Giải pháp hệ thống nước nóng trung tâm, hệ thống hơi Ecotherm Áo

Sau khi giải pháp truyền nhiệt hệ nước nóng trung tâm, hệ hơi Ecotherm (Áo) được giới thiệu tại Việt Nam, đã tạo nên một điểm nhấn công nghệ độc đáo và thú vị cho thị trường cơ điện, các chủ đầu tư, các nhà tư vấn thiết kế đã nhận được những thông tin thật sự gây ngạc nhiên bởi nó có thể giúp tiết kiệm được 95% diện tích đặt sàn so với lắp đặt hệ thống bồn truyền thống, đồng thời tiết kiệm 25% năng lượng, tiết kiệm chi phí bảo trì hiệu quả và tiết kiệm chi phí đầu tư tổng thể. Hãy đăng ký buổi chia sẻ giải pháp từ chúng tôi, hoặc yêu cầu chúng tôi cung cấp thông tin kỹ thuật, tính toán dự án nếu bạn đang có dự án về khách sạn, bệnh viện, tòa nhà hoặc công nghiệp có sử dụng hệ nước nóng trung tâm, hệ hơi hoặc hệ năng lượng mặt trời...chúng tôi sẽ giúp các bạn! Vui lòng liên hệ với PGTECH!

Van bướm là gì? Tìm hiểu về các loại van bướm

15/11/2024

PGTECH là nhà cung cấp các loại van bướm dạng cơ và van bướm điều khiển điện cho hệ thống HVAC, cấp thoát nước và dòng van bướm tiêu chuẩn UL/FM kèm công tắc giám sát chuyên dụng cho hệ PCCC, đại diện của các thương hiệu hàng đầu thế giới như TOZEN Nhật Bản, Belimo Thuỵ Sỹ, hay Fesco Hàn Quốc. Van bướm (Butterfly valves) là loại van một phần tư vòng được ưa chuộng cho các ứng dụng đóng-mở hoặc điều chỉnh dòng chảy. Ưu điểm của van bướm là có trọng lượng nhẹ, chiếm ít diện tích lắp đặt, chi phí thấp hơn, vận hành nhanh chóng và có sẵn kích thước lỗ lớn. Van bướm có một đĩa được gắn với một trục. Khi van bướm mở, đĩa sẽ quay để cho chất lỏng đi qua. Van bướm đóng lại khi trục quay đĩa một phần tư vòng đến vị trí vuông góc với hướng dòng chảy. Trong bài viết này, hãy cùng PGTECH tìm hiểu về cách hoạt động của van bướm, các loại van bướm khác nhau là gì, những tùy chọn truyền động nào có sẵn cho các loại van này và nhiều thông tin chuyên sâu khác.

PGTECH là nhà cung cấp các loại van bướm cơ và van bướm điện cho hệ HVAC, hệ Cấp thoát nước, PCCC, chất thải, dầu khí.... — *PGTECH cung cấp các loại van bướm cơ và van bướm điện cho hệ HVAC, hệ Cấp thoát nước, PCCC, chất thải, dầu khí....*

Nguyên lý hoạt động của van bướm

Van bướm có cấu tạo tương đối đơn giản. Hình 2 dưới đây cho thấy các thành phần chính của van bướm bao gồm thân van (body), vòng đệm (seal), đĩa van (disc) và trục van (stem).

Đĩa van bướm (nhãn E) thẳng hàng với tâm của đường ống được kết nối và trục van (nhãn B) kết nối với bộ truyền động hoặc tay cầm ở bên ngoài van. Ở vị trí đóng, đĩa van vuông góc với dòng chảy, như thể hiện trong hình và làm kín với đế van (nhãn D). Một vòng đệm chữ O (nhãn C) trong đệm trục có tác dụng chống rò rỉ dọc theo trục. Khi bộ truyền động hoặc tay cầm xoay trục van bướm 90°, đĩa van cũng xoay 90° để song song với dòng chảy. Quay một phần cho phép điều chỉnh lưu lượng theo tỷ lệ hoặc tiết diện.

