中文简体
Nếu một đường ống cần ngắt nhanh trong một không gian chật hẹp, van cắm thường là thiết kế một phần tư đầu tiên mà bạn nghĩ đến. Nó sử dụng một phích cắm hình trụ hoặc côn có lỗ xoay 90 độ bên trong thân để dừng, bắt đầu hoặc chuyển hướng dòng chảy. Hình dạng nhỏ gọn và đường dẫn dòng chảy ngắn làm cho nó trở thành một lựa chọn thiết thực khi cần đến diện tích và hoạt động nhanh chóng. Tại Tập đoàn Công nghệ Changshui, chúng tôi sản xuất van cổng, van cầu, van bướm, van bi, van một chiều và van điều khiển, đồng thời chúng tôi thường xuyên thảo luận về van cắm với các kỹ sư đang đánh giá các lựa chọn thay thế như van bi hoặc van cổng. Bài viết này giải thích van cắm là gì, cách thức hoạt động, các loại chính, điểm mạnh và giới hạn của nó cũng như những điều cần kiểm tra trước khi bạn chỉ định một loại.
Van cắm là gì?
Van cắm là một van quay một phần tư vòng. Bộ phận bịt kín là một nút chặn, thường có hình trụ hoặc hình côn, nằm bên trong thân van. Phích cắm chứa một hoặc nhiều cổng. Khi cổng thẳng hàng với dòng chảy của cơ thể, van sẽ mở. Khi phích cắm quay 90 độ, cổng sẽ di chuyển ra khỏi lối đi và van sẽ đóng lại. Van cắm thường là thiết bị có hai vị trí, mặc dù các phiên bản nhiều cổng có thể chuyển hướng, trộn hoặc phân chia dòng chảy.
Các bộ phận chính là thân, phích cắm, thân, vỏ và cơ cấu vận hành. Ở kích thước nhỏ, người vận hành là đòn bẩy hoặc tay quay; trong các hệ thống lớn hoặc tự động, bộ truyền động bằng khí nén, điện hoặc thủy lực cung cấp mô-men xoắn. Bởi vì phích cắm là bộ phận chuyển động duy nhất nên van có ít bộ phận bên trong và chiều dài mặt đối mặt ngắn.
Có hai cách tiếp cận niêm phong rộng rãi. Phích cắm kim loại với kim loại, thường được bôi trơn, phù hợp với các dịch vụ mài mòn và áp suất cao. Phích cắm không bôi trơn sử dụng chất đàn hồi hoặc ống nhựa giữa phích cắm và thân, giúp giảm thiểu việc bảo trì và lý tưởng cho môi trường sạch, áp suất thấp.
Van cắm hoạt động như thế nào?
Nguyên tắc làm việc rất đơn giản. Một phích cắm hình trụ hoặc hình nón nằm trong thân. Phía bên đầu cắm có một hoặc nhiều lỗ được gia công để khớp với các cổng trên thân máy. Xoay thân 90 độ để căn chỉnh cổng với đầu vào và đầu ra hoặc xoay mặt cứng của phích cắm vào đường dẫn dòng chảy. Đây là lý do tại sao van cắm được phân loại là van một phần tư.
Những lợi thế chính đến từ hình học. Ở vị trí mở, đường dẫn dòng chảy có thể thẳng hoặc gần thẳng. Điều này giảm thiểu tổn thất áp suất so với van cầu, buộc dòng chảy phải thay đổi hướng. Đối với thiết kế nhiều cổng, phích cắm ba chiều hoặc bốn chiều cho phép một van duy nhất chọn giữa hai đầu ra hoặc trộn hai luồng.
Một mối quan tâm thực tế là mô-men xoắn vận hành. Vì diện tích bịt kín lớn và phích cắm cần quay dưới áp suất đường dây nên việc truyền động có thể yêu cầu mô-men xoắn cao. Van cắm được bôi trơn làm giảm điều này bằng cách bơm mỡ bịt kín để đệm chuyển động quay. Thiết kế không bôi trơn sử dụng ống bọc PTFE, giúp giảm ma sát nhưng hạn chế nhiệt độ và áp suất.
Các loại van cắm
Van cắm bôi trơn
Van cắm bôi trơn use a grease channel that injects a special sealant between the plug and the body. The sealant provides a tight seal, protects against erosion, and enables easier turning under high differential pressure. They are common in gas pipelines, crude oil service, and other applications with moderate to high pressure and temperature. The tradeoff is the need for periodic injection and compatibility of lubricant with the process fluid.
Van cắm không bôi trơn
Van cắm không bôi trơn rely on a non-metallic sleeve, commonly PTFE, PFA, or similar materials, to form the seal. There is no grease injection, so they require less maintenance. They are widely used in water treatment, compressed air, clean fuels, and chemical processes where the fluid is compatible with the soft seat.
