Cấu tạo van cổng công nghiệp gồm những bộ phận nào?
Để lựa chọn, lắp đặt và bảo trì van cổng đúng cách, người kỹ thuật cần nắm rõ cấu tạo van cổng từ bên trong ra bên ngoài. Mỗi bộ phận đảm nhận một chức năng riêng và ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất làm kín, tuổi thọ cũng như khả năng vận hành của toàn hệ thống đường ống.
Sơ đồ cấu tạo tổng quan của van cổng
Van cổng công nghiệp (gate valve) được cấu thành từ hai nhóm bộ phận chính: phần thân chịu áp và phần cơ cấu vận hành. Hai nhóm này phối hợp với nhau để thực hiện chức năng đóng mở dòng chảy hoàn toàn trong đường ống dẫn lưu chất.
Dưới đây là các bộ phận cơ bản có mặt trong hầu hết các loại van chặn từ van cổng gang, van cổng thép carbon đến van cổng inox.
Các bộ phận chính trong cấu tạo van cổng
1. Thân van (Body)
Thân van là bộ phận lớn nhất, chịu toàn bộ áp suất làm việc và tiếp xúc trực tiếp với lưu chất. Đây là nơi lắp đặt tất cả các chi tiết bên trong. Vật liệu thân van quyết định khả năng chịu nhiệt, chịu ăn mòn và cấp áp suất của toàn bộ van cổng công nghiệp.
• Gang xám GG25, gang cầu GGG50: dùng cho van cổng gang áp suất thấp
• Thép carbon WCB: dùng cho van cổng thép chịu áp suất và nhiệt độ cao
• Inox CF8 (tương đương 304), CF8M (tương đương 316): dùng cho môi trường ăn mòn
2. Nắp van (Bonnet)
Nắp van che kín phần trên của thân van, tạo buồng chứa trục van và cơ cấu vận hành. Nắp van được kết nối với thân bằng bulong hoặc ren, kèm theo gioăng làm kín để ngăn rò rỉ lưu chất ra ngoài. Đây cũng là vị trí thay thế vòng đệm trục (packing) khi bảo trì van cổng định kỳ.
3. Đĩa chặn (Gate/Wedge)
Đĩa chặn là bộ phận trực tiếp đóng mở dòng chảy. Khi đĩa hạ xuống hoàn toàn, lưu chất bị chặn lại; khi nâng lên hoàn toàn, dòng chảy thông suốt với tổn thất áp suất cực thấp. Có hai kiểu đĩa chặn phổ biến trong các loại van cổng hiện nay:
• Đĩa nêm đặc (solid wedge): cứng vững, phổ biến nhất, phù hợp hầu hết ứng dụng
• Đĩa nêm linh hoạt (flexible wedge): giảm kẹt khi nhiệt độ thay đổi, dùng nhiều trong hệ thống hơi nước
• Đĩa song song (parallel disc): dùng trong van cổng thân song song, ít phổ biến hơn
4. Trục van (Stem)
Trục van truyền lực từ tay quay xuống đĩa chặn, điều khiển quá trình đóng mở. Trục van được làm từ thép không gỉ hoặc thép hợp kim để chống ăn mòn và mài mòn. Có hai kiểu trục van trong cấu tạo van cổng:
• Trục nổi (rising stem): trục tịnh tiến lên xuống khi vận hành, dễ quan sát trạng thái
• Trục chìm (non-rising stem): trục quay tại chỗ, thích hợp không gian lắp đặt hẹp
5. Vòng đệm trục (Packing / Gland)
Vòng đệm trục bịt kín khe hở giữa trục van và nắp van, ngăn lưu chất rò rỉ ra môi trường. Đây là bộ phận cần thay thế định kỳ trong quá trình bảo trì van cổng công nghiệp. Vật liệu packing phổ biến gồm PTFE, grafit và sợi Aramid tùy theo nhiệt độ và tính chất lưu chất.
6. Ghế van (Seat Ring)
Ghế van là bề mặt tiếp xúc trực tiếp với đĩa chặn khi van đóng, tạo nên độ kín của van cổng. Ghế van có thể được đúc liền với thân hoặc lắp rời để dễ thay thế. Vật liệu ghế van thường cứng hơn thân van để chịu mài mòn tốt hơn.
7. Tay quay và bộ truyền động (Handwheel / Actuator)
Tay quay là cơ cấu vận hành thủ công, truyền mô men xoắn xuống trục van. Với van cổng công nghiệp kích thước lớn hoặc lắp đặt ở vị trí khó tiếp cận, bộ truyền động điện (electric actuator) hoặc khí nén (pneumatic actuator) được sử dụng thay thế để tự động hóa vận hành.
Vai trò của từng bộ phận trong vận hành
Hiểu rõ chức năng từng bộ phận trong cấu tạo van cổng giúp kỹ thuật viên nhanh chóng xác định nguyên nhân sự cố. Rò rỉ tại trục thường do packing mòn; rò rỉ tại thân van hoặc mặt bích chỉ đến vấn đề gioăng; van không kín khi đóng thường do đĩa chặn hoặc ghế van bị mài mòn.
Cấu tạo van cổng gồm nhiều bộ phận phối hợp chặt chẽ với nhau. Nắm vững từng chi tiết không chỉ giúp chọn đúng loại van cổng công nghiệp phù hợp với yêu cầu kỹ thuật mà còn là nền tảng để thực hiện bảo trì, sửa chữa hiệu quả, kéo dài tuổi thọ thiết bị trong suốt vòng đời vận hành.