Trong mạng lưới cấp nước của thành phố, nước di chuyển qua hàng trăm km đường ống. Các đường ống di chuyển từ nhà máy xử lý đến nhà ở, nhà máy và vòi chữa cháy.
Hệ thống nước cũng cần tín hiệu và lối vào để duy trì trật tự. Đây là nơi các loại van bướm đi vào. Các van điều khiển nước đi đến đâu và tốc độ dòng chảy như thế nào.
Hướng dẫn này thảo luận về những gì một kỹ sư dự án hoặc chuyên gia thực địa cần biết về nguyên lý hoạt động của van bướm và các loại khác nhau. Nó cũng thảo luận về ưu và nhược điểm của van bướm, và cách các loại van bướm khác nhau được sử dụng trong hệ thống cấp nước.
Van bướm xử lý nước là gì?
Van bướm điều khiển chất lỏng bằng cách xoay một đĩa phẳng 90 độ bên trong thân ống. Nó xoay một phần tư vòng. Van đóng khi đĩa được định vị vuông góc với đường dòng chảy. Để mở van, đĩa được xoay để song song với dòng chảy.
Tên của van bắt nguồn từ hình dạng giống cánh của đĩa khi nó xoay từ trục của nó. Vòng quay 90 độ cho phép hành động nhanh chóng để cô lập dòng chảy ngay lập tức.
Van bướm được khuyến nghị cho cấp nước, phân phối nước, hệ thống thu gom, trạm bơm và nhà máy xử lý nước. Chúng được xác định bởi thân nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ và hành động nhanh. Điều này làm cho chúng trở thành lựa chọn ưu tiên cho các đường ống DN 200 (8 inch) trở lên.
Sơ đồ bộ phận van bướm: Giải thích các thành phần chính
Phần này thảo luận về các thành phần chính sẽ giúp người mua chỉ định cấu hình chính xác. Hiểu các bộ phận chính cũng giúp đội bảo trì xác định bộ phận nào bị mòn nhanh.
1. Thân van
Đây là vỏ ngoài vừa vặn giữa hoặc trên mặt bích ống. Các vật liệu tiêu chuẩn trong dịch vụ nước là gang dẻo GGG50 theo EN 1563 với lớp phủ bột epoxy liên kết nóng chảy (tối thiểu 250 micron). Lớp phủ epoxy bảo vệ chống ăn mòn và ngăn ngừa ô nhiễm nước uống.
2. Đĩa
Bộ phận quay này giống như một cánh cổng ngăn chặn hoặc cho phép dòng chảy. Trong các ứng dụng nước, đĩa thường là gang dẻo với một lớp thép không gỉ 316 cạnh hàn. Cạnh thép không gỉ cung cấp bề mặt làm kín chống ăn mòn, chống lại tác động mài mòn của nước chảy.
3. Trục hoặc Cán
Trục nối đĩa với tay cầm hoặc bộ truyền động bên ngoài. Trong một van bướm có bộ truyền động, thiết kế trục hai mảnh cho phép bạn tháo trục trên để bảo trì. Không cần tháo rời toàn bộ thân van. Vật liệu tiêu chuẩn được sử dụng để ngăn ngừa ăn mòn là thép không gỉ 316.
4. Gioăng
Vòng đệm là điểm ngăn rò rỉ chính. Nó là vòng đệm bên trong nơi đĩa ép vào khi van đóng. Các vật liệu vòng đệm phổ biến bao gồm cao su EPDM, PTFE và NBR. Chúng phụ thuộc vào các loại nước khác nhau.
5. Phớt và Vòng đệm chữ O
Nhiều vòng O-ring làm kín trục nơi nó thoát ra khỏi thân van. Điều này ngăn ngừa rò rỉ dọc theo trục. Thiết kế hiện đại sử dụng cấu hình vòng O-ring xếp chồng lên nhau. Nếu một vòng đệm bị hỏng, các vòng đệm khác sẽ duy trì tính toàn vẹn của áp suất cho đến lần bảo trì theo lịch trình tiếp theo.
6. Giao diện truyền động
Đỉnh trục được kết nối với một đòn bẩy, bánh xe tay, hộp số hoặc bộ truyền động. Các mặt bích được lắp đặt theo ISO 5210 (lắp đặt bộ truyền động đa vòng quay) hoặc ISO 5211 (lắp đặt bộ truyền động một phần tư vòng).
