Van bi 3 ngả vi sinh: Hiểu đúng dòng chảy L-Port & T-Port

Van bi 3 ngả vi sinh nếu xoay sai 90° có thể khiến hướng dòng biến thành phối trộn, gây nhiễm chéo, sai quy trình CIP và xả không triệt để. Vì vậy, hiểu đúng đường dòng L-Port và T-Port theo từng góc xoay là bước nền quan trọng trước khi lắp đặt, chọn truyền động hay nghiệm thu chống rò.

MỤC LỤC

1. Tổng quan van bi 3 ngả vi sinh

Van bi 3 ngả vi sinh không chỉ là ba cổng và một viên bi. Đó là một khớp chuyển mạch dòng sạch, nơi bề mặt, vật liệu và kiểu kết nối quyết định khả năng vệ sinh, tháo lắp và độ kín khít lâu dài.

Đặc trưng vi sinh khác gì công nghiệp Bề mặt trong thường yêu cầu độ nhẵn thấp để hạn chế bám bẩn. Vật liệu thép không gỉ inox 304/316 được ưa chuộng vì kháng ăn mòn cao. Gioăng PTFE EPDM hoặc FKM được chọn theo CIP nóng hóa chất và nhiệt độ. Kết nối clamp hoặc hàn vi sinh giúp tháo lắp bảo trì nhanh.
Vai trò 3-way trong các tuyến sạch 3-way cho phép chuyển hướng sang nhánh khác phối trộn hai nhánh vào một nhánh hoặc tách một nhánh ra hai hướng sử dụng. Tùy cấu trúc lỗ khoan của bi mỗi pattern sẽ hình thành một đường logic vận hành riêng.
Quy ước cổng A B C và hướng quan sát Để tránh tranh cãi ngay khi nhập hàng cần định danh mặt phẳng tham chiếu và đánh dấu A B C trên thân theo đúng catalogue. Tất cả sơ đồ trong bài mặc định nhìn từ phía tay gạt hoặc chỉ thị góc của bộ truyền động.

2. L-Port là gì – Hành vi diverting và selector

Trước khi so sánh cần thống nhất L-Port là viên bi có lỗ khoan dạng chữ L. Khi xoay nhánh L sẽ nối hai trong ba cổng với nhau và để cổng còn lại ở trạng thái cách ly.

Hình học lỗ khoan chữ L Lỗ chữ L nối vuông góc giữa hai lỗ xuyên. Khi đặt đúng orientation L-Port cho phép chọn một trong hai tuyến và cách ly tuyến còn lại. Đây là kiểu selector điển hình.

Các trạng thái điển hình của L-Port Ở góc 0° có thể A thông B, C bị cách ly. Xoay 90° thì A thông C, B cách ly. Ở một số cấu hình có vị trí off tách cả ba cổng nếu nhà sản xuất thiết kế stop đặc biệt. Điều quan trọng là người thiết kế phải biết mỗi góc tương ứng pattern nào.
Ứng dụng phù hợp L-Port lý tưởng cho tuyến chỉ chuyển hướng mà không cần phối trộn. Ví dụ chuyển nhánh CIP sang bồn 1 hoặc bồn 2. L-Port giúp hạn chế khả năng vô tình thông cả hai nhánh cùng lúc.
Ưu nhược điểm của L-Port trong vi sinh Ưu điểm lớn nhất là logic vận hành rõ ràng. Nhược điểm là thiếu các pattern phối trộn và cần chú ý dead-leg tại cổng cách ly nên thiết kế đoạn xả hoặc vị trí purge khi cần.

3. T-Port là gì – Hành vi mixing và diverting nâng cao

T-Port có lỗ khoan dạng chữ T nên có nhiều pattern hơn và linh hoạt hơn trong phối trộn hoặc cấp song song. Tuy nhiên chính vì linh hoạt nên cần kiểm soát orientation chặt chẽ để tránh mix ngoài ý muốn.

