Van bướm Tomoe

Van bướm Tomoe là gì?

Van bướm Tomoe là dòng van công nghiệp do Tomoe Valve Co., Ltd. sản xuất, một thương hiệu van có lịch sử hơn nửa thế kỷ tại Nhật Bản. Công ty được biết đến nhiều nhất nhờ công nghệ van bướm tâm lệch kép (double eccentric) và tâm lệch ba (triple eccentric), cùng các dòng van bướm lót cao su, van bướm lót PTFE dành cho môi trường ăn mòn. 

Với tiêu chuẩn chế tạo nghiêm ngặt và kiểm soát chất lượng chặt chẽ, van Tomoe được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy hóa chất, dầu khí, xử lý nước, điện lực và thực phẩm trên khắp thế giới, trong đó có thị trường Việt Nam.

Về bản chất, van bướm là loại van đóng mở bằng cách xoay một đĩa tròn quanh trục, với góc xoay 90 độ từ trạng thái đóng hoàn toàn sang mở hoàn toàn. Điểm làm nên tên tuổi của Tomoe nằm ở thiết kế đĩa van lệch tâm. Nhờ đó, đĩa van gần như không cọ xát vào gioăng làm kín trong suốt hành trình đóng mở, chỉ tiếp xúc ở giây phút cuối cùng khi đóng. 

Điều này giúp giảm mài mòn, giảm mô-men xoắn vận hành và kéo dài tuổi thọ đáng kể so với van bướm đồng tâm thông thường. Tomoe cũng nổi tiếng với các dòng van chịu nhiệt, chịu áp cao và van làm kín kim loại với kim loại, đáp ứng các điều kiện làm việc khắc nghiệt mà van lót cao su không thể đảm đương.

Cấu tạo và thông số kỹ thuật của Van bướm Tomoe

Một chiếc van bướm Tomoe điển hình gồm các bộ phận chính sau. Thân van là phần khung chịu lực, được đúc từ gang cầu, thép carbon, thép không gỉ hoặc các hợp kim đặc biệt tùy theo môi chất và áp suất làm việc. Thân van có các kiểu lắp ghép phổ biến như kiểu wafer (kẹp giữa hai mặt bích), kiểu lug (có tai bắt bu lông) và kiểu mặt bích hai đầu. 

Đĩa van là chi tiết quan trọng nhất, được chế tạo từ gang, thép không gỉ, thép hợp kim hoặc bọc nhựa tùy ứng dụng. Ở dòng tâm lệch, đĩa van có biên dạng được gia công chính xác để tạo ra độ kín khít cao khi đóng. Trục van truyền chuyển động xoay từ bộ điều khiển sang đĩa van, thường làm bằng thép không gỉ có độ bền cao và được gia công chống ăn mòn.

Gioăng làm kín, hay còn gọi là seat, có thể là cao su EPDM, NBR, PTFE hoặc vòng kim loại, quyết định khả năng chịu nhiệt, chịu hóa chất và mức độ kín của van. Ngoài ra còn có vòng đệm trục, bạc lót và bộ phận truyền động, gồm tay gạt, tay quay vô lăng hộp số, bộ truyền động khí nén hoặc bộ truyền động điện.

Tổng quan các dòng van bướm Tomoe

Thông số kỹ thuật Series 700Z (thân nhôm)

Theo mã hàng 700Z-2F-…-S13-E (tay gạt khóa, mặt bích JIS 10K), áp suất cho phép tối đa 1.0 MPa, nhiệt độ làm việc -20 đến 120°C, nhiệt độ làm việc liên tục -10 đến 70°C, thân nhôm ADC12, gioăng EPDM, đĩa inox SCS13, đạt JIS B 2032 và chứng nhận ClassNK.

Kích thước và trọng lượng (JIS 10K, tay gạt)

3. Series 700G (đa dụng)

Nguyên lý hoạt động của Van bướm Tomoe

Nguyên lý hoạt động của van bướm Tomoe khá đơn giản nhưng hiệu quả. Khi người vận hành tác động lên tay gạt, vô lăng hay bộ truyền động, mô-men xoắn được truyền qua trục van làm đĩa van xoay quanh tâm trục. Ở vị trí mở hoàn toàn, mặt phẳng của đĩa van song song với hướng dòng chảy, cho phép lưu chất đi qua với tổn thất áp suất nhỏ nhất. 

