Van điều khiển khí nén? Bạn biết gì về chúng? Hãy cùng KV247 đi tìm hiểu van điều khiển khí nén để bạn có cái nhìn tổng thể để lựa chọn loại van phù hợp cho dự án của mình nhé.
Van Điều Khiển Bằng Khí Nén Là Gì?
Van điều khiển khí nén thực chất là van đóng mở khí nén có tích hợp với bộ truyền động bằng khí nén. Bộ này làm nhiệm vụ chuyển lực khí nén thành lực cơ học để đóng/mở hay điều chỉnh lưu lượng lưu chất. Loại van này ngày nay đang được sử dụng rộng rãi với mục đích xây dụng một hệ thống được vận hành tự động, an toàn, chính xác, tiết kiệm chi phí.
Van van này có hai loại là đóng/mở và đóng mở tuyến tính như: van dao, van bi van cầu, vang màng.
Hình dáng của van này sẽ phụ thuộc vào hình dáng bộ điều khiển và hình dáng của thân. Mỗi hãng sản xuất khác nhau thì cách thức thiết kế, màu sách, kiểu dáng hay giá thành cũng không giống nhau. Van có kích thước càng lớn thì trọng lượng càng lớn.
Trong thực tế thì van bi, van bướm được sử dụng nhiều. Tuy nhiên đối với các hệ thống đặc biệt thì người ta dùng van công, van màng, van dao.
Cấu Tạo Van Điều Khiển Bằng Khí Nén
Đối với van điều khiển khí nén thường có 2 bộ phận chính:
- Thân van.
- Bộ truyền động
Thân Van
Thân của van bi, van cầu, van bướm, van màng… sẽ khác nhau tùy thuộc theo thiết kế của mỗi loại. Tuy nhiên, tất cả điều được làm từ vật liệu như: Inox, gang, thép… Bởi nó sẽ giúp van có thể hoạt động ổn định, chịu được nhiệt độ, áp suất, chống ăn mòn cũng như oxi hóa trong điều kiện làm việc khắc nghiệt.
Bộ Truyền Động Bằng Khí Nén
Bộ truyền động bằng khí nén (Pneumatic actuator) được làm các loại
Bộ truyền động bằng khí nén đơn tịnh tiến: Nó làm trục van chuyển động tịnh tiến hoặc dạng xoay. Nó sử dụng áp lực của khí nén để tác động lên bộ phận truyền động. Áp lực này sẽ phải lớn hơn lực của lò xo và tạo lực piston tịnh tiến kéo theo trục van di chuyển và van mở. Khi ngừng cung cấp khí thì áp lực biến mất dưới tác dụng của lực lò xo làm piston di chuyển về vị trí ban đầu van đón lại. Bộ truyền động đơn thường dùng cho van màng, van cầu…
Bộ truyền động bằng khí nén đơn xoay: Bên trong bộ truyền động chia buồng trong có bánh răng, piston và buồng trong có lò xo. Tương tự như loại trên nhưng truyển động của piston là xoay. Nó chuyên dùng cho van bi, van bướm.
Bộ truyền động bằng khí nén kép: Khí nén từ nguồn khi được cấp cho bộ truyền động sẽ đi vào cả buồng trong và buồng ngoài.
Các Bộ Phận Khác
Ngoài 3 bộ phận chính tùy theo loại van điều khiển bằng khí nén mà sẽ có thêm các chi tiết như:
Bộ phận chỉ báo đóng/mở – Điều khiển ON/OFF: Nếu như van gạt tay, van xoay vô lăng thì dựa vào góc xoay của vô lăng, tay gạt mà chúng ta biết được tình trạng làm việc của van. Còn đối với van ON/OFF thì chỉ cần 1 bộ phận. Bộ phận chỉ báo đóng mở sẽ xuất hiện ở các van khí nén điều khiển ON/OFF. Do loại van này chỉ vận hành theo hình thức đóng hoặc mở hoàn toàn nên chỉ báo đóng mở sẽ cung cấp thông tin trạng thái đóng hay mở của van.