Hình học lỗ khoan chữ T Lỗ chữ T nối ba hướng theo một trục thẳng và một nhánh vuông góc. Ở các góc nhất định chữ T có thể nối ba cổng với nhau hoặc chỉ nối hai cổng tùy stop.
Các trạng thái điển hình của T-Port Có thể A và B cùng cấp vào C để phối trộn. Hoặc A thông C và cách ly B. Hoặc B thông C và cách ly A. Một số thiết kế cho phép all-through nối cả ba cổng phù hợp với cấp song song nhưng phải kiểm soát rất cẩn trọng.
Ứng dụng phù hợp T-Port phù hợp khi cần trộn hai nhánh vào một nhánh cấp song song cho hai điểm tiêu thụ hoặc chuyển hướng mà vẫn cần một pattern all-through trong một thời điểm nhất định của quy trình.
Ưu nhược điểm của T-Port trong vi sinh Ưu điểm là đa năng. Nhược điểm là dễ bị nhầm vị trí đặc biệt khi không có chỉ thị góc rõ ràng trên nắp truyền động. Trong ca nhạy cảm nên loại trừ vị trí all-through bằng cơ cấu chặn.

4. Bản đồ port và sơ đồ dòng theo góc xoay 0° 90° 180° 270°

Khi cả đội dùng chung một “bản đồ port”, người xoay tay gạt/actuator chỉ cần nhìn góc là biết cổng nào đang thông, cổng nào đang cách ly.

L-Port hoạt động như công tắc chọn nhánh.
0°: A↔B, C cách ly · 90°: A↔C, B cách ly · 180°: B↔C, A cách ly (chỉ có ở một số model) · 270°: quay về 0°.
Mẹo: gắn chốt chặn để giới hạn đúng hai vị trí làm việc, tránh xoay quá tay.
T-Port linh hoạt hơn, có thể “all-through”.
0°: A+B→C (hoặc C→A+B) · 90°: A↔C, B cách ly · 180°: B↔C, A cách ly · 270°: có thể về all-through hoặc 0° tùy stop.
Lưu ý: nếu quy trình không cho phép trộn, phải khóa cơ khí vị trí all-through.
Dễ nhìn – dễ nhớ tại hiện trường.
Đánh dấu góc trên nắp và dán thẻ sơ đồ nhỏ cạnh thân van (4 hình–4 góc) để người mới vào ca nhận diện ngay lập tức.

5. Chọn van bi 3 ngả vi sinh dáng chữ L hay T cho từng ca sử dụng vi sinh

Đừng chọn theo cảm tính. Hãy trả lời 3 câu hỏi: có trộn không? có cấp song song không? có cần cách ly cứng một nhánh không?

Chỉ chuyển hướng (diverting) → L-Port.
Ưu tiên khi hai nhánh thay thế nhau; nhánh còn lại được cách ly hoàn toàn.
Trộn hoặc cấp song song → T-Port.
Dùng khi cần A+B→C (phối trộn) hoặc C→A+B (cấp hai nhánh). Nhớ thiết lập stopper/khóa liên động để kiểm soát all-through.
Giảm rủi ro vệ sinh.
L-Port: cổng cách ly dễ tạo dead-leg → bố trí điểm purge/xả.
T-Port: hạn chế để all-through ở bước rinse nếu SOP không yêu cầu.
Ví dụ nhanh.
Hồi lưu CIP về bồn 1/bồn 2 → L-Port.
Trộn hai dòng nước nhiệt độ khác nhau để ra nhiệt độ mục tiêu → T-Port.

6. Tiêu chuẩn kết nối và vật liệu cho van bi 3 ngả vi sinh

Van bi vi sinh 3 ngả chuẩn kết nối và vật liệu quyết định độ kín, vệ sinh bề mặt và tuổi thọ vận hành.

Kết nối:
Clamp → tháo lắp nhanh cho tuyến cần vệ sinh thường xuyên.
Hàn vi sinh → kín bền cho đoạn cố định; phải mapping DN/phi đúng chuẩn.
Vật liệu thân/bi:
Inox 316L kháng clorua tốt hơn 304 (phù hợp môi trường đậm muối/hóa chất).
Inox 304 dùng tốt ở môi trường ít xâm thực, kinh tế hơn.
Bề mặt & xử lý:
Bên trong cần nhẵn để giảm bám bẩn, tăng khả năng chống ăn mòn; sau hàn nên passivation, yêu cầu cao có thể đánh bóng điện (EP).
Gioăng/ghế:
PTFE → hóa chất, nhiệt cao. EPDM → nước nóng/steam trong dải cho phép. FKM → dầu/một số hóa chất. Chọn theo CIP–nhiệt–áp thực tế.