Van bướm được sử dụng để điều tiết lưu lượng có thể có đặc tính tuyến tính hoặc đặc tính phần trăm bằng nhau.

Tuyến tính: Khi đĩa van mở X%, lưu lượng ở mức X% của lưu lượng tối đa. Ví dụ, nếu đĩa van mở 1/3 vòng (30 độ), lưu lượng sẽ bằng 33,3% so với mức lưu lượng tối đa.
Bằng nhau: Có mối quan hệ logarit giữa chuyển động của đĩa van và lưu lượng dòng chảy. Ví dụ, nếu đĩa van quay 10 độ và lưu lượng tăng từ 100 lên 170 m3/h, tức là tăng 70%, thì vòng quay 10 độ tiếp theo sẽ khiến lưu lượng tăng từ 170 lên 289 m3/h, tức là cũng tăng 70%. Đối với những dòng van bướm được nâng cấp, mối quan hệ này có thể thực hiện được từ 20 đến 90 độ (mở hoàn toàn).

Biểu tượng của van bướm được hiển thị bên dưới:

Các loại van bướm

Van bướm có nhiều kiểu thiết kế khác nhau, mỗi loại phục vụ cho các ứng dụng và phạm vi áp suất cụ thể. Van bướm có thể được phân loại dựa trên thiết kế đóng đĩa, thiết kế kết nối và phương pháp truyền động.

1. Phân loại van bướm theo thiết kế đóng đĩa

Van bướm có thể đồng tâm hoặc lệch tâm tùy thuộc vào vị trí của thân van so với đường tâm của đĩa van và góc bề mặt của đế van.

a. Van bướm đồng tâm

Kiểu thiết kế cơ bản nhất của van bướm là van bướm tâm hoặc đồng tâm. Thân van đi qua đường tâm của đĩa van, còn đế van là đường kính bên trong ngoại vi của thân van (Hình 4 bên trái).

Thiết kế van đồng tâm (không lệch) này được gọi là van có đế đàn hồi vì khả năng bịt kín hiệu quả phụ thuộc vào độ linh hoạt của đế cao su. Khi đóng, đầu tiên đĩa van tiếp xúc với đế van ở góc khoảng 85° trong khi quay 90°. Van bướm đồng tâm phù hợp với phạm vi áp suất thấp.

*Hình 4. Van bướm lệch tâm có tay gạt (bên trái) và van bướm lệch tâm có tay quay (bên phải).*

b. Van bướm lệch tâm

Thân van bướm lệch tâm không đi qua đường tâm của đĩa van mà thay vào đó là nằm ở phía sau đĩa van (ngược hướng dòng chảy), như thể hiện trong Hình 4 (bên phải).

Thân van bướm lệch tâm đơn nằm ngay phía sau đường tâm của đĩa van. Thiết kế này làm đĩa van giảm tiếp xúc với vòng đệm trước khi van bướm đóng hoàn toàn. Tiếp xúc ít hơn giúp cải thiện tuổi thọ của van bướm.

Trong van bướm lệch tâm kép hoặc lệch kép, thân van bướm nằm sau đường tâm của đĩa van với một độ lệch bổ sung ở một bên (Hình 5). Thiết kế lệch tâm kép của thân van giúp giảm tiếp xúc giữa đĩa van và đế van xuống 1-3° cuối cùng khi đĩa van đóng lại.

Van bướm lệch ba (TOV hoặc TOBV) phù hợp cho các ứng dụng quan trọng và có thiết kế tương tự như van bướm lệch kép. Độ lệch thứ ba là trục tiếp xúc giữa đĩa van-ghế van. Bề mặt ghế van có hình nón, kết hợp với hình dạng tương tự ở gờ đĩa van, tạo ra tiếp xúc tối thiểu trước khi van bướm đóng hoàn toàn. Van bướm lệch ba hiệu quả hơn và ít bị mài mòn hơn. Van bướm lệch ba thường có đế van làm bằng kim loại để đóng kín không tạo bọt khí. Đế kim loại làm cho van bướm phù hợp với phạm vi nhiệt độ cao hơn.

