Gate valve là gì?

Gate valve là tên gọi tiếng anh của dòng van cổng – 1 thiết bị chuyên dụng trong việc đóng ngắt dòng chảy lưu lượng lớn hiện nay. Để hiểu rõ hơn về dòng van này, bạn đọc đừng bỏ qua bài viết ngay sau đây!

Gate valve là gì?

Gate valve là dòng van điều khiển cho phép lưu chất chảy qua mà không bị cản trở hay gặp tổn thất về lưu lượng, áp suất và tốc độ dòng chảy. Đây là ưu điểm số 1 của dòng van này khi so sánh với các dòng van cầu hay van bướm. Van được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống nhà máy thủy điện, cấp thoát nước….

Tuy nhiên, gate valve đóng mở tương đối chậm đặc biệt là các kích cỡ lớn. Bên cạnh đó điều tiết lưu chất không được khuyến khích sử dụng gate valve bởi đĩa van có thể bị mài mòn hay biến dạng dưới áp suất dòng chảy theo thời gian. Bên cạnh dòng vận hành cơ học bằng tay quay ( vô lăng) gate valve có thể lắp đặt các bộ truyền động điện hoặc khí nén để nâng cao hiệu quả về tốc độ, sự chính xác trong vận hành

Ký hiệu van cổng

Biểu tượng của gate valve theo tiêu chuẩn sẽ có hai hình tam giác hướng về tâm của một đường thẳng đứng, như trong hình dưới đây. Ký hiệu gate valve thường được sử dụng trong sơ đồ đường ống và thiết bị đo đạc công nghiệp.

Cấu tạo chi tiết gate valve

Gate valve sẽ bao gồm bảy bộ phận chính, có thể nhìn thấy trong hình minh họa dưới đây, đó là: tay quay (A), trục van (B), miếng đệm (C), nắp capo (D), thân van (E), mặt bích (F), và đĩa van (G). Gate valve mặt bích hoặc gate valve nối ren là 2 loại kết nối phổ biến nhất trong hệ thống0. Ngoài ra, tùy thuộc vào thiết kế và ứng dụng cụ thể, tay quay, thân van, trục van và đĩa van có thể được thiết kế theo nhiều dạng khác nhau để phù hợp.

• Thân gate valve:được đúc nguyên khối bằng các dòng vật liệu như inox, gang, thép, nhựa, đồng. Là chi tiết bảo vệ các linh kiện bên trong van.
• Đĩa van: bộ phận tiếp xúc trực tiếp với lưu chất vì vậy đĩa van sẽ được chế tạo bằng các vật liệu chống ăn mòn và chịu lực tốt như gang, inox, đồng
• Đĩa van thường được cố định với trục van, giống hình chiếc cổng, nâng lên hay hạ xuống tùy vào vận hành. Một số trường hợp đĩa van bằng gang sẽ được bọc cao su để tăng độ bền
• Gioăng đệm làm kín: chi tiết bổ sung giúp đảm bảo độ kín trong cấu trúc van, tránh rò rỉ lưu chất. Các loại gioăng thông dụng như EPDM, PTFE, NBR được sử dụng tương đối nhiều
• Trục van: kết nối phần trên với vô lăng và phần dưới với đĩa van để giúp cho đĩa van được nâng lên hạ xuống. Trục van thường được làm từ kim loại cứng do đặc thù vận hành phải chịu lực rất nhiều. Gate valve có 2 loại van khác biệt, dựa trên đặc điểm của trục van. Cụ thể:
• Gate valve ty nổi: phần trục van ( ty van) sẽ nổi lên trên, qua đó van cổng ty nổi giúp người vận hành dễ dàng quan sát quá trình vận hành của van
• Gate valve ty chìm: phần trục van được che chắn hoàn toàn trong thân van, qua đó giúp tối giản hóa diện tích lắp đặt. Dòng van cổng ty chìm thường được chôn xuống đất, ứng dụng các hệ thống dẫn nước ngầm
• Kết nối: Thông thường gate valve có 3 dạng kết nối chính là mặt bích, nối ren, nối hàn. Mặt bích có độ bền cao, khả năng chịu lực tác động lớn, áp suất lưu chất cao. Người dùng lựa chọn các tiêu chuẩn JIS, BS, DIN, ANSI
• Kết nối ren tiện lợi, nhanh chóng phù hợp cho các kích cỡ nhỏ – vừa. Hiện nay Tổng kho valve sẵn hàng các mẫu gate valve bằng đồng, inox có kết nối ren phục vụ cho các đường ống dẫn nước sinh hoạt

