Pinch Valve là gì? Cấu tạo, nguyên lý và ứng dụng như thế nào?

Pinch valve là một trong những loại van công nghiệp cũng được ứng dụng khá nhiều hệ thống làm việc. Thiết bị này thường được sử dụng cho những môi chất có tính ăn mòn cao, nhiều tạp chất. Vậy thiết bị này là gì? Có cấu tạo và nguyên lý vận hành như thế nào? Cùng chúng tôi tìm hiểu chi tiết trong bài viết dưới đây!

Pinch Valve là gì? 

Pinch Valve (Van pinch) còn được gọi là van chèn, van ép, van vòi. Đây là một loại van công nghiệp được sử dụng trong hệ thống vận chuyển bằng khí động để kiểm soát, điều tiết. Hoặc ngăn chặn dòng chảy của các lưu chất có tính chất đặc, dày đặc hay có tính bào mòn cao. Van pinch sử dụng không khí để đóng hoặc mở van.

Cấu trúc của van pinch bao gồm một lớp màng dẻo có tính đàn hồi. Khi ở trạng thái mở, van cho phép các loại lưu chất đi qua. Lớp màng cao su đóng vai trò cách ly hoàn toàn lưu chất với môi trường bên ngoài, giúp ngăn ngừa sự nhiễm khuẩn. Lớp màng này có thể được làm từ nhiều chất liệu như FPM, EPDM, v.v.

Van chèn thường được sử dụng cho bùn sệt và cũng được áp dụng cho các lưu chất dạng hạt như xi măng, cát, bột, viên nén, sợi dệt, mảnh thủy tinh,… Van pinch có giá thành phải chăng, độ bền cao và hoạt động đơn giản, phù hợp với nhiều ứng dụng trong công nghiệp.

Cấu tạo và nguyên lý vận hành của pinch valve

Cấu tạo van pinch

Van chèn hiện nay được thiết kế và sản xuất với nhiều cấu trúc và chất liệu khác nhau. Tuy vậy, các loại van ép trên thị trường thường có cấu trúc chung như sau:

Thân van

Thân van là phần quan trọng trong việc lắp ráp van. Nó chịu trách nhiệm chứa đựng và bảo vệ các thành phần khác của van. Bô phận này cho phép lưu chất lưu thông qua và chịu áp lực giữa môi trường trong và ngoài van. 

Trong quá trình vận chuyển, thân van chịu đựng những va đập và chấn động từ lưu chất. Nhưng nó bảo vệ các thành phần bên trong và đảm bảo van hoạt động bình thường mà không gây rò rỉ.

Thân van pinch có thể được làm bằng nhiều loại vật liệu khác nhau như gang, đồng, thép, inox,… Lựa chọn vật liệu phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu và môi trường của từng hệ thống. Các vật liệu này có khả năng chịu đựng trong môi trường khắc nghiệt và chống ăn mòn, oxi hóa từ các chất hóa học.

Nắp van

Nắp van là một thành phần không thể thiếu trong mọi loại van, bao gồm cả van pinch. Nắp van được coi là phần đậy của van pinch và có chức năng kết nối với thân van để bảo vệ và giữ chặt các thành phần bên trong.

Ngoài ra, nắp van còn có vai trò ngăn chặn lưu chất tràn ra ngoài trong quá trình vận chuyển và gia tăng độ bền cho van trong trường hợp gặp phải rung động hoặc sự cố.

Bộ phận này thường được chế tạo từ các vật liệu tương tự như thân van. Khi van được đóng, nắp van tạo ra độ kín hoàn hảo để lưu chất không bị rò rỉ qua khe hở.

Nắp van có thể được kết nối với thân van thông qua ba phương pháp chính: hàn, ren và bích. Sự lựa chọn phương pháp kết nối phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu và kích thước của hệ thống ống. Việc chọn phương pháp kết nối đúng sẽ đảm bảo hiệu suất và hoạt động bình thường của van.

Trục van

Trục van là bộ phận có nhiệm vụ kết nối màng van với tay quay, tạo ra sự liên kết chuyển động giữa các thành phần.