Khi xoay đĩa về vị trí vuông góc với dòng chảy, đĩa van ép vào gioăng làm kín và chặn hoàn toàn dòng lưu chất. Ở các vị trí trung gian, van có thể điều tiết lưu lượng, tuy nhiên đặc tính điều tiết của van bướm không tuyến tính tuyệt đối nên cần lựa chọn phù hợp khi dùng cho mục đích điều khiển.

Điểm khác biệt của dòng tâm lệch Tomoe nằm ở cách bố trí trục. Với thiết kế lệch tâm kép, trục van được đặt lệch khỏi tâm đĩa và lệch khỏi đường tâm của thân van. Nhờ vậy, ngay khi đĩa bắt đầu xoay khỏi vị trí đóng, nó tách rời khỏi gioăng theo chuyển động cam, không còn trượt ma sát trên bề mặt làm kín. 

Dòng tâm lệch ba bổ sung thêm góc lệch của mặt côn làm kín, giúp đĩa van chỉ tiếp xúc với seat tại điểm cuối hành trình, gần như loại bỏ hoàn toàn ma sát. Đây là lý do các dòng van này đạt độ kín tuyệt đối, vận hành nhẹ nhàng và có tuổi thọ vượt trội, đặc biệt trong điều kiện nhiệt độ và áp suất cao.

Ưu điểm và nhược điểm của Van bướm Tomoe

Ưu điểm lớn nhất của van bướm Tomoe là chất lượng chế tạo ổn định và độ bền cao. Gia công chính xác giúp van đạt độ kín tốt, ít rò rỉ, vận hành êm và cần ít mô-men xoắn, từ đó tiết kiệm chi phí cho bộ truyền động. Thiết kế gọn nhẹ so với van cổng hay van cầu cùng kích cỡ giúp tiết kiệm không gian lắp đặt và giảm tải cho hệ thống đường ống. 

Van đóng mở nhanh chỉ với góc xoay 90 độ, tổn thất áp suất thấp khi mở hoàn toàn, và giá thành hợp lý hơn nhiều loại van khác ở kích thước lớn. Danh mục sản phẩm của Tomoe rất đa dạng về vật liệu và kiểu làm kín, cho phép lựa chọn đúng loại cho từng môi chất, từ nước sạch, hóa chất ăn mòn đến hơi nóng và khí. Các dòng tâm lệch có tuổi thọ cao, chi phí bảo trì thấp và giảm thời gian dừng máy.

Bên cạnh đó, sản phẩm cũng có một số hạn chế. Đĩa van luôn nằm trong dòng chảy ngay cả khi mở hoàn toàn nên gây một mức cản dòng nhất định và không phù hợp với các hệ thống cần thông ống để cạo rửa đường ống bằng thiết bị chuyên dụng. 

Khả năng điều tiết lưu lượng ở góc mở nhỏ kém chính xác hơn so với van cầu hoặc van điều khiển chuyên dụng, và dễ xảy ra hiện tượng xâm thực nếu vận hành lâu ở độ mở thấp với chênh áp lớn. Van lót cao su có giới hạn về nhiệt độ và khả năng chịu hóa chất. Ngoài ra, do là hàng nhập khẩu chính hãng, giá thành của van Tomoe thường cao hơn các sản phẩm phổ thông cùng chủng loại, và người dùng cần chú ý mua từ nhà phân phối uy tín để tránh hàng giả, hàng nhái.

Ứng dụng của Van bướm Tomoe

Nhờ tính linh hoạt, van bướm Tomoe xuất hiện trong rất nhiều lĩnh vực. Trong ngành cấp thoát nước và xử lý nước thải, van được dùng trên các tuyến ống chính, trạm bơm và nhà máy xử lý để đóng mở và cách ly dòng chảy. Trong ngành hóa chất, dòng van lót PTFE và van chịu ăn mòn đáp ứng yêu cầu làm việc với axit, kiềm và dung môi. Ngành dầu khí và hóa dầu sử dụng các dòng tâm lệch ba kim loại làm kín kim loại để kiểm soát hydrocarbon, hơi nóng và khí ở điều kiện áp suất, nhiệt độ cao.

