Tại sao van bi có thể đóng mở nhanh chóng?

Lý do tại saovan bicó thể đạt được khả năng đóng mở nhanh chóng nằm ở cấu trúc cơ học độc đáo và thiết kế động lực học chất lỏng. Bộ phận đóng mở là một hình cầu có lỗ xuyên tròn, có thể được dẫn động bởi thân van để quay 90 độ quanh trục của chính nó để hoàn thành việc chuyển đổi trạng thái - khi lỗ xuyên qua của quả cầu thẳng hàng với trục đường ống, van được mở hoàn toàn; Sau khi xoay 90 độ, lỗ xuyên vuông góc với đường ống và van đóng hoàn toàn. Thiết kế "quay một phần tư" này đơn giản hóa thao tác đóng và mở thành chuyển động quay trong một mặt phẳng, rút ​​ngắn đáng kể đường vận hành.

Từ góc độ cấu trúc cơ học, quả bóng củavan biáp dụng phương pháp bịt kín "tiếp xúc đường dây" hoặc "tiếp xúc bề mặt" với đế van. Lấy van bi nổi làm ví dụ, quả cầu sẽ di chuyển về phía bệ van đầu ra dưới áp lực của môi trường, tạo thành một vòng đệm tự kín và làm giảm lực cản ma sát trong quá trình đóng mở; Van bi cố định được đỡ bởi các ổ trục của thân van trên và dưới nên bi chỉ cần thắng lực ma sát nhỏ giữa bệ van và bi khi quay. Thiết kế này khiến quả cầu gần như không bị ảnh hưởng bởi lực cản của chất lỏng trong quá trình quay, đặc biệt phù hợp với điều kiện áp suất cao. Ví dụ, trong ngành hóa dầu, van bi khí nén DN300 có thể hoàn thành việc đóng mở trong 0,5 giây, nhanh hơn nhiều so với van cổng hoặc van cầu yêu cầu nhiều vòng quay.

Các đặc tính động lực học chất lỏng nâng cao hơn nữa khả năng phản ứng nhanh củavan bi. Kênh dòng chảy của van bi khoan hoàn toàn phù hợp với đường kính trong của đường ống và hầu như không có hiện tượng sụt áp khi chất lỏng đi qua. Sẽ không có lực cản bổ sung do quán tính của môi trường trong quá trình đóng và mở. Ngược lại, đĩa của van bướm có thể cản trở một số kênh dòng chảy trong quá trình quay, khiến chất lỏng tác dụng lực đẩy ngược lên đĩa và ảnh hưởng đến tốc độ đóng mở; Cửa van cổng cần nâng lên hạ xuống theo phương thẳng đứng, hành trình dài và dễ bị ảnh hưởng bởi độ nhớt của môi trường. Số liệu thực nghiệm cho thấy, trên đường ống DN200, thời gian đóng mở của van bi ngắn hơn 40% so với van bướm cùng thông số kỹ thuật và ngắn hơn 70% so với van cổng.

Ngoài ra, phương pháp dẫn động của van bi cũng hỗ trợ cho việc đóng mở nhanh chóng. Bộ truyền động bằng khí nén, điện hoặc thủy lực có thể tạo ra mô-men xoắn cao ngay lập tức, khiến quả cầu hoàn thành vòng quay 90 độ trong vòng 0,1 giây. Ví dụ, trong hệ thống tắt khẩn cấp khí tự nhiên, van bi khí nén có thể cắt luồng khí trong vòng 0,3 giây bằng cách nhận tín hiệu điện, ngăn ngừa hiệu quả tai nạn leo thang. Khả năng đáp ứng “mức mili giây” này không thể so sánh được với các van thủ công truyền thống.