Hãy đăng nhập để có nhiều chức năng hữu dụng hơn và xem ảnh rõ hơn!
Bạn phải đăng nhập để xem được nội dung, nếu bạn chưa có tài khoản? hãy Đăng ký mới
x
Van cửa phai là gì? Cấu tạo và phân loại
Khái niệm: Ngăn dòng và điều tiết mực nước là yêu cầu bắt buộc trong mọi công trình thủy lợi cũng như xử lý nước. Đối với các đường ống và dòng chảy nhỏ, chúng ta quen thuộc với các loại van bi, van bướm, van dao, van cổng…
Tuy nhiên, để ngăn dòng chảy trong đường ống lớn, miệng cống, trên kênh hoặc giữa các bể chứa, hồ chứa thì phải dùng tới thiết bị chuyên dụng hơn. Đó là Van cửa phai
- Điều tiết lưu lượng: Van cửa phai thuận. Khi đóng cánh van ở vị trí thấp nhất, khi mở nước chảy qua khe mở của cánh van. Van mở càng lớn lưu lượng dòng chảy qua van càng lớn
- Điều tiết mực nước: Van cửa phai ngược. Khi đóng cánh van ở vị trí cao nhất, khi mở cánh van hạ xuống dần, nước tràn qua khe mở của van. Van mở càng lớn mực nước tràn qua hạ xuống càng thấp.
*Phân loại theo vật liệu chế tạo:
- Van cửa phai thép: thường chế tạo bằng đúc nguyên khối, sơn chống rỉ hoặc mạ tĩnh điện
- Van cửa phai thép không rỉ: thường chế tạo bằng inox SUS 304, 316
- Van cửa phai composite: vật liệu nhựa cốt sợi thủy tinh ép khuôn
*Phân loại theo phương pháp điều khiển:
- Van đóng mở bằng tay quay thủ công: đối với các van nhỏ, nhẹ, ít đóng mở hoặc có người vận hành thường trực
- Van đóng mở bằng tay quay thủ công có hộp số trợ lực: Van lớn, cần trợ lực tay quay
- Van đóng mở bằng động cơ hộp giảm tốc: Van cần thiết điều khiển đóng mở từ xa bằng nút bấm hoặc chương trình điều khiển tự động.
- Van đóng mở bằng thủy lực: Đối với các van cần đóng nhanh mở nhanh. Thực tế nếu dùng tay quay hoặc mô tơ giảm tốc, để đóng mở hết hành trình của 1 van cần từ vài phút đến hàng chục phút. Van đóng mở bằng thủy lực cho phép rút ngắn thời gian đóng mở van.
Tuy có nhiều cách phân biệt van cửa phai, nhưng thực tế chia làm 2 nhóm chính là van cửa phai lắp trên kênh hở và van cửa phai lắp kênh kín, miệng cống.
Hai loại van này khác nhau cơ bản về cấu tạo. Có thể phân tích và so sánh 2 loại van này như sau:
2. So sánh van cửa phai
2.1 Van cửa phai lắp trên kênh hở
Có nhiều dạng kênh hở trong các công trình thủy lợi bao gồm kênh lăng trụ và kênh phi lăng trụ. Kênh lăng trụ là kênh nhân tạo, được xây dựng có tiết diện mặt cắt ngang và độ dốc đáy không đổi trong suốt chiều dài. Mặt cắt ngang có thể là hình chữ nhật, hình thang hoặc bán nguyệt. Các dạng khác được gọi là phi lăng trụ, thường là các kênh tự nhiên. Van cửa phai được bố trí lắp đặt tại các vị trí đầu vào và đầu ra trên các kênh hở để thuận tiện điều tiết nước từ các nguồn nước đến các nhánh tiêu thụ.
