cả khi không sử dụng, van nên được xoay mở-đóng định kỳ để tránh tình trạng kẹt cơ khí.
• Tháo van theo quy trình ngược lại với lắp đặt: Khi cần tháo van ra khỏi hệ thống, hãy tuân thủ trình tự tháo ngược lại quá trình lắp đặt, đảm bảo an toàn và tránh hư hại.

IX. Những điều cần cân nhắc trước khi mua van bướm

Trước khi lựa chọn và mua van bướm, người dùng cần xem xét một số yếu tố quan trọng. Van bướm có nhiều loại khác nhau về kích thước, vật liệu, tiêu chuẩn, áp suất làm việc và thiết kế. Việc lựa chọn đúng loại van phù hợp với điều kiện vận hành cụ thể sẽ đảm bảo hiệu quả và tuổi thọ sử dụng.

1. Vật liệu chế tạo van bướm

Thép không gỉ (Stainless Steel)

• Được chế tạo từ hợp kim của sắt, niken và crôm.
• Có khả năng chống rỉ sét vượt trội nhờ lớp bảo vệ tự tạo từ crôm và oxy.
• Rất thích hợp với các môi trường ăn mòn và ứng dụng công nghiệp khắt khe.

PVC (Polyvinyl Chloride)

• Là vật liệu nhựa nhẹ, bền, phổ biến cho các van bướm dân dụng và công nghiệp nhẹ.
• Không thích hợp trong điều kiện áp suất cao.
• Ưu điểm: trọng lượng nhẹ, chống ăn mòn, chi phí thấp.

Gang (Cast Iron)

• Là vật liệu truyền thống và phổ biến, có độ bền cao và cấu tạo chắc chắn.
• Là lựa chọn kinh tế trong nhiều hệ thống nước và công nghiệp.
• Có thể phủ epoxy hoặc lớp chống ăn mòn để tăng độ bền.

Van bướm inox 316 chất lượng cao cho môi trường nước biển, hóa chất, v.v

2. Tiêu chuẩn kỹ thuật của van bướm

Khi sử dụng trong các ngành công nghiệp dầu khí, hóa chất, hoặc cấp thoát nước, cần chọn van đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế như:

• API 609 – Quy định thiết kế và thử nghiệm van bướm công nghiệp
• ASME B16.34 – Xếp hạng về áp suất và nhiệt độ
• API 598 – Tiêu chuẩn thử rò rỉ van
• ASME B16.5 / B16.47 – Mặt bích kết nối
• ASME B16.25 – Các yêu cầu về hàn nối

Một số tiêu chuẩn bổ sung khác:

• MSS SP-67, MSS SP-68
• BS EN 593
• ISO 5752
• AWWA C504

3. Thiết kế van bướm

Thiết kế van ảnh hưởng trực tiếp đến phạm vi ứng dụng:

• Van bướm tâm đồng trục (Concentric):
  • Ứng dụng trong xử lý nước thải, phòng cháy chữa cháy, và cấp khí.
• Van bướm lệch tâm (Eccentric):
  • Lệch tâm đơn (Single-offset): phù hợp với môi trường áp thấp.
  • Lệch tâm kép (Double-offset): dùng trong cấp nước ngầm.
  • Lệch tâm ba (Triple-offset): chịu áp, nhiệt và môi trường ăn mòn cao.

4. Kích thước van bướm

Việc lựa chọn kích thước phù hợp cần dựa trên các yếu tố sau:

• Loại môi chất: ảnh hưởng bởi tỷ trọng, độ nhớt.
• Áp suất và nhiệt độ đầu vào tối đa.
• Áp suất sụt giảm tối đa ở tải lớn.
• Lưu lượng thiết kế lớn nhất.
• Áp suất sụt giảm tối đa mà đĩa van có thể đóng kín được.

5. Áp suất làm việc của van bướm

Áp suất hoạt động của van thường được đo theo hai thông số:

Body Pressure Rating

• Là áp suất tối đa mà thân van và trục van chịu được mà không bị hỏng hóc.
• Các ký hiệu thường gặp:
  • WOG: Áp suất nước, dầu, khí ở nhiệt độ phòng.
  • CWP: Áp suất làm việc ở môi trường lạnh (-20 đến -100°F).
  • PN (Pressure Nominal): Xếp hạng theo đơn vị bar hoặc psi.