Van bướm hiệu suất cao sử dụng áp suất trong đường ống để tăng độ kín giữa đế van và mép đĩa van. Các van bướm này có mức áp suất cao hơn và ít bị mài mòn hơn.

*Hình 5: Sơ đồ nhìn từ trên xuống của van bướm lệch tâm: đế (A, E), thân (B), đĩa ở vị trí mở (C) và thân (D)*

2. Phân loại van bướm theo thiết kế kết nối

Van bướm có thể kết nối với hệ thống đường ống theo nhiều cách khác nhau. Các kết nối phổ biến nhất là loại wafer, loại lug và kết nối mặt bích.

*Hình 6. Các loại kết nối van bướm: Van bướm kiểu wafer (trái), Van bướm nối bích (giữa) và van bướm kiểu lug (phải)*

a. Van bướm kiểu wafer

Phiên bản tiết kiệm chi phí nhất là van bướm kiểu wafer được kẹp giữa hai mặt bích ống. Các bu lông dài xuyên qua toàn bộ thân van kết nối các mặt bích ống. Kiểu kết nối này phù hợp để làm kín chống lại áp suất chênh lệch hai chiều và ngăn dòng chảy ngược trong các hệ thống được thiết kế cho dòng chảy nói chung.

Một số phiên bản của van bướm kiểu wafer này có lỗ mặt bích bên ngoài thân van. Gioăng, vòng chữ O và mặt van phẳng ở cả hai bên của van kết hợp với nhau để thực hiện việc bịt kín hiệu quả.

b. Van bướm kiểu lug

Van bướm kiểu lug có các chốt ren (lug) bên ngoài thân van. Hai bộ bu lông, không có đai ốc, kết nối các mặt bích ống với mỗi bên của chốt bu lông. Thiết kế này cho phép ngắt kết nối một bên mà không ảnh hưởng đến chức năng của bên kia, phù hợp với các hệ thống điểm cuối (dead-end).

Van bướm kiểu lug được sử dụng trong hệ thống điểm cuối thường có mức áp suất thấp hơn. Và không giống như van bướm wafer, van bướm kiểu lug chịu trọng lượng của đường ống qua thân van.

3. Phân loại van bướm theo phương pháp truyền động

Van bướm có thể được vận hành thủ công bằng tay cầm và bánh răng hoặc tự động bằng bộ truyền động điện, khí nén hoặc thủy lực. Các thiết bị này cho phép xoay đĩa van chính xác đến các vị trí từ mở hoàn toàn đến đóng hoàn toàn. Phần tiếp theo là mô tả ngắn gọn về các loại phương pháp truyền động khác nhau của van bướm.

a. Van bướm thủ công (van bướm cơ)

Van bướm điều khiển bằng tay có giá thành rẻ và dễ vận hành. Có hai phương pháp phổ truyền động biến là:

Tay gạt: Tay gạt thường dùng cho van bướm nhỏ. Van bướm tay gạt cho phép khóa van ở vị trí mở, mở một phần hoặc đóng. Ví dụ trong Hình 4 (bên trái), Van bướm trục chính mở rộng có thân dài cho phép vận hành van bướm từ xa khi van ở dưới lòng đất hoặc trong hố.
Tay quay: Van bướm tay quay được thiết kế cho van bướm lớn hơn một chút và sử dụng hộp số để tăng mô-men xoắn với nhưng lại làm giảm tốc độ đóng/mở. Van bướm tay quay vận hành bằng bánh răng cũng tự khóa (không thể truyền động ngược) và có thể được trang bị chỉ báo vị trí. Một ví dụ có thể thấy trong Hình 4 (bên phải).