Vật liệu chế tạo gate valve

PVC Gate valve

Ưu điểm PVC gate valve

• Hoạt động ở mức nhiệt độ -10 ~ 80 độ C
• Chống ăn mòn, làm cho các van này trở nên lý tưởng cho các ứng dụng xử lý hóa chất liên quan đến các chất ăn mòn cao.
• Giá cả phải chăng so với các dòng vật liệu kim loại.
• Độ bền tuyệt vời trong 1 khoảng thời gian lâu dài
• Có sẵn nhiều kích cỡ, mẫu mã, thương hiệu sản xuất.

Ứng dụng PVC gate valve 

• Thủy sản và nuôi trồng thủy sản
• Tưới tiêu nông nghiệp và thủy lợi
• Van xả bể và hệ thống tự hoại
• Hệ thống cấp nước sạch, xả nước thải dân dụng, công nghiệp

Brass gate valve

Ưu điểm của brass gate valve

• Brass gate valve hoạt động trên dải áp suất 0-16 bar với nhiệt độ phương tiện từ -20°C đến 120°C. Do đó, chúng có thể chịu được nhiệt độ và áp suất cao hơn vật liệu nhựa
• Tính kháng khuẩn cao, phù hợp cho nước sạch dân dụng
• Giá thành rẻ hơn, tối ưu so với các dòng kim loại khác như inox, gang

Ứng dụng thực tế

Đồng thau có thể chịu được nhiều nhiệt hơn  các dòng nhựa như PVC, UPVC, khiến chúng trở thành lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng hệ thống ống nước dân dụng. Đồng thau có khả năng chống ăn mòn cực cao và các van cổng làm bằng đồng thau rất lý tưởng cho các ngành sản xuất liên quan đến khí đốt tự nhiên, khí gas, khí nén hoặc nước sạch.

Stainless steel gate valve

Ưu điểm stainless steel gate valve

• Thép không gỉ là vật liệu bền, chịu nhiệt và chống ăn mòn nhất trong các dòng vật liệu hiện nay.
• Chịu được nhiệt độ rất cao (lên đến 800°C) và áp suất.
• Dùng để sản xuất thân van và các chi tiết bên trong gate van như đĩa van, trục van
• Van cổng inox có thiết kế thân đơn giản giúp dễ dàng sửa chữa, vệ sinh và bảo trì
• Được sử dụng trong các ứng dụng liên quan đến chất lỏng, khí và hơi nước, đặc biệt là hóa chất

Ứng dụng thực tế 

Thép không gỉ cực kỳ bền và chống ăn mòn, do đó được sử dụng trong các ứng dụng hàng hải và công nghiệp. Một số ứng dụng phổ biến là:

• Hệ thống khí nén
• Khai thác, lọc hóa dầu khí
• Ứng dụng bùn
• Nước sạch, nước thải, hóa chất

Ductile iron gate valve

Đặc điểm của ductile iron gate valve

• Độ bền của gang xếp hạng ở giữa đồng và thép không gỉ
• Dễ dàng đúc nguyên khối, điền khuôn và độ giãn dài rất thấp, nhưng chất lượng đúc tốt
• Gang dễ ăn mòn theo thời gian.
• Ít tốn kém hơn so với tất cả các vật liệu van khác.

Ứng dụng ductile iron gate valve

Vật liệu gang được sử dụng để chế tạo gate valve trong các môi trường áp suất thấp và nhiệt độ thấp. Vật liệu này là một lựa chọn phổ biến cho các van cổng trong các thiết bị cấp nước, xử lý nước thải, sưởi ấm, thông gió và điều hòa không khí (HVAC). Van cổng gang cực kỳ rẻ nhưng chắc chắn; do đó các van này phù hợp hơn cho các ứng dụng ngầm so với van thép.