7. Hiệu năng thủy lực – Cv ΔP và full-port so với reduced-port

Không chỉ logic dòng chảy hiệu năng thủy lực quyết định lưu lượng thiết kế đạt hay không. Với 3-way đường dòng luôn quẹo sụt áp có thể lớn hơn 2-way cùng cỡ.

So sánh định tính ΔP giữa các pattern Ở L-Port đường dòng đi theo góc chữ L nên có chuyển hướng gắt hơn. Ở T-Port khi ở pattern all-through tổn thất có thể cao do chia nhánh. Khi nối hai cổng vào một vùng giao nhau trong khoang bi cũng tạo sức cản.
Khi nào nên dùng full-port Nếu tuyến yêu cầu lưu lượng cao và độ sụt áp thấp cân nhắc full-port ở cỡ nhỏ. Reduced-port có thể đủ nếu hệ thống có dư áp. Hãy tính Cv theo trạng thái làm việc chủ đạo.
Ảnh hưởng của bề mặt và ghế làm kín Độ nhẵn bề mặt trong và chất liệu seat quyết định ma sát bi tại góc đầu và góc cuối. Ma sát cao kéo theo mô men lớn không tốt cho vòng đời actuator.

8. Lắp đặt và nghiệm thu không rò cho van bi 3 ngả vi sinh

Một quy trình lắp đặt mạch lạc giúp loại bỏ lỗi do con người. Sau đây là checklist cô đọng nhưng đầy đủ.

Đánh dấu cổng A B C trên ống inox vi sinh và thân Khắc hoặc dập nổi ký hiệu gần mặt bích. Dán thêm tem thép mỏng để người mới vào ca vẫn nhận ra ngay.
Căn tâm và siết đúng Với clamp kiểm tra đồng tâm và siết đều theo hình sao. Với bulong dùng cờ lê lực theo khuyến nghị để tránh kênh ghế. Siết lại sau khi chạy nóng lần đầu.
Kiểm tra rò theo pattern Test bốn vị trí thao tác. Ở mỗi vị trí xác nhận cổng bị cách ly hoàn toàn không có bọt. Ghi biên bản kèm sơ đồ.
Vệ sinh xả thử CIP Chạy quy trình CIP theo SOP. Quan sát pattern đường dòng trong từng bước để chắc chắn không có mix ở bước không được phép.

9. Lỗi thường gặp và cách khắc phục nhanh van bi 3 ngả vi sinh

Không phải lỗi nào cũng do thiết bị. Phần lớn là do hiểu sai pattern hoặc map sai chỉ thị góc.

Nhầm orientation dẫn tới trộn ngoài ý muốn T-Port thường có vị trí all-through. Nếu không khóa cơ khí người vận hành có thể vô tình xoay vào đó. Khắc phục bằng chốt chặn và dán sơ đồ.
Map sai actuator với bi Lỗ then trên trục và khe chỉ thị trên nắp phải trùng. Nếu không góc 90° trên nắp không trùng với góc thật của bi. Khắc phục bằng tháo nắp lắp lại theo dấu chuẩn.
Dead-leg phát sinh L-Port có cổng cách ly tạo ra đoạn chết. Giải pháp là bổ sung điểm purge nhỏ hoặc thay đổi orientation để cổng cách ly hướng xuống vị trí dễ xả.
Mô men vượt chuẩn làm mòn ghế Siết lệch hoặc căn tâm kém khiến đòn gánh lớn tại mép ghế. Sửa lại căn tâm bôi trơn theo hướng dẫn và giảm tốc đóng mở.

10. FAQ – Câu hỏi thường gặp

L-Port có dùng để trộn được không Không phù hợp cho phối trộn chủ động vì lỗ chữ L chỉ nối hai cổng tại mỗi góc. Trong một số biến thể có thể tạo trạng thái gần trộn khi rò rất nhỏ do sai số nhưng đó là điều không mong muốn và không nên dựa vào.
T-Port có đóng kín tuyệt đối một cổng ở mọi tư thế không Tùy stop và orientation. Ở một số vị trí T-Port sẽ nối cả ba cổng. Nếu SOP yêu cầu không bao giờ mix hãy lắp stop loại trừ vị trí all-through hoặc chuyển sang L-Port.
Có thể đảo A B C sau khi lắp không Về cơ khí thì có thể xoay thân hoặc đổi orientation nhưng SOP kí hiệu và sơ đồ phải cập nhật đồng bộ. Tốt nhất định danh ngay từ đầu để tránh rủi ro.
Chọn gioăng nào cho CIP nóng PTFE là lựa chọn an toàn cho hóa chất và nhiệt. EPDM phù hợp nước nóng và steam trong dải cho phép. FKM hợp dầu và một số hóa chất. Kiểm tra bảng tương thích theo nồng độ và nhiệt độ thực tế.
Map fail-safe như thế nào cho tác động đơn Chọn hướng fail về trạng thái an toàn theo SOP. Trên T-Port tránh fail về all-through nếu quy trình không cho phép. Trên L-Port chọn fail về vị trí cách ly nhánh rủi ro cao.