Hình ảnh van công nghiệp Tozen được lắp đặt trên sân thượng trung tâm IDC — *PGTECH cấp Van công nghiệp Tozen trong đó có van bướm cơ được lắp trên sân thượng trung tâm Viettel IDC (Nguồn ảnh: Vnexpress)*

b. Van bướm điều khiển điện

Động cơ truyền động bằng điện là phương pháp đáng tin cậy để điều khiển van bướm từ xa. Động cơ truyền động của van bướm cũng giúp vận hành nhanh các van bướm lớn hơn. Các bộ truyền động này có thể được thiết kế để mở khi gặp sự cố (giữ trạng thái mở trong trường hợp bộ truyền động hỏng), đóng khi gặp sự cố (giữ trạng thái đóng trong trường hợp bộ truyền động hỏng) và thường đi kèm phương pháp truyền động thủ công trong trường hợp có sự cố, như thể hiện trong Hình 8. Ba loại bộ động cơ truyền động tự động được liệt kê dưới đây:

Van bướm điện (động cơ): Sử dụng động cơ điện để quay thân van bướm.
Van bướm khí nén: Cần có khí nén để di chuyển piston hoặc màng ngăn để mở/đóng van, như trong Hình 8.
Van bướm thủy lực: Cần có áp suất thủy lực để di chuyển piston hoặc màng ngăn để mở/đóng van.

*PGTech phân phối Van bướm điều khiển điện Belimo cho dự án nhà máy Tôn Hòa Phát Hưng Yên*

Tiêu chuẩn ISO cho van bướm điều khiển

ISO 5211: ISO 5211 là tiêu chuẩn quốc tế quy định các yêu cầu về việc gắn bộ truyền động quay một phần (có hoặc không có hộp số) vào van công nghiệp. ISO 5211 quy định kích thước mặt bích và kích thước thành phần truyền động của bộ truyền động quay một phần cần thiết để gắn chúng vào các thành phần được truyền động, cùng với các giá trị tham chiếu về mô-men xoắn cho giao diện và khớp nối.
ISO 5752: Tiêu chuẩn ISO 5752 dành cho van bướm quy định dải kích thước cơ bản từ mặt đối mặt đến mặt và từ tâm đối mặt cho van bướm kim loại hai ngả.
ISO 10631: Tiêu chuẩn ISO 10631 chỉ định các yêu cầu chung về thiết kế, vật liệu (ví dụ thép, gang, gang dẻo, hợp kim đồng), định mức áp suất/nhiệt độ và thử nghiệm đối với van bướm có thân kim loại để sử dụng trong hệ thống đường ống có mặt bích hoặc hàn đối đầu.
ISO 16136: Tiêu chuẩn ISO 16136 chỉ định các yêu cầu về thiết kế, đặc điểm chức năng và sản xuất van bướm làm bằng vật liệu nhiệt dẻo dùng cho dịch vụ cô lập và điều khiển, kết nối của chúng với hệ thống đường ống, vật liệu thân van và mức áp suất/nhiệt độ từ − 40 °C đến + 120 °C, trong thời hạn sử dụng 25 năm và cũng chỉ định các thử nghiệm của chúng.

Hình 8: Van bướm khí nén có tay quay — *Hình 8. Van bướm khí nén có tay quay*

Đấu dây cho van bướm điều khiển điện

Van bướm điều khiển bằng điện có hai khả năng đấu dây:

Van bướm điều khiển 2 ngả: Ba dây trong van bướm điều khiển 2 ngả là dây +, - và một dây điều khiển. Dây điều khiển phải được cấp nguồn để mở van và không được cấp nguồn để đóng van hoặc ngược lại. Chức năng này đặc biệt hữu ích nếu van bướm được đặt ở xa. Van bướm vẫn ở vị trí mới nhất nếu không có nguồn điện cung cấp cho toàn bộ thiết bị.
Van bướm điều khiển 3 ngả: Bốn dây trong van bướm điều khiển 3 ngả là dây +, - và hai dây điều khiển. Hai tín hiệu điều khiển có thể đóng hoặc mở van bướm tùy thuộc vào tín hiệu nào được cấp nguồn. Van bướm điều khiển 3 ngả cho phép dừng trung gian (mở một phần). Cả hai dây điều khiển không được kích hoạt cùng lúc, nếu không van bướm điều khiển điện có thể bị hỏng.