Van cắm lệch tâm
Trong van cắm lệch tâm, phích cắm quay quanh trục lệch tâm. Bề mặt bịt kín di chuyển ra khỏi thân xe sớm trong hành trình, giúp giảm ma sát và mài mòn. Thiết kế này rất hữu ích cho nước thải, bùn và các hệ thống có chất rắn lơ lửng có thể mài mòn phích cắm thông thường.
Van cắm có thể mở rộng
Van cắm có thể mở rộng sử dụng cơ chế giãn nở hướng trục hoặc hướng tâm. Khi mở, phích cắm có khe hở so với thân máy; sự giãn nở đẩy nó tiếp xúc để bịt kín. Các van này xử lý áp suất cao và nhiệt độ cao, chẳng hạn như đường cấp hơi nước và nồi hơi, nhưng phức tạp hơn và tốn kém hơn.
Van cắm nhiều cổng
Van cắm nhiều cổng, usually three-way or four-way, are among the most attractive features of plug valve technology. They can direct flow from one inlet to either outlet, mix two streams, or isolate a line in a single device. This reduces the number of fittings and simplifies piping.
Van cắm so với van bi
Khi các kỹ sư hỏi về van cắm, sự so sánh phổ biến nhất là với van bi. Cả hai đều quay một phần tư, cả hai đều có thể được tự động hóa và cả hai đều có thể cung cấp khả năng ngắt chặt chẽ. Tuy nhiên, hình học bên trong và cách tiếp cận bịt kín khác nhau.
| Thuộc tính | Van cắm | Van bi |
|---|---|---|
| Đường dẫn dòng chảy ở vị trí mở | Có thể cắm thẳng qua phích cắm | Đi thẳng qua lỗ khoan |
| Bề mặt niêm phong | Cắm mặt hoặc tay áo | Bóng chạm vào ghế mềm hoặc kim loại |
| Yêu cầu mô-men xoắn | Nói chung cao hơn do diện tích cắm | Thấp hơn, đặc biệt với bóng nổi |
| Khả năng đa cổng | Tuyệt vời với cơ thể ba/bốn chiều | Có thể nhưng ít phổ biến hơn |
| Bảo trì | Các loại bôi trơn cần bôi trơn định kỳ | Tối thiểu trên van bi ngồi mềm |
| Dịch vụ điển hình | Khí, bùn, chất mài mòn | Chất lỏng sạch, nước, nhiên liệu |
Trong các ứng dụng chất lỏng sạch, trong đó mô-men xoắn vận hành thấp và bảo trì tối thiểu là ưu tiên hàng đầu, van bi thường dẫn đầu. Đây là lý do tại sao nhiều hệ thống thép không gỉ sử dụng van bi mặt bích để bật/tắt thường xuyên. Tập đoàn Công nghệ Changshui cung cấp van bi mặt bích bằng thép không gỉ được thiết kế cho các phương tiện ăn mòn và vệ sinh, cung cấp tùy chọn xoay một phần tư để bổ sung cho các vai trò mà van cắm có thể được chỉ định quá mức.
Van bi mặt bích bằng thép không gỉ cho phương tiện vệ sinh và ăn mòn Được thiết kế để bật/tắt định kỳ trong các dây chuyền dầu khí, hóa chất và dược phẩm, van bi mặt bích bằng thép không gỉ này cung cấp mô-men xoắn thấp và bảo trì tối thiểu, khiến nó trở thành lựa chọn thiết thực khi van cắm có thể được chỉ định quá mức. Xem sản phẩm → Nơi sử dụng van cắm
Van cắm không phổ biến nhưng chúng vẫn mạnh ở một số ngóc ngách:
- Đường dây thu gom dầu và khí đốt và hệ thống phóng/tiếp nhận lợn, nơi việc chuyển hướng dòng chảy và ngắt chặt chẽ là rất cần thiết.
- Đường thoát nước của trang trại bể chứa và hệ thống thoát nước trọng lực vì chiều dài thân ngắn cho phép bố trí trạm nhỏ gọn.
- Các nhà máy hóa chất cần van ba chiều hoặc bốn chiều để lựa chọn giữa các dòng sản phẩm hoặc pha trộn nguyên liệu.
- Dịch vụ xử lý nước thải và bùn, đặc biệt với thiết kế lệch tâm hoặc bôi trơn.
- Bộ phận phân phối khí đốt và đầu đốt, trong đó ưu tiên sử dụng van quay một phần tư đơn giản với vị trí đóng/mở có thể nhìn thấy được.
Thiết kế không bôi trơn cũng được tìm thấy trong các đường dẫn khí nén và hệ thống khí dụng cụ, trong đó ống bọc PTFE trơ về mặt hóa học và việc bảo trì là tối thiểu. Trong mỗi trường hợp này, van phải phù hợp với môi trường và loại áp suất; nếu không, phích cắm có thể bị kẹt hoặc ghế có thể bị hỏng.