Ngoài ra, van còn được ứng dụng trong các nhà máy nhiệt điện và thủy điện để điều khiển nước làm mát, hơi và nước cấp lò hơi. Trong ngành thực phẩm và đồ uống, các dòng van vệ sinh đảm bảo không nhiễm bẩn sản phẩm. Hệ thống điều hòa không khí trung tâm, chữa cháy, tàu biển, luyện kim, giấy, dệt nhuộm và khai khoáng cũng là những lĩnh vực sử dụng van bướm Tomoe phổ biến nhờ khả năng làm việc ổn định liên tục trong thời gian dài.

Hướng dẫn sử dụng Van bướm Tomoe

Trước khi lắp đặt, cần kiểm tra kỹ thông số của van gồm kích cỡ, áp suất, nhiệt độ, vật liệu thân, đĩa và gioăng có phù hợp với môi chất và điều kiện vận hành của hệ thống hay không. Kiểm tra bề mặt van, gioăng làm kín và đĩa van không bị trầy xước, biến dạng trong quá trình vận chuyển. Làm sạch đường ống, loại bỏ cặn hàn, đất cát và vật thể lạ để tránh làm hỏng bề mặt làm kín.

Khi lắp đặt, đặt van giữa hai mặt bích song song và đồng tâm, mở van ở khoảng 10 đến 15 độ để đĩa van không va chạm vào mặt bích khi siết. Siết bu lông theo trình tự đối xứng chéo, tăng lực dần đều để gioăng nén đồng đều, tránh siết lệch gây rò rỉ. Với van tâm lệch có hướng dòng chảy ưu tiên, cần lắp đúng chiều theo mũi tên hoặc ký hiệu trên thân van. Sau khi lắp, xoay thử van vài lần để kiểm tra độ nhẹ, độ kín và đảm bảo đĩa van không vướng vào ống.

Khi vận hành, thao tác mở và đóng van từ từ, đều tay để tránh hiện tượng búa nước. Với van tay gạt, xoay 90 độ theo chiều kim đồng hồ để đóng và ngược lại để mở. Với van có hộp số hoặc bộ truyền động, cần cài đặt đúng hành trình đóng mở và công tắc giới hạn trước khi chạy chính thức. Định kỳ kiểm tra, bôi trơn trục van và bộ truyền động, kiểm tra rò rỉ ở trục và mặt bích, thay thế gioăng và phớt khi có dấu hiệu lão hóa.

Lưu ý khi sử dụng Van bướm Tomoe

Điều quan trọng nhất là chọn đúng loại van cho đúng môi trường làm việc. Không dùng van lót cao su cho môi chất có nhiệt độ vượt giới hạn hoặc chứa hóa chất không tương thích với vật liệu gioăng, vì gioăng sẽ nhanh chóng biến dạng, phồng rộp hoặc hư hỏng. Không vận hành van vượt quá áp suất và nhiệt độ định mức ghi trên thân van.

Hạn chế dùng van bướm ở độ mở rất nhỏ trong thời gian dài, đặc biệt với chênh áp lớn, vì dễ gây xâm thực, rung động và mài mòn đĩa van. Nếu cần điều tiết thường xuyên, nên chọn loại van và bộ truyền động được thiết kế riêng cho mục đích điều khiển. Khi lắp van gần bơm, cút hoặc các thiết bị gây xoáy dòng, nên có đoạn ống thẳng đủ dài trước và sau van để dòng chảy ổn định, giảm tác động lên đĩa van.

Trong quá trình bảo trì, phải xả áp và cách ly hoàn toàn đoạn ống trước khi tháo van, đồng thời tuân thủ các quy định an toàn khi làm việc với hóa chất hoặc hơi nóng. Không dùng lực quá mạnh hoặc kéo dài cần gạt bằng ống nối để cưỡng ép van, vì có thể làm cong trục hoặc hỏng bộ truyền động. Cuối cùng, nên mua van Tomoe từ nhà phân phối chính hãng có đầy đủ chứng từ CO, CQ và chế độ bảo hành, đồng thời lưu giữ tài liệu kỹ thuật để thuận tiện cho việc bảo trì và thay thế phụ tùng về sau.