Không chỉ trong lĩnh vực thủy lợi, trong ngành xử lý nước cũng có nhiều đoạn kênh hở cần sử dụng van cửa phai loại này. Ví dụ trong nhà máy xử lý nước công suất lớn, người ta chia ra làm nhiều modul xử lý, trong quá trình bảo trì bảo dưỡng một trong số các modul chỉ cần đóng van cửa phai của nhánh đó để thực hiện bảo dưỡng sửa chữa mà không làm ảnh hưởng đến sự hoạt động của các modul khác.
Đối với kênh hở, Van cửa phai được thiết kế để nằm trên mặt cắt ngang của kênh.
Với các kênh nhỏ kích thước cánh van dưới 1500mm , kích thước ngoài của khung van bằng kích thước lòng trong của kênh, khi lắp đặt chỉ cần cố định 3 mặt của van và tường và đáy kênh bu lông neo( Hình 2)
Với các kênh lớn kích thước cánh van trên 1500mm, phải xây dựng vị trí rãnh đặt van trên kênh, điều này đảm bảo độ chắc chắn cho van trước áp lực nước lớn( Hình 1)
2.2 Van cửa phai lắp trên kênh kín, miệng cống
Van cửa phai lắp trên kênh kín, miệng cống là van được ốp trên thành tường. Tấm chắn(cánh van) phủ kín toàn bộ tiết diện ngang của miệng cống hoặc cửa kênh. Do đó loại van này đòi hỏi tấm chắn(cánh van) phải lớn hơn tiết diện của miệng kênh/cống.
Van chỉ được lắp ở đầu hoặc cuối của đoạn kênh/cống tại vị trí cửa xả hoặc cửa thu nước.
Trong thực tế, đây là loại van phổ biến nhất, được ứng dụng rộng rãi nhất.
Van thường lắp đặt ở cửa nhánh sông, cống thoát nước, tại các vách ngăn hồ chứa nước, hồ sinh học…
- Khung van: Là phần chịu lực chính được lắp cố định vào thành tường
Khung van có nhiệm vụ giữ cánh van trong suốt hành trình đóng mở. Cho phép cánh van di chuyển theo 1 phương không đổi ngay cả khi có áp lực của nước tác động
- Cánh van: Là bộ phận chính, có tác dụng ngăn dòng chảy. Cánh van chặn ngang tiết diện của kênh hoặc miệng cống, không cho nước lưu thông khi đóng và điều tiết lưu lượng hoặc mực nước khi mở
- Trục truyền: Là phần nối cánh van với trục vít me nâng. Khi vít me quay, trục truyền nâng lên hoặc hạ xuống để đóng/mở van. Có thể dùng 1 hoặc 2 trục truyền tùy theo kích thước cánh van
- Dẫn hướng: Có tác dụng giữ cho trục truyền di chuyển theo phương cố định, đảm bảo cánh van không bị lệch khi di chuyển
- Vít me nâng: Là bộ phận biến chuyển động quay từ bộ điều khiển thành chuyển động tịnh tiến trên trục truyền
- Phần điều khiển van: có tác dụng thay đổi trạng thái đóng mở của van cửa phai. Có thể là vô lăng tay quay, tay quay kết hợp hộp giảm tốc, động cơ hộp giảm tốc hoặc cơ cấu thủy lực.
- Giá đỡ: Là bộ phận giữ cố định phần điều khiển van.
4. Cách lựa chọn van cửa phai cho công trình
Để lựa chọn van cửa phai phù hợp với công trình và đúng mục đích, cần thực hiện các bước sau
- Xác định vị trí lắp đặt: Van cửa phai được lắp trên kênh hở, kênh kín hay miệng cống, cửa sông…
- Xác định kích thước Van theo mặt cắt kênh/cống, chiều rộng, chiều cao của van và chiều cao vận hành van(từ sàn thao tác đến vị trí lắp đặt van)
- Xác định vật liệu:
Vật liệu làm van cửa phai thông thường bao gồm: thép, thép không rỉ, composite.
