Butterfly valve là gì?

Van bướm được sử dụng rộng rãi cho các dịch vụ đóng mở hoặc điều tiết dòng chảy. Bởi nó được thiết kế với khả năng quay vòng một phần tư cánh van. Thiết bị này nổi tiếng vì trọng lượng nhẹ, cần ít không gian lắp đặt hơn. Đồng thời, chúng cũng có chi phí thấp hơn và hoạt động nhanh chóng. Ngoài ra, van bướm có đa dạng các kích thước lắp đặt khác nhau. Và để tìm hiểu thêm về chức năng của van bướm và các ứng dụng phù hợp của chúng, hãy khám phá thêm dưới đây!

Butterfly valve là gì?

Van bướm (có tên tiếng anh là Butterfly valve) là một loại van công nghiệp thường được sử dụng trong các đường ống để ngắt dòng chảy. Mặc dù người ta thường nói rằng chúng có thể điều chỉnh dòng chảy. Tuy nhưng chúng tôi khuyêncáo  bạn không nên làm như vậy. Vì giúp thiết bị tránh làm hỏng đĩa van và ảnh hưởng đến đặc tính bịt kín.

Các dòng Butterfly valve này được sử dụng trong nhiều phương tiện xử lý và ngành công nghiệp. Đặc biệt là trong cung cấp, thu gom và phân phối nước, cũng như các trạm bơm. Chúng rất phù hợp cho các ứng dụng cho phép hoặc ngăn chặn dòng chảy.

Một trong những ưu điểm chính của chúng so với các loại van khác là cấu trúc đơn giản và thiết kế nhỏ gọn. Dẫn đến các sản phẩm cuối cùng nhẹ hơn và tiết kiệm chi phí hơn. Đồng thời, diện tích lắp đặt nhỏ hơn và tốc độ truyền động nhanh hơn.

Van bướm điều khiển tay thuộc loại lệch tâm kép mặt bích (còn gọi là lệch tâm kép). Thuật ngữ “độ lệch kép” có nghĩa là thiết kế van bao gồm hai độ lệch của đĩa từ tâm của thân van hoặc trục quay của thân van.

Cấu tạo butterfly valve

Dưới đây là các thành phần chính của van bướm:

Thân van

Thân van được định vị giữa các mặt bích của ống. Các loại kết nối của van hiện đang được sử dụng phổ biến nhất là mặt bích, lug và wafer.

Đĩa van

Đĩa là một thành phần quan trọng của van bướm. Chức năng chính dùng để điều chỉnh hoặc cản trở dòng chất lỏng. Sản phẩm này có công dụng tương tự như van cổng hoặc van bi. Nó được kết nối với thân van và trục van. Để tăng cường lưu lượng, độ kín và mô-men xoắn vận hành của van, có nhiều thiết kế đĩa, định hướng và vật liệu khác nhau.

Seat

Thân van có lớp lót bên trong làm bằng chất đàn hồi chắc chắn hoặc miếng đệm kim loại. Qua đó, giúp ngăn rò rỉ và giữ đĩa ở đúng vị trí khi đóng để ngắt hoàn toàn. Trong dòng van bướm Wonil, thân ghế bằng thép không gỉ được hàn và hoàn thiện vi mô để tạo ra mặt seat chống ăn mòn và mài mòn. Thiết kế seat độc đáo này cho phép van được sản xuất với hiệu suất kín khít phù hợp với tiêu chuẩn quốc tế.

Trục van

Bộ phận kết nối đĩa với cơ cấu truyền động và truyền mô-men xoắn qua chính nó được gọi là trục van.

Gioăng làm kín

Có thể tìm thấy các vòng đệm kín ở các giao diện khác nhau trong van. Chúng giúp duy trì vòng đệm kín trong quá trình vận hành hoặc cách ly môi trường xử lý khỏi các bộ phận bên trong của van. Dẫn đến một thiết kế linh hoạt và tiết kiệm chi phí hơn.

Mặt ghế được bịt kín bằng một vòng đệm hình chữ T đàn hồi chạy liên tục. Và được giữ cố định ở ngoại vi của đĩa bằng một vòng giữ, để ngăn đĩa lăn ra ngoài. Khi đóng lại, vòng đệm được ép vào mặt ghế, tạo ra một lớp đệm kín ở cả đầu trên và đầu dưới. Ở vị trí mở, thiết kế đĩa lệch tâm kép làm cho vòng đệm hoàn toàn không bị căng.