Van cổng thép đúc

Ưu điểm của dòng carbon steel gate valve

• Thép carbon đúc là một vật liệu có tính cứng, độ bền cơ học cao.
• Khả năng chịu nhiệt độ áp suất khá cao, chỉ sau vật liệu thép không gỉ

Ứng dụng van cổng thép đúc

• Van cổng làm bằng thép đúc thường được sử dụng trong các nhà máy công nghiệp cho các ứng dụng nhiệt độ và áp suất cao. Tiêu biểu như khai thác dầu khí, hơi nóng

Cách thức vận hành

Gate valve hoạt động tương tự như các loại van khác, việc xoay tay quay tạo nên momen xoắn tạo thành chuyển động tịnh tiến của trục van. Đĩa van được nâng lên hạ xuống. Quá trình vận hành tương đối lâu với dòng tay quay, cần bổ sung hộp số trợ lực dùng cho các hệ thống lớn để giảm bớt lực đóng mở..

Khi đĩa van được nâng lên, lưu chất dẫn truyền qua van sẽ không gặp bất kỳ cản trở, không ảnh hưởng lưu lượng, vận tốc hay áp suất dòng. Khi được sử dụng để điều chỉnh dòng chảy, vận tốc tương đối cao hay áp suất của dòng chảy có thể dẫn đến hao mòn đĩa van, cong vênh làm rút ngắn tuổi thọ của van. Do đó, gate valve chỉ nên được sử dụng để đóng mở hoàn toàn.

Có bao nhiêu loại gate valve thông dụng

Có ba loại phương pháp truyền động van cổng chính:

1. Gate valve tay quay: Thông dụng, đa dạng mẫu mã hay thương hiệu sản xuất. Vậnh hành đơn giản, không yêu cầu kĩ thuật cao
2. Electric gate valve: Van cổng điều khiển điện sử dụng động cơ điện để sinh lực vận hành. Quá trình đóng mở mất từ 8 ~ 20s, nhanh hơn rất nhiều so với vận hành bằng tay thông thường. Sự chính xác gần như tuyệt đối, điều khiển từ xa đều là những ưu điểm đắt giả của dòng này.
3. Knife gate valve: Dòng van cổng dao có đĩa van dẹt như lưỡi dao, phù hợp ứng dụng cho các lưu chất dạng bùn, hạt, vật liệu xây dựng… Đĩa van mỏng, tiết diện nhỏ nên dễ dàng cắt qua lưu chất để đóng van, điều mà các dòng gate valve thông thường không làm được.
4. Pneumatic knife gate valve: Phiên bản nâng cấp với bộ truyền động khí nén, van cổng dao điều khiển khí nén có hiệu quả vận hành cao hơn, tốc độ đóng mở nhanh. Lực vận hành sinh ra lớn phù hợp với các dòng chảy mạnh, lưu lượng lớn. |Quá trình vận hành cần yêu cầu hệ thống khí nén. Van có tính an toàn cao, không lo cháy nổ trong các môi trường nhiệt độ cao

Ứng dụng thực tế của sản phẩm

Van cổng có nhiều ứng dụng công nghiệp và dân dụng.

• Bùn: Van cổng thường được sử dụng trong các đường dẫn lưu chất dạng bùn, hạt, các phân xưởng sản xuất vật liệu xây dựng. Knife gate valve với đĩa van mỏng như dao có thể dễ dàng cắt xuyên qua bùn để đóng
• Hệ thống cấp nước sạch, nước sinh hoạt cho chung cư, đô thị, nhà máy nước sạch.
•  Hệ thống thoát nước chống ngập úng, hệ thống thủy lợi, tưới tiêu, …
• Hệ thống xử lý nước thải.
• Sử dụng trong ngành thực phẩm, đồ uống, nước giải khát…
• Hệ thống phòng cháy chữa cháy, cứu hỏa.
• Sử dụng cho các nhà máy, xí nghiệp như: nhà máy dệt, nhuộm, đóng tàu,…
• Sử dụng cho các môi trường nước nóng, hơi nước, dầu, khí gas….

Tham khảo thêm: Ball valve là gì?