Khi người điều khiển gửi một lực vào tay quay, tay quay sẽ tạo ra moment xoắn tác động lên trục van. Trục van sẽ truyền động lực cho màng van di chuyển khỏi vị trí, tạo ra trạng thái mở hoặc đóng, từ đó cho phép hoặc ngăn chặn dòng chảy qua van.

Vì trục van là bộ phận chịu lực từ tay quay, nó thường được chế tạo từ các hợp kim cứng như inox, thép, đồng… và có khả năng hoạt động hiệu quả trong các môi trường khắc nghiệt khác nhau.

Màng van linh hoạt

Màng van linh hoạt là một thành phần quan trọng trong van pinch, được làm từ các vật liệu có tính linh hoạt để thực hiện chức năng đóng và mở, ngăn chặn hoặc cho phép dòng chất lưu đi qua. Ngoài ra, màng van còn có khả năng giữ cho chất lỏng hoàn toàn cách ly với môi trường bên ngoài, tránh nhiễm khuẩn và bụi bẩn trong quá trình vận chuyển.

Màng van pinch thường được làm từ các vật liệu như cao su tự nhiên, EPDM, FPM, silicon,… Do tính linh hoạt của vật liệu, màng van có khả năng chịu nhiệt độ tương đối thấp.

Bộ điều khiển

Giống như các loại van khác, van pinch có 3 phương thức điều khiển chính là: điều khiển bằng tay quay, điều khiển bằng điện và điều khiển bằng khí nén. Các bộ phận điều khiển này được liên kết với trục van để truyền moment xoắn giúp di chuyển màng van đóng và mở.

Trong thực tế, phương pháp điều khiển bằng tay quay là phổ biến nhất. Người điều khiển chỉ cần áp dụng một lực vào tay quay để di chuyển màng van đóng và mở. Phương pháp này dễ sử dụng và lắp đặt, và giá thành phù hợp.

Phương pháp tự động hóa như điều khiển bằng điện hoặc khí nén thường ít được sử dụng do giá thành cao hơn. Tuy nhiên, đây là những phương pháp tiện lợi, với bộ điều khiển kết nối với van pinch thông qua một động cơ. Người điều khiển chỉ cần bật công tắc, và điện hoặc khí nén sẽ được truyền đến động cơ để hoạt động van.

Phương pháp này cho phép người dùng điều khiển nhiều hệ thống cùng một lúc, tiết kiệm thời gian và công sức. Thường được áp dụng cho các hệ thống lớn và tự động hoá toàn bộ.

Nguyên tắc hoạt động của van pinch

Van pinch là một thiết bị được vận hành chủ yếu bằng khí động, cùng với các phương thức vận hành khác như tay quay, điện, khí nén… Khi van đóng, áp suất khí được cấp vào một lỗ khí ở phần thân bên ngoài và sau đó thông qua phần trong của van, đẩy màng cao su bọc xuống để hoàn toàn đóng kín.

Màng cao su có tính đàn hồi, nếu bị tác động mạnh từ dòng chất lưu chảy, nó sẽ uốn cong nhưng sau đó tự phục hồi vị trí ban đầu. Điều này giúp màng van cao su có tuổi thọ cao hơn so với vật liệu kim loại và khả năng chống mài mòn tốt hơn.

Ngoài việc vận hành bằng khí, van pinch cũng có thể được điều khiển bằng cơ khí. Có hai phương pháp điều khiển cơ là: điều khiển bằng tay quay và điều khiển bằng khí nén. Phương pháp điều khiển bằng tay quay là phương pháp thủ công, sử dụng bánh xe vô lăng để đóng hoặc mở van.

Đối với van pinch hoạt động bằng khí nén, ta có thể kéo thanh nén ra để mở hoặc đẩy thanh nén vào nhau để đóng. Loại điều khiển này sử dụng nguyên lý hồi lưu của lò xo. Bình thường, van sẽ ở vị trí đóng cho đến khi được cấp khí để kéo thanh nén ra và mở van.

Pinch Valve hoạt động ở đâu?