Hệ thống làm kín trục nhiều vòng chữ O cung cấp khả năng làm kín không cần bảo trì trong toàn bộ vòng đời của van bằng cách ngăn chặn mọi tương tác giữa phương tiện xử lý và thân hoặc trục. Ngoài ra, van chứa các thành phần phổ biến khác như ống lót, ổ trục và chốt. Phần truyền động sẽ đề cập chi tiết về các bộ phận như tay cầm, cần gạt, hộp số và tay quay nằm ở đầu truyền động.

Nguyên lý hoạt động

Cấu tạo của van bướm tương đối đơn giản, như được minh họa trong hình. Các thành phần chính của van bướm bao gồm thân, phớt, đĩa và thân. Đĩa của van bướm được đặt chính giữa trong đường ống được kết nối. Trong khi thân kết nối với bộ truyền động hoặc tay cầm bên ngoài.

Khi van đóng, đĩa vuông góc với hướng dòng chảy (như trong Hình) và tạo ra một lớp đệm kín vào đế van. Vòng chữ O của đệm thân ngăn rò rỉ dọc theo thân. Xoay thân van bướm 90° bằng bộ truyền động hoặc tay cầm thì đĩa cũng xoay 90°. Đĩa van sẽ nằm song song với dòng chảy. Nó cho phép xoay một phần để điều tiết hoặc điều chỉnh dòng chảy.

Van bướm được sử dụng trong các dịch vụ điều tiết dòng chảy nhờ vào tính năng tuyến tính hoặc đóng mở hoàn toàn nhờ tình năng ON/OFF.

• Tuyến tính: Trong tuyến tính, tốc độ dòng chảy tương ứng với phần trăm mở của đĩa. Chẳng hạn, nếu đĩa mở 1/3 vòng (30 độ), tốc độ dòng chảy sẽ là 33,3% tốc độ dòng chảy tối đa.
• ON/OFF: Trong tính năng mở đóng hoàn toàn với góc xoay 90 độ. Nó sẽ tồn tại mối tương quan logarit giữa hành trình của đĩa và tốc độ dòng chảy. Giả sử đĩa quay mở ở góc 90 độ thì tốc độ cũng sẽ tăng dẫn lên mức lớn nhất. Trong trường hợp muốn đóng van lại thì chỉ cần quay lại 1 góc 90 độ, tốc độ dòng chảy sẽ trở về dần dần 0%.

| Xem thêm: Giao thức truyền thông modbus là gì?

Các loại butterfly valves

Các thiết kế khác nhau của van bướm có sẵn để 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.

Thiết kế đóng đĩa van

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

Đồng tâm

Thiết kế cơ bản của van bướm là van bướm đồng tâm. Với thân đi qua đường tâm của đĩa và phần ngoại vi có đường kính trong của thân van. Chúng đóng vai trò là bệ đỡ.

Thiết kế van không bù này được gọi là van có đệm đàn hồi. Vì tính linh hoạt của đệm cao su là rất quan trọng để làm kín hiệu quả. Trong quá trình đóng, ban đầu đĩa tiếp xúc với ghế ở góc quay khoảng 85° trong khi xoay 90°. Van bướm đồng tâm phù hợp với dải áp suất thấp.

Lệch tâm

Van bướm lệch tâm có một thân nằm phía sau đĩa (ngược hướng dòng chảy) thay vì đi qua đường tâm của nó, như trong Hình (bên phải). Ngược lại, một van bướm bù đơn có thân ngay sau đường tâm của đĩa. Thiết kế này làm giảm sự tiếp xúc của đĩa với trục trước khi van đóng hoàn toàn. Nó giúp cải thiện tuổi thọ của van.