Ứng dụng của van bướm

Van bướm có đa dạng kích cỡ từ DN50 tới DN1200, thậm chí những cỡ lớn lên tới cả DN2000. Van bướm có các kích cỡ DN50, DN65, DN80, DN100, DN125, DN150, DN200, DN250, DN300, DN350, DN400, DN450, DN500, DN600, DN700, DN800, DN900, DN1000, DN1100, DN1200 (A) là được sử dụng phổ biến cho hệ đường ống cấp thoát nước, hệ thống phòng cháy chữa cháy (PCCC).

Van bướm được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp và ứng dụng khác nhau như dược phẩm, hóa chất và dầu, thực phẩm, cung cấp nước, xử lý nước thải, phòng cháy chữa cháy, cung cấp khí đốt, xử lý nhiên liệu và phụ kiện vệ sinh.

Van bướm cho nước được sử dụng làm van điều khiển trong đường ống để đóng dòng nước. Các van bướm này có kích thước lớn và phù hợp để xử lý bùn và chất lỏng có lượng chất rắn tương đối lớn ở áp suất thấp.

Van bướm bằng thép không gỉ, hay van bướm inox được sử dụng trong các ứng dụng ăn mòn và môi trường biển vì vật liệu này có độ bền cao và chống ăn mòn.

Đối với hệ thống PCCC, van bướm có tiêu chuẩn UL/FM và loại van bướm kèm công tắc giám sát thường được lựa chọn để sử dụng.

Van bướm có thể sử dụng cho chất lỏng và khí, nhưng không sử dụng được cho chất rắn dạng khối.

So sánh Van bi với Van bướm

Hình 9. Van bướm (trái) và van bi (phải) — *Hình 9: Van bướm (trái) và van bi (phải)*

Thông thường, một van bướm có đặc điểm tương tự như van bi sẽ có giá thành rẻ hơn, dễ lắp đặt hơn và có diện tích lắp đặt nhỏ hơn. Tuy nhiên, do có đĩa trong van bướm nên không thể dùng pittông để vệ sinh.

Van bi có lợi thế cho các ứng dụng có áp suất cao, đường kính nhỏ vì chúng phù hợp hơn với chênh lệch áp suất cao hơn và chỉ tạo ra sự sụt áp tối thiểu trên van. Van bướm có thiết kế tương đối đơn giản với ít bộ phận chuyển động hơn và ít túi/bẫy cho môi chất. Do đó, van bướm dễ sửa chữa hơn và chi phí bảo trì thấp hơn.

Đối với đường kính ống nhỏ, van bi thường phù hợp hơn về mô-men xoắn và chi phí. Lợi thế về mô-men xoắn và chi phí của van bướm xuất hiện ở khoảng DN 50 trở lên.

Kết luận

PGTECH hiện nay đang cung cấp đa dạng các dòng van bướm tới từ các thương hiệu nổi tiếng thế giới EU/G7 cho hàng loạt ứng dụng từ PCCC, cấp thoát nước, HVAC, chất thải, dầu khí...cả dạng cơ và dạng điều khiển tự động bằng động cơ điện, hay gọi đơn giản là van bướm cơ TOZEN Nhật Bản, van bướm điều khiển điện Belimo Thuỵ Sỹ hay dòng van bướm tiêu chuẩn UL/FM kèm công tắc giám sát Fesco Hàn Quốc. Thông thường thì van bướm được làm phổ biến bằng gang, còn với các ứng dụng cho hóa chất, môi chất có độ ăn mòn cao thì van bướm được làm bằng inox hay thép không gỉ. Để nhận được tư vấn chi tiết từng loại van bướm phù hợp nhất cho dự án cụ thể của Quý khách hàng, xin vui lòng liên hệ trực tiếp đến PGTECH.

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

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.