Tùy từng công trình, căn cứ vào kích thước, nguồn nước, vị trí lắp đặt để tính toán.
- Xác định phương pháp điều khiển:
Tùy theo kích thước van, yêu cầu công nghệ để lựa chọn phương pháp đóng mở van cho phù hợp. Các phương pháp điều khiển đã nêu ở mục 3
Để đảm bảo việc lựa chọn van cửa phai cho công trình hiệu quả, tốt nhất là tham khảo tư vấn của nhà cung cấp van. Người sử dụng chỉ cần đưa ra các yêu cầu công nghệ, đơn vị tư vấn sẽ tính toán lựa chọn và cung cấp 1 giải pháp hợp lý nhất về kỹ thuật cũng như giá cả van cửa phai
Các anh chị cần bản vẽ hoặc catalogue có thể để lại lời nhắn dưới bài viếtTks cả nhà!
Đặt vấn đề
Van cửa phai là một thiết bị quen thuộc trong ngành nước. Van cửa phai được lắp đặt ở nhiều nơi: từ cửa cống trên sông, trên kênh mương ruộng đồng, các công trình thủy lợi hay trạm xử lý nước…
(Hình ảnh van cửa phai trên kênh hở ứng dụng ngoài thực tế)
Đối với các van cửa phai truyền thống, van được vận hành thủ công nên được coi là thiết bị thuần cơ khí. Đối với dòng van này, cánh van đóng/mở được là nhờ cơ cấu trục vít me và tay quay. Tốc độ di chuyển của cánh van phụ thuộc tốc độ quay và bước ren của trục vít me. Trong điều kiện bình thường, tốc độ mở van khoảng 5 phút/ 1 mét chiều cao cánh van.
Tuy nhiên trong thực tế, van cửa phai truyền thống nhiều khi không đáp ứng được yêu cầu công nghệ mà phải dùng đến các loại van cửa phai tích hợp điều khiển tự động
Ví dụ trong trạm quan trắc nước thải, khi tín hiệu quan trắc mẫu nước thải đầu ra không đạt, việc cần thiết là đóng ngay cửa xả nước đầu ra để ngừng xả nước ra môi trường. Nếu dùng các van cửa phai vận hành thủ công, người vận hành phải mất nhiều thời gian mới hoàn thành việc đóng/mở van.
Để rút ngắn thời gian, có thể dùng đến thiết bị thủy lực hoặc khí nén để đóng/mở cánh van nhanh, kết hợp với phần mềm điều khiển tự động bơm thủy lực hoặc van điện cấp khí nén vào pitton. Lúc này thời gian đóng/mở hành trình pitton rất ngắn nên sẽ dễ dàng đóng/mở nhanh van cửa phai
Cũng có trường hợp van cửa phai đặt ở những vị trí không có người trực vận hành, việc đóng/mở van để cấp nước hoặc xả nước theo chu trình tự động của dây chuyền công nghệ, thì việc sử dụng van có động cơ điện là giải pháp tối ưu. Chỉ cần phần mềm hệ thống xuất lệnh đóng/mở động cơ điện, van cửa phai sẽ được đóng/mở hoàn toàn tự động. Kết hợp với thiết bị giám sát như công tắc giới hạn hành trình và cảm biến vị trí, van sẽ hoạt động chính xác tuyệt đối
Do các nguyên nhân trên, trong ngành nước nói chung dòng van cửa phai tự động là vô cùng cần thiết. Nó đáp mọi yêu cầu công nghệ ngày càng cao trong xu thế phát triển của nền công nghiệp nói chung và ngành nước nói riêng
( Hình ảnh van cửa phai đóng/mở bằng động cơ điện)