11. Bảng gợi ý đối chiếu nhanh để thiết kế tại chỗ

Tiêu chí	L-Port (diverting/selector)	T-Port (mixing/diverting)
Hình học lỗ khoan	Lỗ chữ L nối hai cổng tại mỗi góc	Lỗ chữ T có nhánh thẳng và nhánh vuông góc nên có nhiều trạng thái hơn
Pattern điển hình	A↔B hoặc A↔C với cổng còn lại cách ly	A+B→C phối trộn hoặc A↔C hay B↔C tùy góc và stopper
Khi nên chọn	Chỉ chuyển hướng giữa hai nhánh cần cách ly cứng	Cần phối trộn hoặc cấp song song và vẫn có các pattern chuyển hướng
Khi không nên chọn	Cần trộn chủ động hay cấp song song	Quy trình cấm trạng thái thông cả ba cổng ở bất kỳ lúc nào
Rủi ro nhầm	Đảo orientation làm sai cổng cách ly	Vào vị trí all-through ngoài ý muốn nếu không khóa cơ khí
Vệ sinh và dead-leg	Cổng cách ly có thể tạo dead-leg nên bố trí purge hoặc xả	Tránh để all-through ở bước rinse nếu SOP không yêu cầu
Kiểm soát orientation và stopper	Thường giới hạn hai góc làm việc bằng chốt chặn	Bắt buộc dùng khóa liên động nếu quy trình không cho phép all-through
Ảnh hưởng ΔP và Cv	Đổi hướng gắt theo góc chữ L nên ΔP có thể lớn hơn 2-way cùng cỡ	Ở chế độ trộn hoặc all-through có vùng giao dòng làm tăng tổn thất
Gợi ý ghế làm kín	PTFE cho hóa chất và nhiệt cao EPDM cho nước nóng theo dải cho phép	PTFE khi phối trộn có hóa chất EPDM hay FKM theo môi chất cụ thể
Gợi ý điều khiển và fail-safe	Tác động đơn nên fail về vị trí cách ly nhánh rủi ro cao	Không để fail rơi vào all-through trừ khi SOP yêu cầu rõ

12. Liên hệ tư vấn và cung cấp – CTA

Khi chốt phương án L-Port hay T-Port bước tiếp theo là chọn đúng cấu hình vật liệu ghế và truyền động để SOP chạy thông suốt. ITEKA có thể đồng hành từ khâu tư vấn đến cung cấp và hướng dẫn lắp đặt.

Nguồn hàng và tiêu chuẩn chất lượng Hàng nhập chính hãng hồ sơ CO CQ đầy đủ theo từng lô. Vật liệu 304 và 316L đa dạng size. Ghế PTFE EPDM FKM cho nhiều ca sử dụng. Hoàn thiện bề mặt và tùy chọn passivation theo yêu cầu.
Năng lực cung ứng và danh mục Kho sẵn nhiều model 3-way vi sinh L-Port và T-Port. Có tùy chọn tay gạt khí nén điện. Bộ ngàm ISO 5211 đồng bộ. Phụ kiện clamp gioăng và phụ kiện lắp đặt đầy đủ.
Tư vấn kỹ thuật chuyên sâu Đội ngũ hỗ trợ đọc process dựng sơ đồ port đề xuất stop để loại trừ mix không mong muốn. Hỗ trợ tính mô men chọn actuator tác động đơn hay đôi map fail-safe đúng SOP.

Liên hệ ngay với chúng tôi để nhận được những tư vấn chi tiết về van bi 3 ngả vi sinh:

THÔNG TIN LIÊN HỆ:

SĐT: 088.666.4291 (Ưu tiên liên hệ qua Zalo)

SĐT: 088.666.2480 (Ưu tiên liên hệ qua Zalo)