Công tắc giới hạn (Limit switch box) – Điều khiển ON/OFF: Chí tiết công tắc giới hạn dùng để hiển thị chính xác trạng thái của van đóng hoặc mở và gửi tín hiệu này về phòng điều khiển. Lúc này, van hoặc bộ phận chia khí sẽ truyền dẫn khí đến bên đóng hoặc mở để van đóng/mở theo yêu cầu.
Bộ định vị điều tiết khí nén (Rotary Positioner) – Điều khiển tuyến tính: Bộ định vị điều tiết khí nén chỉ có trong van khí nén điều khiển tuyến tính. Nhiệm vụ của nó là điều tiết lượng khí nén cung cấp cho bộ truyền động. Từ đó van sẽ có nhiều góc mở khác nhau.
Van điện từ – Bộ chia khí: Van điện từ sẽ thực hiện việc đóng mở cung cấp 2 nguồn khí cho bên đóng, bên mở. Van điện từ có nhiều loại: 1 đầu điện, 2 đầu điện. Giá trị điện áp sử dụng thông thường: 12V, 24V, 110V, 220V. Bộ chia khí sẽ giúp cần 1 nguồn khí duy nhất giúp cung cấp khí đúng mục đích khi cần cấp vào bên mở và cấp vào bên đóng. Từ đó, van điều khiển khí nén sẽ đóng/mở thuận tiện và nhanh chóng.
Cách Hoạt Động Van Điều Khiển Bằng Khí Nén
Theo cách phân loại bộ truyền động khí nén thì chúng ta có nguyên lý hoạt động của từng loại như sau:
Truyền Động Đơn
Chuyển Động Tịnh Tiến
Tùy theo ứng dụng, yêu cầu làm việc mà van sẽ tự động đóng, tự động mở khi được cung cấp khí nén.
Ví dụ: Với van tự động mở khi ngừng cung cấp khí. Khi ngắt dòng khí nén cung cấp cho bộ truyền động thì lực lò xo sẽ đẩy trục van đi lên trên. Mở đĩa van ra khỏi ghế van, dòng chất đi qua.
Chuyển Động Xoay
Khí nen lúc này chỉ cấp vào buồng trong, lực của khí nén sẽ đẩy piston di chuyển về 2 bên. Nhờ vào bánh răng mà trục van xoay làm van hoạt động. Khi ngừng cấp khí, nhờ lực của lò xo làm cho piston trở về trạng thái ban đầu và van sẽ tự động đóng hoặc tự động mở.
Tác Động Kép
Chu trình vở van điều khiển khí nén tác động kép: Khí nén được cấp vào bộ truyển động và đi vào buồng. Dưới áp lực của khí đấy piston dịch chuyển từ trong ra ngoài. Thông qua piston và bánh răng, trục van sẽ xoay kéo theo cánh van hoặc bi sẽ xoay theo. Khí ở buồng ngoài sẽ được đẩy ra và van mở.
Chu trình đóng: Khi cấp vào buồng ngoài, lực của khí làm piston từ ngoài vào trong. Trục van sẽ xoay làm cánh van hay bi van xoay cùng tốc độ, cùng gó. Khí buồng trong được đẩy ra, van đóng.
Ưu Điểm Van Điều Khiển Bằng Khí Nén
So với nhiều loại van khác thì van điều khiển bằng khí nén được khách hàng tin dụng hơn vì thiết kế van đơn giản, nhỏ, gọn và khá nhẹ. Điều này giúp con người có thể di chuyển cũng như lắp đặt thiết bị ở nhiều vị trí, không gian khác nhau.
Giá thành của van rẻ, độ bền cao, ít xảy ra hỏng hóc nên tiết kiệm chi phí cho người dùng.
Van điều khiển khí có nhiều loại, model với kích cỡ phong phú để người dùng có thể chọn lựa. Van vận hành an toàn, bảo dưỡng đơn giản.
Thời gian đóng mở van rất nhanh, trung bình chỉ từ 2 – 10 giây. Thời gian này còn phụ thuộc nhiều vào kích thước van.
Truyền năng lượng dòng chất đi xa do khí nén có độ nhớt và sự tổn thất áp suất nhỏ. Van có thể đạt được vận tốc lớn khi truyền động do trọng lượng của chi tiết điều khiển khí nén nhỏ, giãn nở của khí nén lớn.