Nguyên lý hoạt động của van bướm
Van bướm hoạt động như thế nào? Nguyên lý hoạt động của nó rất đơn giản. Đĩa nằm bên trong đường ống, gắn trên một trục trung tâm.
Ở vị trí đóng, nó tạo ra một lớp đệm kín khi đĩa vuông góc với dòng chảy và ép vào mặt ghế.
Ở vị trí mở, bộ truyền động xoay trục 90 độ và đĩa xoay theo. Đĩa song song với hướng dòng chảy. Nước giờ đây có thể chảy tự do quanh cạnh mỏng của đĩa.
Ở vị trí xoay một phần, giữa 0 và 90 độ, nó cũng cho phép điều chỉnh lưu lượng đầy đủ. Mối quan hệ giữa góc đĩa và tốc độ dòng chảy tuân theo một trong các mẫu sau:
- ·Lưu lượng gần tuyến tính – cho thấy vị trí đĩa tương ứng trực tiếp với tốc độ dòng chảy. Khi mở 60%, khoảng 60% lưu lượng tối đa đi qua. Điều này phổ biến trong các thiết kế lệch tâm kép.
- Lưu lượng mở nhanh – cho thấy sự gia tăng lưu lượng nhanh chóng trong 30 đến 40 độ mở đầu tiên. Chuyển động bổ sung nhỏ hơn mang lại ít thay đổi hơn ở các góc lớn hơn. Điều này phổ biến trong các thiết kế đồng tâm tiêu chuẩn.
Lựa chọn loại van bướm phù hợp cho dự án của bạn
Các loại van khác nhau hoạt động khác nhau. Loại phù hợp phụ thuộc vào các yếu tố sau:
- Kích thước ống
- Áp suất hoạt động
- Yêu cầu về cấp độ đóng kín
- Tần suất hoạt động của van
Dưới đây là bảng tóm tắt các loại van khác nhau, thông số kỹ thuật và ứng dụng của chúng:
| Tính năng | đồng tâm | Lệch tâm kép | Lệch tâm ba |
| Mòn mặt ghế | Cao hơn | Thấp hơn | Tối thiểu |
| Mô-men xoắn vận hành | Cao hơn | Thấp hơn | Thấp nhất |
| Áp suất tối đa | PN 10 (145 psi) | PN 16 (232 psi) | PN 40 (580 psi) |
| Lớp đóng kín | Lớp IV–V | Lớp V–VI | Lớp VI / EN 12266-A |
| Dải kích thước điển hình | DN 50–600 | DN 150–1600 | DN 150–2500 |
| Ứng dụng điển hình | Tưới tiêu, áp suất thấp | Đường ống nước thành phố | Áp suất cao, quan trọng |
Lắp đặt van bướm xử lý nước: Phương pháp kết nối và truyền động
Lựa chọn kiểu kết nối phù hợp là rất quan trọng đối với việc lắp đặt van bướm xử lý nước và bảo trì trong tương lai.
- Kiểu Wafer: Kiểu này lắp giữa các mặt bích ống. Đây là kiểu nhỏ gọn và tiết kiệm chi phí nhất. Tuy nhiên, nó không phù hợp cho dịch vụ cuối đường ống.
- Kiểu Lug: Kiểu này có các tai ren. Nó cho phép ngắt kết nối một bên của đường ống mà không ảnh hưởng đến bên kia. Điều này lý tưởng cho các thiết lập dễ bảo trì.
- Kiểu Double Flanged: Kiểu này bao gồm các mặt bích riêng của nó. Nó cũng cung cấp kết nối mạnh nhất cho các đường ống có đường kính lớn (từ 24 inch trở lên).
Đối với các hệ thống tự động, một van bướm có bộ truyền động thường được yêu cầu. Bạn có thể chọn từ bộ truyền động điện để tích hợp SCADA, bộ truyền động khí nén để phản ứng nhanh, hoặc bộ truyền động thủy lực cho các ứng dụng mô-men xoắn rất cao.
Van bướm xử lý nước được sử dụng ở đâu trong hệ thống cấp nước?
Van điều khiển lưu lượng xử lý nước xuất hiện ở mọi giai đoạn của mạng lưới nước hiện đại.