• Van bướm lệch tâm kép hoặc lệch tâm kép có một thân nằm phía sau đường tâm của đĩa với phần bù bổ sung sang một bên. Thiết kế lệch tâm kép của thân làm giảm sự tiếp xúc giữa đĩa và đế đến 1-3° cuối cùng của quá trình đóng đĩa.
• Van bướm lệch ba còn được gọi là TOV hoặc TOBV. Nó là sản phẩm lý tưởng cho các ứng dụng quan trọng. Và có thiết kế tương tự như thiết kế của van bướm lệch kép. Phần bù thứ ba là trục tiếp xúc đĩa-ghế. Bề mặt ghế có dạng hình nón, kết hợp với hình dạng tương tự ở gờ của đĩa. Dẫn đến tiếp xúc tối thiểu trước khi van đóng hoàn toàn.
• Van bướm bù ba hiệu quả hơn và ít hao mòn hơn. Ghế kim loại thường được sử dụng trong các van bù ba để đạt được khả năng ngắt kín bong bóng. Từ đó, làm cho van bướm phù hợp với phạm vi nhiệt độ cao hơn.

Van bướm hiệu suất cao sử dụng áp suất đường ống nhằm tăng cường khả năng bịt kín giữa mép đĩa và đế. Do đó, các van này có xếp hạng áp suất tốt hơn và ít hao mòn hơn.

Thiết kế kiểu kết nối

Van bướm có thể được kết nối với hệ thống đường ống theo nhiều cách khác nhau. Các kết nối thường được sử dụng bao gồm loại wafer, lug và mặt bích.

Kiểu Wafer

Van bướm kiểu wafer là lựa chọn tiết kiệm chi phí phù hợp giữa hai mặt bích ống, với các bu lông dài nối các mặt bích và kẹp thân van giữa chúng. Loại kết nối này phù hợp để bịt kín chống chênh lệch áp suất hai chiều và ngăn dòng chảy ngược trong các hệ thống được thiết kế cho dòng chảy phổ quát.

Một số phiên bản của van này có lỗ mặt bích nằm bên ngoài thân van. Việc làm kín hiệu quả đạt được bằng cách kết hợp các miếng đệm, vòng chữ O và mặt van phẳng trên cả hai mặt của van.

Kiểu Lug

Van bướm kiểu lug có các miếng chèn hoặc vấu có ren nằm bên ngoài thân van. Hai bộ bu lông, không yêu cầu đai ốc, gắn các mặt bích của ống vào mỗi bên của miếng đệm bu lông. Thiết kế này cho phép ngắt kết nối một bên mà không ảnh hưởng đến chức năng của bên còn lại.

Tuy nhiên, van bướm kiểu lug được sử dụng trong đường ống thường có mức áp suất thấp hơn. Trái ngược với van bướm wafer, van kiểu lug hỗ trợ trọng lượng của đường ống qua thân van.

Cách thực hiện của Buttterfly valve

Tay cầm và bánh răng bằng tay, cũng như bộ truyền động điện, khí nén hoặc thủy lực, có thể vận hành van bướm. Các thiết bị này cung cấp khả năng kiểm soát chính xác vòng quay của đĩa. Nó cho phép chúng di chuyển từ vị trí mở hoàn toàn sang vị trí đóng hoàn toàn. Dưới đây là một tổng quan ngắn gọn về các phương pháp truyền động khác nhau có sẵn.

Butterfly valve bằng tay

Van bướm có thể được vận hành bằng tay thông qua hai phương pháp phổ biến không tốn kém và dễ sử dụng:

• Tay gạt: Van bướm điều khiển bằng tay gạt sử dụng đơn giản và giá cả phải chăng. Với tay gạt là lựa chọn phổ biến cho các loại van nhỏ hơn. Cần gạt có thể khóa van ở vị trí mở hoàn toàn, mở một phần hoặc đóng. Ngược lại, van bướm trục chính mở rộng có thân dài, cho phép vận hành van từ xa khi nó nằm dưới lòng đất hoặc trong hố.
• Tay quay: Van bướm vận hành bằng tay quay phù hợp với kích thước lớn hơn. Nó cung cấp mô-men xoắn tăng lên với tốc độ đóng/mở chậm hơn. Bộ hộp số được sử dụng để đạt được điều này. Các van này cũng có khả năng tự khóa, ngăn không cho chúng bị điều khiển ngược và có thể được trang bị đèn báo vị trí.