Một trong các tiêu chí cần đạt được cho van tự động là: ổn định, cơ cấu giám sát chính xác, linh hoạt trong điều khiển độc lập hoặc kết nối với tủ điều khiển chung của toàn hệ thống
Có 3 phương pháp đóng/mở van tự động gồm: đóng/mở bằng động cơ điện, đóng/mở bằng thủy lực, đóng/mở bằng khí nén. Mỗi loại có những ưu điểm và nhược điểm riêng
1.1 Điều khiển đóng/mở bằng thủy lực:
( Hình ảnh một bộ truyền động thủy lực van cửa phai)
- Nguyên lý: Là van cửa phai cải tiến, việc đóng/mở van bằng tay quay và trục vít me được thay thế bằng cơ cấu thủy lực. Cơ cấu thủy lực bao gồm 1 bộ xi lanh – pit tông và 1 bơm dầu thủy lực. Pít tông được nối với trục truyền đến cánh van. Hành trình đóng/mở pít tông bằng hành trình đóng/mở van
- Điều khiển: Bơm dầu được điều khiển bằng tín hiệu điện từ tủ điều khiển tại chỗ hoặc từ hệ thống. Trên trục truyền bố trí các thiết bị giám sát hành trình giới hạn trên và giới hạn dưới để dừng việc đóng/mở bơm dầu
- Ưu điểm: + Đóng/mở nhanh cánh van. Giảm thời gian đóng mở từ hàng chục phút xuống còn 30 - 90 giây
+ Vận hành hoàn toàn tự động,
- Nhược điểm: + Không kết hợp được với vận hành bằng tay quay
+ Chi phí đầu tư cao, cần chế độ bảo trì định kỳ
1.2 Điều khiển đóng/mở bằng khí nén
- Nguyên lý tương tự như van điều khiển thủy lực.
- Ưu điểm: Tận dụng nguồn khí nén sẵn có trong nhà máy hoặc khu vực lắp đặt thiết bị
+ Đóng/mở van nhanh
+ Điều khiển tự động bằng đóng/mở van điện từ cấp khí/xả khí
- Nhược điểm: + Không áp dụng được ở nơi không có nguồn khí nén đủ mạnh, Nếu đầu tư nguồn khí nén riêng thì chi phí quá cao
+ Không vận hành thủ công được bằng tay quay
1.3 Điều khiển đóng/mở bằng động cơ điện
Để khắc phục nhược điểm phương pháp đóng/mở thủy lực và khí nén là không kết hợp được với vận hành tay quay( do không có trục vít me). Phương pháp dùng động cơ điện được xem là phổ biến và tối ưu nhất. Vừa giải quyết được đóng/mở tự động hoặc khi cần( ví dụ mất điện) có thể đóng/mở bằng tay quay tại chỗ
Nguyên lý: Van cửa phai có cấu tạo giống với van truyền thống, chỉ khác ở bộ phận truyền động, gọi là máy nâng
Máy nâng bao gồm hộp số, 2 đầu vào gắn mô tơ và tay quay. Đầu ra kết nối trục vít me nâng hạ cánh van cửa phai
- Khi vận hành tự động: Động cơ điện làm việc theo tín hiệu điều khiển
- Khi vận hành thủ công: người vận hành dùng tay quay đóng/mở van
- Ưu điểm: + Có thể điều khiển tự động hoặc bằng tay
+ Dễ dàng tự động hóa hệ thống
+ Tăng năng suất lao động, giảm chi phí nhân công vận hành
+ Đóng mở nhanh khi cần
+ Có thiết bị giám sát bảo vệ nên đóng mở an toàn, chính xác
Nhược điểm: + Chi phí giá thành cao đầu tư ban đầu cao
+ Bảo dưỡng định kỳ
+ Khó thực hiện khi xa nguồn điện
Từ các yêu cầu của thực tế mà lựa chọn loại van cửa phai cho phù hợp mục đích sử dụng. Để đạt hiệu quả cao cần tham vấn các đơn vị sản xuất van uy tín nhiều kinh nghiệm.
Yêu thích
Theo dõi 
Chia sẻ
Bộ sưu tập
Thẻ cầu vòng
Tác giả