Bảng dưới đây tóm tắt các loại van cụ thể, thông số kỹ thuật và nơi chúng thường được sử dụng:
| Lĩnh vực ứng dụng | Trường hợp sử dụng cụ thể | Kích thước & Loại van điển hình | Yêu cầu kỹ thuật chính |
| Đường ống chính đô thị | Cách ly truyền tải và phân phối | DN 600 – DN 2500; Van lệch tâm kép hoặc ba | Áp suất cao (PN 16–PN 25); Tay quay điều khiển bằng hộp số. |
| Nhà máy xử lý nước | Lấy nước thô, rửa ngược bộ lọc, châm hóa chất | DN 50 – DN 2000; Van đồng tâm hoặc lệch tâm kép | Đế van bằng PTFE cho hóa chất; Bộ truyền động điện cho chu trình rửa ngược tự động. |
| Trạm bơm | Cách ly hút/xả bơm; đường bypass dòng chảy | Đa dạng; Van lệch tâm kép | Đế van tuân thủ AWWA C504; Bộ truyền động trả về lò xo an toàn khi gặp sự cố cho các trường hợp khẩn cấp. |
| Hồ chứa & Lưu trữ | Chu trình nạp và rút nước vào/ra; cách ly bể | Đa dạng; Xác định theo cột áp tĩnh | Lớp áp suất được chọn dựa trên chiều cao (ví dụ: PN 10 cho chiều cao 30m). |
| Quản lý áp lực | Kiểm soát ranh giới khu vực (Khu vực đo lường quận) | Đa dạng; Các loại hiệu suất cao | Bộ truyền động điện để cân bằng áp suất tự động và ngăn ngừa sốc áp. |
| PCCC | Mức áp suất cao (PN 16–PN 25); Bánh xe điều khiển bằng tay vận hành hộp số. | Tuân thủ NFPA 13 | Phải bao gồm cơ chế khóa hoặc công tắc chống giả mạo để giám sát vị trí. |
| Xử lý nước thải | Cô lập dòng chảy vào, bể sục khí, kiểm soát dòng chảy ra | Thiết kế mặt bích gia cố | Cao su có độ cứng cao hơn và lớp phủ epoxy/polyurethane chống ăn mòn. |
| Quy trình công nghiệp | Tháp giải nhiệt, nước quy trình sản xuất | Đa dạng; Tùy chọn thân bằng thép không gỉ | Vật liệu mặt bích chống hóa chất như PTFE hoặc FKM cho hóa chất mạnh. |
Ưu và nhược điểm của van bướm
Khi đánh giá van bướm ưu điểm và nhược điểm, lợi ích cho các dự án nước quy mô lớn là rõ ràng:
Thuận lợi
- Thiết kế nhỏ gọn của nó chiếm khoảng một phần ba không gian của van cổng.
- Ở kích thước DN 200 trở lên, chúng có hiệu quả về chi phí vì chúng rẻ hơn van cổng từ 30 đến 50%.
- Sự cản trở tối thiểu làm giảm chi phí năng lượng bơm và đảm bảo giảm áp suất thấp.
Nhược điểm
- Đĩa vẫn nằm trong dòng chảy. Điều này ngăn cản việc sử dụng các thiết bị làm sạch đường ống.
- Việc điều chỉnh lưu lượng tốc độ cao có thể dẫn đến nguy cơ xâm thực và hư hỏng đĩa.
Mẹo cài đặt và bảo trì
Thích hợp việc lắp đặt van bướm xử lý nước ngăn ngừa rò rỉ sớm. Trong quá trình lắp đặt và bảo trì, mặt bích đường ống luôn phải được làm sạch. Trước khi siết chặt bu lông, luôn kiểm tra sự sai lệch. Sử dụng trình tự siết theo hình sao để đảm bảo áp suất làm kín đồng đều.
Để có độ tin cậy lâu dài, hãy thực hiện thay thế van bướm xử lý nước nếu gioăng không còn kín hoàn toàn. Bảo trì định kỳ bao gồm việc vận hành van hàng tháng để ngăn ngừa kẹt, đặc biệt đối với các bộ phận cách ly khẩn cấp ít được sử dụng.
Phần kết luận
Van Xintai, nhà sản xuất van từ năm 1998, cung cấp van bướm xử lý nước bộ phận cho dự án cơ sở hạ tầng nước của bạn.
Lựa chọn van bướm xử lý nước tốt nhất đòi hỏi phải chọn vật liệu đáp ứng xếp hạng áp suất cụ thể của dự án như PN 16. Điều này bao gồm việc chỉ định các thành phần như thân gang dẻo và gioăng EPDM để đáp ứng các yêu cầu chống ăn mòn độc đáo. Bạn cũng phải chọn kiểu truyền động và kiểu kết nối phù hợp với nhu cầu cụ thể của dự án.
