Van cổng tay quay là gì? Tìm hiểu chi tiết cấu tạo, ưu nhược điểm và lựa chọn

Van cổng tay quay là một trong những loại van công nghiệp phổ biến, được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống đường ống cấp nước, xử lý nước thải, hệ thống hơi, và nhiều ngành công nghiệp khác. Với thiết kế đơn giản nhưng hiệu quả, van cửa tay quay mang lại khả năng vận hành bền bỉ, kiểm soát dòng chảy ổn định và giảm thiểu rủi ro trong quá trình vận hành. 

Cùng Van công nghiệp HP tìm hiểu chi tiết về khái niệm, cấu tạo, ưu nhược điểm, phân loại  và cách lựa chọn van cổng tay quay qua bài viết dưới đây nhé!

Van cổng tay quay là gì?

Van cổng tay quay là (Gate Valve Handwheel) loại van dùng để đóng hoặc mở hoàn toàn dòng chảy trong đường ống bằng cơ chế nâng hạ cửa van thông qua tay quay tròn. Khi người vận hành xoay tay quay, ty van sẽ di chuyển theo phương thẳng đứng để kéo cửa van lên hoặc ép xuống ghế van, tạo trạng thái mở – đóng. Đây là dòng van phổ biến trong các hệ thống công nghiệp nhờ thiết kế chắc chắn, độ kín cao và khả năng chịu áp lực lớn.

Van chặn tay quay được sử dụng rộng rãi trong hệ thống cấp nước sạch, phòng cháy chữa cháy (PCCC), đường ống dẫn dầu, dẫn khí, xử lý nước thải và các môi trường yêu cầu lưu lượng lớn. 

Đặc điểm nổi bật của van là dòng chảy đi qua gần như không bị cản trở khi mở hoàn toàn, giúp giảm thất thoát áp và tối ưu hiệu suất đường ống. Ngoài ra, van có độ bền cao, ít mài mòn do chuyển động tuyến tính, phù hợp cho cả công trình dân dụng lẫn các dự án công nghiệp nặng.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của van cổng tay quay

Để vận hành và bảo trì hệ thống hiệu quả, việc nắm vững cấu tạo và cơ chế hoạt động của thiết bị là vô cùng quan trọng. Dù có nhiều biến thể về kiểu dáng hay vật liệu, cấu trúc cơ bản của một van cổng tay quay tiêu chuẩn bao gồm các thành phần kỹ thuật chính sau đây:

• Thân van: Là bộ phận vỏ bên ngoài chịu áp lực làm việc chính. Thân van được đúc từ các vật liệu có độ bền cơ học cao như gang, thép hoặc inox. Hai đầu thân van thiết kế mặt bích theo các tiêu chuẩn kỹ thuật (JIS, BS, DIN, ANSI…) để kết nối với đường ống thông qua bu lông đai ốc.
• Đĩa van: Bộ phận trực tiếp thực hiện chức năng đóng ngắt dòng chảy. Đĩa van thường có dạng nêm, cấu tạo từ gang bọc cao su hoặc kim loại đúc.
• Trục van: Là thanh kim loại hình trụ có gia công ren (thường làm bằng thép không gỉ). Trục van có nhiệm vụ liên kết và truyền lực từ vô lăng tay quay xuống đĩa van.
• Vô lăng tay quay: Bộ phận điều khiển nằm trên đỉnh van, thường được làm bằng gang hoặc thép. Thiết kế dạng tròn giúp người vận hành dễ dàng thao tác xoay để tạo momen lực đóng mở van.
• Gioăng làm kín: Được chế tạo từ vật liệu đàn hồi như cao su EPDM hoặc PTFE. Các gioăng này được bố trí tại vị trí tiếp xúc giữa đĩa van với thân van và giữa nắp van với thân van để đảm bảo độ kín khít, ngăn chặn rò rỉ lưu chất.

Van cổng tay quay hoạt động dựa trên cơ chế cơ khí chuyển đổi chuyển động quay của vô lăng thành chuyển động tịnh tiến của đĩa van:

• Quá trình mở van: Khi người vận hành xoay vô lăng theo chiều ngược chiều kim đồng hồ, trục van sẽ xoay và kéo đĩa van di chuyển tịnh tiến lên trên theo phương thẳng đứng. Khi đĩa van rời khỏi vị trí ghế van và được nâng lên cao nhất, dòng chảy được thông suốt hoàn toàn với tiết diện đường ống không bị thu hẹp.
• Quá trình đóng van: Để ngắt dòng chảy, người vận hành xoay vô lăng theo chiều kim đồng hồ. Trục van sẽ đẩy đĩa van di chuyển xuống dưới cho đến khi đĩa van chèn chặt vào khe ghế van, chặn đứng hoàn toàn dòng lưu chất.