Pinch Valve đang được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp nhờ những ưu điểm mà nó mang lại. Dưới đây là một số lĩnh vực ứng dụng phổ biến:

• Ngành thực phẩm và đồ uống: Pinch Valve được sử dụng trong quá trình chế biến, vận chuyển và đóng gói thực phẩm, đồ uống để kiểm soát dòng chảy, ngăn chặn lưu chất không mong muốn và đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm.
• Ngành công nghiệp dược phẩm: Van pinch giúp kiểm soát lưu chất trong quá trình sản xuất, chế biến và đóng gói các sản phẩm dược phẩm, đảm bảo tính chất và chất lượng của sản phẩm.
• Ngành công nghiệp hóa chất: Được sử dụng trong sản xuất phân bón, thuốc nhuộm và các sản phẩm hóa chất khác để kiểm soát dòng chảy và phân phối lưu chất.
• Ngành xây dựng: Thiết bị được áp dụng trong các quy trình xử lý vật liệu xây dựng như xi măng, cát, đá, sỏi để kiểm soát lưu chất và đảm bảo hiệu suất sản xuất.
• Ngành xử lý chất rắn: Van pinch được sử dụng trong quá trình xử lý và vận chuyển chất rắn như: bùn lỏng và chất thải, để kiểm soát dòng chảy và ngăn chặn rò rỉ.
• Ngành gốm sứ: Van đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất gốm sứ. Từ việc kiểm soát dòng chảy trong quá trình trộn đất sét đến quá trình vận chuyển và làm khô sản phẩm cuối cùng.
• Ngành nhựa: Được sử dụng trong quá trình sản xuất và chế biến các sản phẩm nhựa để kiểm soát dòng chảy và ngăn chặn sự cố.
• Ngành nước: Van ép được áp dụng trong xử lý nước bao gồm: quá trình xử lý bùn lỏng và xử lý chất thải, giúp kiểm soát dòng chảy và đảm bảo hiệu suất quá trình.

Van pinch đã chứng minh được sự linh hoạt và đa dạng trong việc ứng dụng vào nhiều ngành công nghiệp khác nhau, mang lại hiệu suất và hiệu quả cao trong quá trình sản xuất và vận hành.

Ưu nhược điểm của pinch valve

Ưu điểm

Van chèn có nhiều ứng dụng xuất sắc trong ngành công nghiệp nhờ vào những tính năng vượt trội mà nó mang lại. Dưới đây là một số lợi ích của van pinch:

• Chịu được môi trường khắc nghiệt: Có khả năng hoạt động ổn định trong điều kiện có nhiệt độ và áp suất cao. Đồng thời, không bị ăn mòn bởi hóa chất hay bị oxy hóa.
• Đường dẫn lưu chất thuận lợi: Thiết kế của van cho phép lưu chất chảy thẳng mà không bị tắc nghẽn. Qua đó, tạo ra đường dẫn liền mạch và hiệu quả.
• Giảm ma sát và nhiễu loạn: Pinch Valve giảm tối đa sự ma sát và nhiễu loạn trong quá trình vận chuyển lưu chất, giúp duy trì hiệu suất và tiết kiệm năng lượng.
• Đảm bảo vệ sinh: Van giữ cho lưu chất không bị nhiễm khuẩn trong quá trình vận chuyển, đảm bảo tính an toàn và vệ sinh của sản phẩm.
• Thiết kế nhỏ gọn và đơn giản: Van pinch có thiết kế nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt và sử dụng. Nó cũng có khả năng chịu được tải trọng lớn mà vẫn duy trì độ bền.
• Dễ dàng tháo lắp và bảo dưỡng: Van pinch có cấu trúc đơn giản, cho phép việc tháo lắp. Việc sửa chữa và thay thế các bộ phận dễ dàng, tiết kiệm thời gian và công sức.
• Chi phí bảo hành thấp: Van có độ bền cao và ít hỏng hóc, giảm chi phí bảo trì và bảo hành.
• Thời gian đóng, mở nhanh chóng: Thời gian đóng, mở của van nhanh, giúp kiểm soát dòng chảy một cách chính xác và linh hoạt.
• Đóng ngắt chặt chẽ: Đảm bảo đóng ngắt chặt chẽ, không gây rò rỉ lưu chất, đảm bảo an toàn và hiệu suất của hệ thống.
• Tiêu thụ ít năng lượng: Van pinch tiêu thụ ít năng lượng trong quá trình vận hành, giúp tiết kiệm điện năng và chi phí hoạt động.
• Khả năng tự làm sạch: Thiết kế đặc biệt của van pinch cho phép tự làm sạch, giảm tình trạng bám cặn và tắc nghẽn. Từ đó, duy trì hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống.