Butterfly valve điều khiển tự động

Bộ truyền động tự động là một cách đáng tin cậy để điều khiển van bướm từ xa. Chúng cho phép vận hành nhanh các van lớn hơn. Thiết bị này được thiết kế để mở không thành công (vẫn mở trong trường hợp bộ truyền động bị lỗi) hoặc không đóng được (vẫn đóng trong trường hợp bộ truyền động bị lỗi) và thường. Chúng bao gồm một phương pháp khởi động thủ công làm phương án dự phòng. Có ba loại thiết bị truyền động tự động:

• Van bướm điện (có động cơ): Loại thiết bị truyền động này sử dụng động cơ điện để xoay thân van bướm. Để biết thêm thông tin, hãy tham khảo bộ truyền động điện.
• Van bướm khí nén: Bộ truyền động khí nén sử dụng khí nén để vận hành pít-tông hoặc màng ngăn di chuyển thân van bướm. Để thực hiện việc mở hoặc đóng van. Thông tin thêm về bộ truyền động khí nén có thể được tìm thấy tại liên kết tương ứng.
• Van bướm thủy lực: Một bộ truyền động thủy lực sử dụng áp suất thủy lực để vận hành pít-tông hoặc màng ngăn để mở hoặc đóng van.

Ưu điểm của Butterfly valve

Ưu điểm của van bướm so với các loại van khác có thể nói là đáng kể. Đặc biệt đối với kích thước lớn hơn DN200 (200 mm) (Tùy thuộc vào ứng dụng).

• Nhẹ và nhỏ gọn: Van bướm có thiết kế nhỏ gọn hơn và kích thước mặt đối mặt nhỏ hơn. Dẫn đến diện tích lắp đặt nhỏ hơn đáng kể. Do đó, họ có thể tiết kiệm dưới dạng chi phí lắp đặt thấp hơn, bao gồm: chi phí nhân công, thiết bị và hỗ trợ đường ống. Nhất là đối với kích thước lớn hơn trên DN200 (200mm).
• Yêu cầu bảo trì thấp: Yêu cầu bảo trì của chúng giảm đáng kể. Do thiết kế đơn giản và kinh tế vốn thấp bao gồm ít bộ phận chuyển động. Dẫn đến ít điểm mài mòn hơn.
• Thao tác nhanh: Van có thể được đóng hoặc mở hoàn toàn bằng cách xoay tay cầm hoặc cơ cấu truyền động 90°. Tuy nhiên, đối với van bướm lớn hơn, có thể cần có hộp số trong cơ cấu truyền động để giảm mô-men xoắn hoạt động và đơn giản hóa hoạt động của van. Thế nhưng, điều này làm giảm tốc độ của van.
• Chi phí thấp: Van bướm là sự lựa chọn tiết kiệm chi phí so với các loại van khác do thiết kế đơn giản, cần ít vật liệu hơn và dễ sản xuất hơn. Tiết kiệm chi phí lớn nhất thường đạt được ở các kích thước van lớn hơn, thường là trên DN 300.
• Tính linh hoạt: Van bướm tìm thấy một loạt các ứng dụng, bao gồm cả sự phù hợp của chúng để lắp đặt dưới lòng đất.

Tiêu chuẩn ISO của butterfly valve

– ISO 5211: Tiêu chuẩn ISO 5211 phác thảo các thông số kỹ thuật để kết nối bộ truyền động quay một phần, có hoặc không có hộp số , đối với các van công nghiệp trên toàn thế giới. Nó cung cấp các kích thước thành phần truyền động và mặt bích cần thiết để gắn bộ truyền động vào các thành phần truyền động. Cũng như các giá trị tham chiếu cho mô-men xoắn cho các giao diện và khớp nối.

– ISO 5752: Tiêu chuẩn ISO 5752 thiết lập bộ kích thước cơ bản cho khoảng cách giữa mặt đối mặt và tâm đối mặt của van bướm kim loại hai chiều.

– ISO 10631: Tiêu chuẩn ISO 10631 đưa ra các yêu cầu cơ bản đối với van bướm. Chúng bao gồm thiết kế, vật liệu (chẳng hạn như thép, gang, gang dẻo hoặc hợp kim đồng), định mức áp suất/nhiệt độ và quy trình thử nghiệm. Các thông số kỹ thuật này áp dụng cụ thể cho các van bướm có thân bằng kim loại được thiết kế để sử dụng trong các hệ thống đường ống có mặt bích hoặc hàn giáp mép.