Ưu điểm và nhược điểm van cửa tay quay

Giống như bất kỳ thiết bị cơ khí nào, loại van này vẫn tồn tại những điểm mạnh và hạn chế riêng mà người dùng cần hiểu rõ trước khi lựa chọn. Dưới đây là phân tích chi tiết về ưu điểm và nhược điểm của van cổng tay quay để giúp bạn đưa ra quyết định chính xác hơn.

Ưu điểm nổi bật

• Đóng mở nhẹ, dễ thao tác: Việc sử dụng tay quay giúp người vận hành mở/đóng van nhẹ nhàng hơn nhiều so với thao tác bằng cần gạt. Tay quay hỗ trợ phân bổ lực đều, phù hợp cho hệ thống DN lớn hoặc áp lực cao.
• Độ kín cao: Van cổng tay quay có cấu tạo đóng – mở theo phương thẳng đứng, cửa van ép chặt vào ghế van khi đóng nên tạo độ kín rất tốt. Điều này giúp giảm thiểu tối đa rò rỉ nước, dầu hoặc hơi trong hệ thống có áp lực cao.
• Không cản trở dòng chảy: Khi mở hoàn toàn, cửa van nâng lên hết hành trình, tạo lỗ thông suốt gần như bằng đường ống giúp tổn thất áp lực rất thấp, tối ưu cho hệ thống cần lưu lượng lớn.
• Độ bền tốt, tuổi thọ cao: Van cổng được thiết kế ít ma sát hơn van bi hay van bướm (do cửa van chỉ chuyển động lên xuống), vì vậy ít mài mòn và có tuổi thọ dài. Nhiều loại van cổng gang hoặc thép có thể sử dụng từ 5-20 năm.
• Giá thành hợp lý: So với van điều khiển điện, khí nén hoặc van bi inox kích cỡ lớn, van chặn tay quay có giá thành tốt hơn, giúp tiết kiệm chi phí cho các dự án lớn.
• Đa dạng chất liệu, phù hợp với nhiều môi chất: Van cổng có rất nhiều chất liệu: Van cổng gang, van cổng inox, van cổng ppr, van cổng PVC, van cổng đồng,….

Nhược điểm cần lưu ý

• Thời gian đóng mở chậm: Do cửa van phải di chuyển hành trình dài (nâng từ đáy lên đỉnh), nên việc đóng/mở tốn thời gian hơn van bi và van bướm. Với các hệ thống cần đóng mở nhanh, van cổng không phải lựa chọn tối ưu.
• Kích thước lớn, chiếm không gian: So với van bi và van bướm cùng kích cỡ, van cổng dày hơn nặng hơn, chiếm nhiều không gian hơn. Bất lợi khi lắp trong không gian hạn chế hoặc đường ống treo. Loại ty nổi cần không gian phía trên.
• Không phù hợp dùng cho việc điều tiết lưu lượng: Van cổng thiết kế chủ yếu đóng hoàn toàn hoặc mở hoàn toàn. Nếu sử dụng để điều tiết (mở nửa chừng), cửa van sẽ bị rung, mài mòn nhanh, dẫn đến hư gioăng hoặc cong cửa van, giảm tuổi thọ van đáng kể.
• Không phù hợp với hệ thống tự động hóa: Van cổng tay quay là loại van đóng mở trực tiếp bằng tay. Nếu hệ thống cần tích hợp PLC, chúng ta có thể bổ sung thêm: Đầu điều khiển bằng khí nén hoặc đầu điều khiển bằng điện

Phân loại van cổng tay quay theo thiết kế trục ty

Van cửa tay quay được chia thành hai dạng chính dựa trên cấu tạo trục ty. Mỗi thiết kế mang ưu điểm riêng và phù hợp với những điều kiện lắp đặt, không gian vận hành khác nhau. Để lựa chọn đúng loại van, chúng ta cần hiểu rõ sự khác biệt giữa van cổng ty chìm và van cổng ty nổi dưới đây.