Close-off Pressure Rating

• Là mức áp suất chênh lệch tối đa mà van có thể đóng kín đĩa van mà không làm hỏng ghế (seat) van.

Về van Bướm TOZEN Nhật Bản Và Van Bướm Điện Belimo Thụy Sĩ

✅ Van bướm TOZEN – Nhật Bản

TOZEN là thương hiệu uy tín đến từ Nhật Bản, nổi tiếng với các sản phẩm van công nghiệp có độ bền cao, thiết kế tối ưu và chất lượng ổn định trong thời gian dài.

Đặc điểm nổi bật:

• Chất liệu cao cấp: thường sử dụng gang dẻo, inox hoặc thép carbon với lớp phủ epoxy chống ăn mòn.
• Thiết kế đa dạng: gồm cả dạng tay gạt, tay quay với dải kích cỡ từ nối ren tới nối bích.
• Tuổi thọ cao, hoạt động ổn định trong môi trường có độ ẩm, nhiệt độ và áp lực thay đổi.
• Phù hợp cho các hệ thống cấp thoát nước, HVAC, PCCC và công nghiệp nhẹ.

✅ Van bướm điện Belimo – Thụy Sĩ

Belimo là thương hiệu hàng đầu toàn cầu trong lĩnh vực van điều khiển và actuator điện dùng cho các hệ HVAC và tự động hóa công trình.

Ưu điểm nổi bật:

• Van điều khiển tự động chính xác: tích hợp động cơ điện với bộ điều khiển tuyến tính hoặc ON/OFF.
• Tốc độ phản hồi nhanh, độ nhạy cao, đặc biệt lý tưởng cho hệ thống thông gió và điều hòa không khí.
• Tiết kiệm năng lượng: nhờ cơ chế điều tiết thông minh và công nghệ truyền động tiên tiến.
• Thiết kế nhỏ gọn, dễ tích hợp vào hệ thống điều khiển tự động của tòa nhà.

Kết luận

Van bướm là một trong những thiết bị quan trọng trong hệ thống đường ống công nghiệp và dân dụng nhờ thiết kế nhỏ gọn, vận hành linh hoạt, chi phí hợp lý và khả năng ứng dụng đa dạng. Tùy theo điều kiện vận hành như môi trường lưu chất, áp suất, nhiệt độ hay yêu cầu điều khiển tự động, người dùng có thể lựa chọn các dòng van bướm phù hợp như van bướm đồng tâm, van lệch tâm, van bướm tay gạt, tay quay hay van bướm điều khiển điện, khí nén.

PGTECH tự hào là nhà cung cấp chính thức các dòng van bướm TOZEN Nhật Bản, van bướm kèm công tắc giám sát chuyên dụng cho hệ PCCC tiêu chuẩn UL/FM và van bướm điều khiển điện Belimo Thụy Sĩ – những thương hiệu uy tín toàn cầu được tin dùng rộng rãi trong các hệ thống HVAC, cấp thoát nước, công nghiệp thực phẩm, hóa chất và phòng cháy chữa cháy. Với kinh nghiệm nhiều năm trong lĩnh vực cung cấp giải pháp cơ điện, PGTECH cam kết mang đến cho khách hàng những sản phẩm chất lượng cao, giải pháp kỹ thuật tối ưu và dịch vụ hậu mãi chuyên nghiệp.

Liên hệ PGTECH để được tư vấn và nhận báo giá tốt nhất cho từng loại van bướm phù hợp với dự án của bạn!

PGTech Co., Ltd - Nhà phân phối các thiết bị, sản phẩm công nghiệp uy tín hàng đầu tại Việt Nam và các nước trong Khu Vực

Copyright © - Bản quyền bài viết thuộc về PGTech Việt Nam

Ban Biên Tập Tin Tức: PGTECH

                                               Kỹ sư: Hữu Trường

PGTECH CO., LTD

VPGD: Tầng 3, Tòa Nhà C14-CT2, Bắc Hà, Bộ Công An, Đường Tố Hữu, Nam Từ Liêm, HN.

 Địa Chỉ: PGTECH Co., Ltd số 12, Ngõ 28, Đường Tây Hồ,  Phường Quảng An, Quận Tây Hồ, TP. Hà Nội

Điện Thoại: 024-730235 88 - Hotline: 0962 875 986

Fax: 024-730235 89

Email: info@pgtech.com.vn      sales@pgtech.com.vn 

Website: www.pgtech.com.vn