– ISO 16136: Tiêu chuẩn ISO 16136 xác định các yêu cầu về thiết kế, thuộc tính chức năng và sản xuất đối với van bướm nhiệt dẻo. Được sử dụng cho mục đích cách ly và kiểm soát. Nó bao gồm kết nối của chúng với hệ thống đường ống, vật liệu thân và định mức áp suất/nhiệt độ từ -40°C đến +120°C. Tiêu chuẩn cũng đưa ra các quy trình thử nghiệm cho các van này, đảm bảo tuổi thọ 25 năm.

Đấu dây butterfly valve

Hai khả năng nối dây có sẵn cho van bướm được kích hoạt bằng điện:

• Bộ truyền động điều khiển 2 điểm: Bộ truyền động điều khiển 2 điểm cho van bướm điều khiển bằng điện thường có ba dây: dây dương (+), dây âm (-) và một dây điều khiển. Để mở van, nguồn điện được cung cấp cho dây điều khiển. Để đóng van, nguồn điện cung cấp đến dây điều khiển bị cắt hoặc đảo ngược. Tính năng này đặc biệt hữu ích cho việc vận hành van từ xa. Nếu không có nguồn điện, van sẽ ở vị trí cuối cùng.
• Bộ chấp hành điều khiển 3 điểm: Trong bộ chấp hành điều khiển 3 điểm, có bốn dây. Chúng bao gồm dây +, dây – và hai dây điều khiển. Hai dây điều khiển này có thể mở hoặc đóng van dựa trên nguồn điện. Loại thiết bị truyền động này cho phép dừng tạm thời, cho phép van mở một phần. Điều quan trọng cần lưu ý là không nên kích hoạt đồng thời cả hai dây điều khiển để tránh làm hỏng bộ truyền động.

Ứng dụng butterfly valve

Van bướm được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Bao gồm dược phẩm, hóa chất, dầu mỏ, chế biến thực phẩm, cấp nước, xử lý nước thải, phòng cháy chữa cháy. Ngoài ra, thiết bị này cũng sử dụng trong các hệ thống cung cấp khí đốt, xử lý nhiên liệu và phụ kiện vệ sinh.

Trong ngành cấp nước, van bướm có chức năng như van điều khiển để điều chỉnh lưu lượng nước. Chúng có kích thước lớn và có khả năng xử lý bùn, chất lỏng chứa một lượng chất rắn đáng kể ở áp suất thấp.

Ngoài ra, trong môi trường ăn mòn và môi trường biển, van bướm inox được ưa chuộng hơn do độ bền cao và khả năng chống ăn mòn.

| Xem thêm: Công nghệ hệ thống xử lý khí thải tiên tiến

So sánh van bi với van bướm

Van bướm có thiết kế đơn giản hơn và ít bộ phận chuyển động hơn. Dẫn đến ít túi/bẫy cho phương tiện hơn. Điều này khiến chúng dễ sửa chữa và bảo trì hơn so với van bi. Sản phẩm này thường rẻ hơn và dễ cài đặt hơn với dấu chân nhỏ hơn.

Tuy nhiên do có đĩa nên van bướm không thể lợn cợn để vệ sinh. Mặt khác, van bi phù hợp hơn cho các ứng dụng áp suất cao, đường kính nhỏ. Vì chúng có thể xử lý chênh lệch áp suất cao hơn và giảm áp suất tối thiểu trên van.

Đối với đường kính ống nhỏ, van bi thường tiết kiệm chi phí hơn. Chúng cần ít mô-men xoắn hơn. Van bướm trở nên tiết kiệm chi phí hơn và yêu cầu ít mô-men xoắn hơn đối với đường kính khoảng DN 50 trở lên.

Mong rằng, với những thông tin về Butterfly mà chúng tôi vừa đề cập phía trên sẽ giúp các bạn hiểu hơn về dòng van bướm này. Nếu bạn quan tâm đến chúng và có nhu cầu mua các sản phẩm chất lượng, giá rẻ, chính hãng. Hãy liên hệ ngay với chúng tôi để được tư vấn và hỗ trợ nhiệt tình.