Van Điều Tiết (GLOBE VALVES)

Nguyên lý hoạt động của van điều tiết lưu lượng nước:

Dòng chảy đi qua van cửa là dòng chảy thẳng hướng. Trong van điều tiết dòng chảy khi qua van bị chuyển hướng.

Sự đổi hướng dòng chảy này tạo nên sự cuộn xoáy và áp suất của dòng chảy qua van cũng bị giảm nhiều hơn, do đó năng lượng đòi hỏi để chuyển chất lỏng qua van điều tiết cũng lớn hơn. Trong van điều tiết lưu lượng nước phần đáy của cửa van nằm song song với hướng của dòng chảy. Trong van cửa, lực ma sát giữa vòng làm kín và van chỉ được chấm dứt khi van được mở hoàn toàn. Còn trong van điều tiết cửa van không trượt dọc theo bề mặt của vòng làm kín, do vậy mọi tiếp xúc giữa cửa van và vòng làm kín sẽ chấm dứt  khi bắt đầu có dòng chảy.

Đối với van cửa khi thực hiện quá trình đóng và mở van sẽ xảy ra sự mài mòn do lực ma sát giữa các vòng làm kín và cửa van còn đối với van điều tiết thì chỉ tạo nên sự mài mòn nhỏ. Do vậy trong các công việc đòi hỏi phải vận hành van một cách thường xuyên thì van điều tiết lưu lượng nước là loại thích ứng hơn.
Khi van cửa được dùng trong quá trình điều tiết thì sự mài mòn của dòng chảy tạo nên độ mòn không đồng đều ở phần đáy của cửa van. Còn trong van điều tiết khi ở vị trí điều tiết thì toàn bộ phần cửa van nằm trong dòng chảy. Do đó sự mài mòn xảy ra đồng đều hơn. Khi vòng làm kín và cửa van bị mài mòn đồng đều nhau thì sau một thời gian sử dụng lâu dài vẫn giữ được độ kín của nó. Vì lý do này nên chúng thường được dùng trong quá trình điều tiết dòng chảy.

Trong hình vẽ mô tả van đang ở vị trí điều tiết. Khi dòng chảy từ điểm A tới điểm  B thì khả năng cửa van đóng bất thình lình và tắc nghẽn khi nó ở gần với vòng làm kín. Để có được sự vận hành ổn định, van điều tiết phải được lắp đặt  vào  hệ thống theo hướng dòng chảy vật chất đi từ phần dưới của cửa van lên.

Van điều tiết lưu lượng nước đôi khi cũng được thiết kế theo dạng góc.

Hướng dòng chảy qua van dạng này bị thay đổi ít hơn so với van điều tiết thông  thường nên độ xoáy của dòng chảy và sự sụt áp đi qua van cũng ít hơn.

Thiết kế cửa van

Cửa van của van điều tiết cũng có nhiều dạng thiết kế khác nhau. Loại thông dụng nhất là dạng nút. Loại này có dạng côn ở phần dưới.

Vòng làm kín cũng có dạng côn ăn khớp với cửa van. Vì thế nếu như cửa van có khuyết tật một phần thì nó vẫn giữ được độ kín.

Có rất nhiều dạng thiết kế cửa nút khác nhau nên trong sử dụng ta phải lựa chọn loại thích ứng cho công việc đòi hỏi.

Hình trên mô tả dạng cửa nút thao tác nhanh khi thực hiện việc đóng hay mở dòng chảy chỉ cần những chuyển động nhỏ của cần van. Loại này thường dùng trong quá trình đóng hay mở dòng chảy.

Các van điều tiết lưu lượng nước có cửa van dạng nút thường có nhiều kiểu thiết kế khác nhau

Ví dụ như cửa dạng chữ V, cửa cân bằng (dạng thẳng), cửa với đường làm kín, cửa dạng chốt. Với các dạng cửa van loại này những chuyển động nhỏ của cần van chỉ tạo nên những thay đổi nhỏ trong lưu lượng dòng chảy. Những van điều tiết thường được sử dụng ở vị trí mở một phần và vị trí đóng vì mục đích sử dụng loại van này là để dùng điều tiết dòng chảy. Hình vẽ dưới đây mô tả một dạng khác của van điều tiết chúng được gọi là đĩa van nhiều thành phần.

Cửa van được chế tạo bằng kim loại và lớp vật liệu có tính đàn hồi như cao su. Khi  đóng van hoàn toàn vòng làm kín sẽ tiếp xúc với lớp vật liệu đàn hồi.

Trong hệ thống ống dẫn đôi khi có chứa các tạp chất rắn, những tạp chất này có thể lắng đọng trên bề mặt vòng làm kín hay cửa van và chúng có thể làm cho van không thể đóng được hoàn toàn. Khi sử dụng đĩa nhiều thành phần thì các tạp chất rắn này sẽ tiếp xúc với phần vật liệu có tính chất đàn hồi do đó ta vẫn có được độ kín khi van ở vị trí đóng.

Hình vẽ dưới đây mô tả một loại cửa van khác. Trong loại này cửa van và vòng làm kín đều được chế tạo bằng kim loại, khi đóng van nếu như có các tạp chất rắn lắng đọng trên vòng làm kín hay cửa van thì chúng sẽ bị nghiền nhỏ.

Xem thêm: Van điều tiết lưu lượng nước AYVAZ

Nguồn: ST