Nhược điểm

Bên cạnh những ưu điểm vượt trội, pinch valve cũng có một số hạn chế bao gồm:

• Hạn chế về nhiệt độ: Màng van pinch được làm bằng cao su đàn hồi. Do đó không thích hợp sử dụng trong môi trường có nhiệt độ cao. Nhiệt độ cao có thể làm màng cao su bị biến dạng, làm giảm độ bền và hiệu suất của van.
• Chênh lệch áp suất: Sự chênh lệch áp suất có thể gây xẹp hoặc biến dạng màng cao su, ảnh hưởng đến khả năng mở hoàn toàn của van. Nếu áp suất điều khiển không đủ lớn, van có thể không mở hết cỡ, giới hạn khả năng lưu thông lưu chất.
• Không thích hợp trong môi trường chân không: Pinch Valve không được thiết kế để ứng dụng trong môi trường chân không. Lực hút bên trong van trong môi trường chân không có thể làm biến dạng ống cao su và gây xẹp.

Cần lưu ý rằng những hạn chế này phụ thuộc vào thiết kế và vật liệu của van cụ thể. Việc lựa chọn và sử dụng van ép phù hợp với yêu cầu cụ thể của hệ thống, môi trường là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả và độ bền của van.

Tiêu chí chọn lựa pinch valve chuẩn xác

Việc lựa chọn một van pinch phù hợp và mang lại hiệu quả tốt nhất đòi hỏi xem xét các tiêu chí sau:

• Thân van: Chọn vật liệu nhẹ để thuận tiện vận chuyển và bảo trì, không yêu cầu tương thích với lưu chất vì không tiếp xúc trực tiếp.
• Màng van cao su: Lựa chọn một vật liệu phù hợp vì nó tiếp xúc trực tiếp với lưu chất. Có thể sử dụng các loại cao su như cao su tự nhiên, NBR (nitrile), EPDM (ethylene propylene diene monomer), silicon, cao su chất lượng thực phẩm,…
• Áp suất: Đây là yếu tố quan trọng trong việc chọn van vòi. Cần tính toán chênh lệch áp suất để đảm bảo khả năng mở và đóng dễ dàng. Áp suất vận hành cần lớn hơn áp suất điều khiển khi mở van và áp suất điều khiển cần lớn hơn áp suất vận hành khi đóng van.
• Nhiệt độ: Đảm bảo van pinch có khả năng chịu được nhiệt độ tối thiểu và tối đa của lưu chất. Nếu lưu chất có nhiệt độ cao, cần chọn van với vật liệu chịu nhiệt và không bị ăn mòn.
• Chính hãng: Lựa chọn van pinch chính hãng để đảm bảo chất lượng và không gây ảnh hưởng đến hệ thống cũng như không gây nhiễm bẩn cho lưu chất như thực phẩm, đồ uống, dược phẩm,…
• Lựa chọn van pinch: Khi lựa chọn van pinch, cần xem xét các tiêu chí trên để đảm bảo chất lượng tốt nhất. Tuấn Hưng Phát là một nhà cung cấp uy tín chuyên cung cấp các loại van chính hãng và chất lượng cao trên thị trường.

Có thể thấy, van pinch có nhiều ứng dụng tuyệt vời và được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp, giúp tăng cường hiệu suất sản xuất nhanh chóng và hiệu quả. Hãy liên hệ với chúng tôi qua hotline để biết thêm thông tin và đặt hàng. Tuấn Hưng Phát tự hào là nhà cung cấp các loại van chính hãng và chất lượng hàng đầu trên thị trường hiện nay.