Tiêu chí lựa chọn và cân nhắc mua hàng
Cấp áp suất và nhiệt độ
Điều đầu tiên cần xác minh là mức áp suất danh nghĩa và phạm vi nhiệt độ. Đối với nước và không khí áp suất thấp, thân PN10 hoặc PN16 có đế mềm hoạt động tốt. Đối với hơi nước, khí xử lý hoặc áp suất chênh lệch cao, bạn cần thân bằng thép đúc hoặc thép không gỉ và phích cắm được bôi trơn hoặc có thể mở rộng. Đây thường là nơi van cổng được chỉ định thay thế, bởi vì nó có lối đi thẳng hoàn toàn và một đế kim loại đã được kiểm chứng. Van cổng mặt bích bằng thép đúc của Tập đoàn Công nghệ Changshui là một ví dụ về giải pháp thay thế chắc chắn cho dịch vụ Loại 150/300 trong đó van cắm không có sẵn với kích thước yêu cầu.
Van cổng mặt bích bằng thép đúc cho dịch vụ loại 150/300 Cung cấp một lối đi thẳng hoàn toàn và mặt tựa bằng kim loại bền, van cổng bằng thép đúc này đóng vai trò như một giải pháp thay thế chắc chắn cho hệ thống áp suất cao hoặc hơi nước khi van cắm không có sẵn ở các kích cỡ yêu cầu. Xem sản phẩm → Khả năng tương thích vật liệu
Vì phích cắm và đế tiếp xúc trực tiếp với chất lỏng nên việc kết hợp vật liệu là rất quan trọng. Thân bằng gang phù hợp với nước và môi trường trung tính; thép không gỉ cần thiết cho clorua, axit và các quá trình quan trọng về vệ sinh; thép đúc được sử dụng cho các hệ thống nhiệt độ cao hoặc áp suất cao. Van lót Fluorine là một lựa chọn cho các hóa chất có tính ăn mòn cao. Để hiểu các giới hạn của thép cacbon và thép không gỉ, việc xem xét lựa chọn vật liệu trước khi thực hiện là rất hữu ích. Một hướng dẫn thực tế có sẵn ở đây: hướng dẫn lựa chọn van thép đúc .
định cỡ cv
Hệ số lưu lượng (Cv) xác định độ giảm áp suất tại một lưu lượng nhất định. Bởi vì van cắm có diện tích dòng chảy hạn chế nên Cv thấp hơn van bi hoặc van cổng có cùng kích thước. Nếu hệ thống của bạn cần giảm áp suất thấp, hãy cân nhắc việc mở rộng van hoặc sử dụng thiết kế có cổng. Việc tính toán Cv được giải thích chi tiết tại đây: Công thức CV và ví dụ thực tế .
Cấu hình cổng
Van cắm nhiều cổng are valuable, but be aware that some configurations do not provide full shutoff in all positions. For example, a T-port three-way valve may allow flow through one outlet while the closed position isolates the other. Define your fail-safe position and required number of seats before ordering.
Bảo trì và khắc phục sự cố
- Nếu phích cắm khó vận hành, nguyên nhân thông thường là do thiếu chất bôi trơn hoặc chất bịt kín bị cứng. Đối với các van được bôi trơn, hãy sử dụng bộ cấp liệu thích hợp theo lịch trình.
- Nếu rò rỉ xuất hiện xung quanh thân cây, hãy siết chặt hoặc thay thế vòng đệm. Van một phần tư có mặt tựa mềm không được vặn quá chặt.
- Đối với các thiết kế không được bôi trơn, hãy kiểm tra ống bọc PTFE xem có bị phồng hoặc bị xước không. Một số hóa chất có thể tấn công ống tay áo mặc dù thân máy tương thích.
- Đối với cài đặt tự động, hãy xác minh rằng mô-men xoắn của bộ truyền động khớp với mô-men xoắn của van. Lực tăng và chu kỳ nhiệt độ có thể tăng mô-men xoắn theo thời gian.
Tóm tắt và tư vấn mua hàng
Van cắm là một van quay một phần tư nhỏ gọn, đáng tin cậy, có thể tắt, chuyển hướng hoặc trộn dòng chảy trong một thiết bị cố định. Nó vượt trội khi không gian bị giới hạn, cần định tuyến nhiều cổng và phương tiện tương thích với cơ chế niêm phong. Nó không phải là sự lựa chọn đúng đắn cho mọi đường ống; mô-men xoắn cao, khả năng tương thích chất bôi trơn và giới hạn áp suất cao phải được cân bằng với lợi ích.
Khi quy trình sạch sẽ và yêu cầu chỉ đơn giản là van một phần tư có mô-men xoắn thấp, van bi bằng thép không gỉ có thể phù hợp hơn. Khi lớp áp suất tăng lên, van cổng bằng thép đúc cung cấp một giải pháp thay thế thận trọng. Đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi tại Tập đoàn Công nghệ Changshui có thể giúp đánh giá các điều kiện vận hành đầy đủ và chỉ cho bạn dòng van chính xác, bao gồm các tùy chọn cổng sắt dẻo, bướm và van một chiều trong đó van cắm sẽ hoạt động quá mức cần thiết.
