Van cầu – Phân tích đầy đủ từ kỹ thuật đến ứng dụng

1. Van cầu là gì

Khi quan sát bên ngoài, van cầu là loại van dễ nhận biết nhờ mũi tên đúc nổi trên thân, thường có hướng đi lên giống như các bậc cầu thang. Ký hiệu này không chỉ mang tính chỉ dẫn lắp đặt, mà còn thể hiện rõ bản chất hoạt động của van cầu: Dòng lưu chất không đi thẳng, mà được dẫn đi lên từng bước bên trong thân van trước khi thoát ra ngoài

2. Định nghĩa van cầu theo kỹ thuật 

Sau khi nhận diện van cầu là gì từ hình dáng và cách dòng chảy được dẫn hướng bên trong thân van, để hiểu đúng và sử dụng đúng, người dùng cần nhìn và hiểu van cầu dưới góc độ kỹ thuật

2.1 Tên van cầu gắn liền với điều gì

Tên gọi van cầu trong tiếng Anh là globe valve, thường được người sử dụng gọi là valve cầu. Tên gọi này không xuất phát từ vật liệu hay cách vận hành bên ngoài, mà gắn trực tiếp với cấu trúc buồng van bên trong và nguyên lý dòng chảy đặc trưng của loại van này. Vì vậy tên valve cầu được gắn liền với hình dạng và bố trí các chi tiết bên trong thân van, cụ thể là:

• Phần thân van ở giữa phình to hơn hai đầu nối ống
• Bên trong hình thành một buồng van tròn, nơi bố trí đĩa van và ghế van
• Đĩa van đóng – mở theo phương thẳng đứng, ép trực tiếp lên ghế van

2.2 Van cầu là gì theo bản chất kỹ thuật

Xét theo bản chất kỹ thuật, van cầu là một cơ cấu điều tiết dòng chảy, trong đó việc đóng, mở và kiểm soát lưu lượng được thực hiện thông qua chuyển động tịnh tiến của đĩa van trong buồng van trung tâm.Khác với các loại van cho dòng chảy đi thẳng, valve cầu chủ động tạo ra một khoang trung gian để kiểm soát dòng lưu chất. Trong khoang này, đĩa van đóng vai trò trung tâm, trực tiếp tiếp xúc với ghế van để điều chỉnh tiết diện dòng chảy.

Chính cách điều tiết này giúp van cầu có khả năng:

• Kiểm soát lưu lượng chính xác
• Đóng kín ổn định
• Vận hành êm trong các hệ thống cần điều tiết liên tục

3. Kích thước của valve cầu theo từng vật liệu

Valve cầu được sản xuất với nhiều vật liệu khác nhau. Tuy nhiên, mỗi vật liệu chỉ phát huy hiệu quả tốt trong một dải kích thước nhất định, dựa trên nguyên lý làm việc của valve cầu và đặc tính cơ học của vật liệu. Dưới đây là tổng hợp các kích thước theo từng vật liệu của van cầu:

• Van cầu đồng: Phổ biến DN15 ~ DN50
• Van cầu gang: Thường từ DN50 ~ DN200
• Valve cầu inox: DN15 ~ DN100, ưu tiên môi trường ăn mòn
• Van cầu thép: DN50 trở lên, dùng cho áp lực và nhiệt độ cao

Dòng van cầu đồng với dải kích thước DN15 ~ DN50 được lựa chọn nhiều trong hệ thống hơi, dầu nóng và các ứng dụng công nghiệp. Với nhóm này người dùng có thể lựa chọn các dòng van hơi Minh Hòa được thiết kế chuyên biệt cho môi trường nhiệt độ và áp suất cao

4. Vì sao van cầu đồng tập trung kích thước vừa – nhỏ

Việc van cầu đồng tập trung chủ yếu ở dải kích thước DN vừa và nhỏ không phải do giới hạn sản xuất, mà xuất phát từ bản chất kỹ thuật của valve cầu kết hợp với vật liệu đồng

• Valve cầu hoạt động bằng đĩa van chuyển động thẳng đứng
• Khi DN tăng, lực tác động của dòng chảy lên đĩa van tăng rất nhanh
• Điều này làm:
  • Tay vặn nặng hơn
  • Mài mòn ghế van nhanh hơn

Trong khi đó, đồng là vật liệu tối ưu cho độ chính xác gia công, nhưng không phù hợp để chịu tải lớn ở kích thước quá to. Ở dải kích thước DN nhỏ và vừa, van cầu đồng đạt được sự cân bằng tốt giữa:

• Độ kín
• Độ mượt khi vận hành
• Tuổi thọ sử dụng

5. Van cầu đồng được dùng trong hệ thống nào

Valve cầu đồng không được lựa chọn theo tiêu chí “đường ống to hay nhỏ”, mà theo mức độ cần kiểm soát dòng chảy. Đây là điểm khác biệt lớn nhất giữa valve cầu và các loại van đóng mở nhanh

5.1 Van cầu đồng dùng trong hệ thống ưu tiên độ ổn định

Van cầu đồng thường xuất hiện ở những vị trí mà:

• Dòng chảy không cần lớn
• Nhưng cần ổn định, êm và có thể kiểm soát

Tiêu biểu là hệ thống nước sinh hoạt trong nhà, nơi việc đóng mở đột ngột có thể gây rung ống, sốc áp hoặc rò rỉ tại các mối nối

5.2 Van cầu đồng dùng trong các tuyến cần điều chỉnh thay vì đóng mở

Trong hệ thống đường ống, không phải vị trí nào cũng cần van đóng mở nhanh, nhiều tuyến cấp chỉ cần điều chỉnh dòng chảy ổn định. Nếu đóng mở đột ngột có thể làm áp lực thay đổi và ảnh hướng đến thiết bị phía sau. Khi đó, valve cầu được khuyến nghị cho các tuyến cấp cần kiểm soát lưu lượng. Valve cầu đồng thường được lắp tại các tuyến cấp tiêu biểu gồm:

• Van cầu đồng lắp tại các nhánh ống cần tinh chỉnh lưu lượng, ở vị trí trước thiết bị hoặc trước điểm chia, thay vì chỉ đóng mở hoàn toàn như các loại van đóng nhanh
• Valve cầu đồng sử dụng trên đường cấp vào bình nóng lạnh, thường đặt trước đầu vào thiết bị, giúp kiểm soát lưu lượng và hạn chế biến động áp suất khi sử dụng nước nóng
• Van cầu bằng đồng ứng dụng tại tuyến cấp nước cho các thiết bị vận hành liên tục, tại nhánh cấp riêng của từng thiết bị, nhằm duy trì dòng chảy ổn định trong suốt quá trình hoạt động

5.3 Valve cầu đồng sử dụng trong hệ thống hơi hoặc dầu

Ngoài hệ thống nước, van cầu đồng còn được sử dụng trong một số hệ thống hơi và dầu, với điều kiện áp suất và nhiệt độ nằm trong giới hạn cho phép của vật liệu đồng. Trong các hệ thống này, valve cầu đóng vai trò điều tiết lưu lượng ổn định, không dùng để đóng mở nhanh.

• Với hệ thống hơi áp thấp đến trung bình, van cầu hơi đồng Miha thường được lắp trên các nhánh cấp hơi cho thiết bị cần kiểm soát lưu lượng từ từ
• Trong trường hợp cần ngăn dòng chảy ngược, người dùng có thể tham khảo:
  • Van cầu mặt bích một chiều Miha 5K Miha cho hệ áp thấp
  • Van cầu mặt bích một chiều Miha 16K Miha cho hệ yêu cầu cấp áp cao hơn

6. Điều gì quyết định chất lượng của van cầu Minh Hòa

Chất lượng của van cầu đồng Minh Hòa không đến từ một yếu tố riêng lẻ, mà được quyết định bởi sự phối hợp đồng bộ giữa nhiều yếu tố kỹ thuật. Khi các yếu tố này được kiểm soát tốt, valve cầu không chỉ kín khi mới lắp mà còn vận hành ổn định trong suốt vòng đời sử dụng.

• Độ chính xác gia công: Các bề mặt tiếp xúc như đĩa van và ghế van được gia công chính xác giúp van đóng kín tốt, giảm rò rỉ và hạn chế mài mòn trong quá trình sử dụng
• Chất lượng vật liệu và xử lý bề mặt: Vật liệu đồng thau phù hợp kết hợp với xử lý bề mặt đúng kỹ thuật giúp van bền hơn, ít bị ăn mòn và giữ được độ kín lâu dài
• Cơ cấu trục van mượt mà: Trục van và bộ phận làm kín được thiết kế hợp lý giúp thao tác nhẹ, không kẹt, ngay cả sau thời gian dài vận hành
• Tiêu chuẩn sản xuất nghiêm ngặt: Các dòng van cầu đồng Minh Hòa được sản xuất và kiểm soát theo những tiêu chuẩn phổ biến:
  • Đường ren tiêu chuẩn BS 21
  • Mặt bích tiêu chuẩn JIS 16K
  • Mặt bích tiêu chuẩn JIS 5K
• Việc lựa chọn đúng ứng dụng: Valve cầu đồng phát huy hiệu quả cao nhất khi được sử dụng đúng môi trường, đúng kích thước và đúng mục đích điều tiết dòng chảy

7. Kết luận – Hiểu đúng valve cầu để sử dụng hiệu quả

Qua việc phân tích van cầu là gì, bản chất cấu tạo, nguyên lý dòng chảy, dải kích thước theo từng vật liệu và các ứng dụng thực tế, có thể thấy valve cầu không phải là loại van dùng cho mọi vị trí, nhưng lại rất hiệu quả khi được sử dụng đúng vai trò. Từ thực tế đó, việc lựa chọn van cầu cần được tiếp cận theo hướng kỹ thuật thay vì cảm tính

Việc lựa chọn valve cầu không nên chỉ dựa vào giá hoặc thói quen, mà cần cân nhắc vật liệu phù hợp, kích thước DN, tiêu chuẩn kết nối và môi trường làm việc. Khi được sử dụng đúng điều kiện, van cầu mang lại độ ổn định cao, ít phát sinh sự cố và chi phí vòng đời hợp lý