Van cổng ty chìm tay quay

Van cổng ty chìm (Non-Rising Stem) là dạng van mà trục ty không dịch chuyển lên xuống mà chỉ xoay tại chỗ khi vận hành. Bộ phận ren nằm bên trong thân van giúp cánh van nâng lên hoặc hạ xuống theo chuyển động xoay đó. Thiết kế này giúp van gọn gàng, tối ưu không gian lắp đặt và tránh vướng víu trong những khu vực hạn chế chiều cao.

Ưu điểm lớn của van ty chìm là chi phí thấp hơn, dễ lắp đặt và phổ biến trong các công trình dân dụng, cấp thoát nước và hệ thống ngầm. Tuy nhiên, người vận hành không thể quan sát trực tiếp trạng thái mở/đóng, vì ty không trồi ra ngoài.

Van cổng ty nổi tay quay

Van cổng ty nổi (Rising Stem) là loại van mà trục ty dịch chuyển lên xuống rõ ràng theo hành trình đóng mở. Khi xoay tay quay để mở van, ty van trồi lên; khi đóng, ty van hạ xuống. Nhờ đó, trạng thái vận hành được quan sát trực tiếp, giúp kiểm soát tốt hơn và hạn chế nhầm lẫn.

Thiết kế này cho khả năng vận hành nhẹ hơn, bền hơn và dễ bảo trì vì các bộ phận chuyển động nằm ngoài thân van, không tiếp xúc trực tiếp với lưu chất. Van cổng ty nổi thường được dùng trong hệ thống PCCC, nhà máy, trạm bơm và các khu vực cần kiểm soát vận hành chặt chẽ. Tuy nhiên, do ty trồi lên nên van sẽ yêu cầu không gian lắp đặt lớn hơn.

Hướng dẫn lựa chọn van cổng tay quay phù hợp với nhu cầu của hệ thống

Để lựa chọn van chặn tay quay đúng với nhu cầu sử dụng của hệ thống, người dùng cần xem xét kỹ các yếu tố kỹ thuật nhằm đảm bảo sự tương thích, độ bền và hiệu quả vận hành lâu dài. Một vài cách để bạn lựa chọn như sau: 

1. Kích thước đường ống (DN): Cần lựa chọn van cổng tay quay phù hợp với lưu lượng và áp lực của hệ thống vì đây là thông số quyết định khả năng lưu thông và mức độ phù hợp với hệ thống hiện hữu. Việc lựa chọn đúng kích thước sẽ giúp van vận hành ổn định, không gây cản trở dòng chảy hay tạo áp lực dư thừa.
2. Áp suất làm việc (PN): Là một yếu tố rất quan trọng khi lựa chọn van cổng. Lựa chọn sai PN có thể khiến van nhanh hư hỏng, rò rỉ hoặc mất an toàn khi vận hành.Môi chất sử dụng: Nước, dầu, hơi, hóa chất… sẽ quyết định vật liệu van.
3. Lưu chất sử dụng: Cũng là tiêu chí then chốt: nước sạch, nước thải, dầu, hơi nóng hay hóa chất đều yêu cầu vật liệu van khác nhau như gang, đồng, inox hoặc thép. Điều này không chỉ đảm bảo độ bền mà còn tránh ăn mòn trong quá trình sử dụng
4. Tiêu chuẩn sản xuất: ISO, BS, JIS để đảm bảo chất lượng và tương thích hệ thống.

Van cổng tay quay là một giải pháp lý tưởng cho các hệ thống công nghiệp, nơi cần đóng mở chắc chắn, độ kín cao và độ bền lâu dài. Với thiết kế đơn giản, vận hành bằng tay quay, van mang lại hiệu quả kinh tế cao mà vẫn đáp ứng tiêu chuẩn công nghiệp nghiêm ngặt. 

Khi lựa chọn van cổng tay quay, hãy chú ý đến kích thước, áp suất, chất liệu và môi chất sử dụng để đảm bảo van hoạt động tối ưu trong mọi điều kiện. Nếu bạn chưa thể lựa chọn được van cổng tay quay cho hệ thống của mình, thì có thể liên hệ với Van công nghiệp HP qua hotline để được tư vấn thêm nhé. Chúng tôi rất vui khi nhận được yêu cầu hỗ trợ từ các bạn.