Ngày nay, nhu cầu của thị trường về lắp đặt, sử dụng van điều khiển khí nén là rất lớn, không chỉ trong sản xuất công nghiệp mà cả trong các ứng dụng của đời sống hằng ngày. Vậy bạn đã có những thông tin cơ bản về loại van này chưa? Nếu chưa hãy cùng chúng tôi tim hiểu về cấu tạo, nguyên lý hoạt động của nó nhé.
Van điều khiển là gì?
Khí nén là nguồn tài nguyên mà con người đã và đang tập trung khai thác một cách hiệu quả. Vì nó phong phú, dễ sử dụng, an toàn và đặc biệt không nguy hại đến môi trường. Khí nén ứng dụng trong công nghiệp với các ngành sản xuất, chế tạo, lắp ráp… cho đến thủ công nghiệp và đời sống dân dụng hằng ngày.
Hệ thống thiết bị để khai thác khí nén được gọi là hệ thống khí nén. Nếu xi lanh là thiết bị chấp hành thì van khí nén đóng vai trò cơ cấu. Có rất nhiều loại van khí nén khác nhau nhưng phổ biến nhất là các van điều khiển.
Trong một hệ thống, có thể sẽ có 1 van điều khiển hoặc nhiều van điều khiển cùng loại hoặc khác loại được lắp tại những vị trí khác nhau trên hệ thống ống dẫn khí.
Vậy van điều khiển là gì? Nó là một loại van công nghiệp được vận hành bằng tín hiệu khí nén hoặc tín hiệu điện. Chức năng của van đó là kiểm soát và điều khiển dòng lưu lượng khí nén, hơi qua van vào đường ống đi đến thiết bị chấp hành theo đúng yêu cầu của khách hàng.
Thông qua van, người vận hành có thể điều khiển một cách chính xác tốc độ dòng chảy và theo dõi áp, nhiệt và lưu lượng một cách tốt nhất với các phụ kiện: cảm biến, bộ điều khiển.
Để có thể làm việc tốt trong các môi trường có áp suất, nhiệt độ cao và thay đổi thì chất liệu cấu tạo van là điều đáng quan tâm. Hầu hết đều được làm bằng thép, sắt mạ, nhôm, hợp kim… để van có thiết kế cứng cáp, chắc chắn cũng như không bị ăn mòn, oxi hóa ảnh hưởng đến tuổi thọ. Bên cạnh đó, cấu tạo được đơn giản hóa, ít chi tiết giúp van gọn nhẹ.
Van điều khiển có những loại nào
Người ta phân chia van điều khiển khí nén thành hai loại phổ biến nhất đó là: Van điều khiển bằng khí nén và bằng điện năng. Với mỗi loại van đều có những điểm thích hợp, đáp ứng với các công việc mà khách hàng yêu cầu.
Van điều khiển bằng khí nén
Chúng ta có thể hiểu là hoạt động đóng mở cửa của van được điều khiển hoàn toàn bằng khí nén. Trên thị trường, người ta đánh giá rất cao loại van này về cấu tạo, cách hoạt động, thiết kế
Nguyên lý hoạt động van điều khiển bằng khí nén
Để có thể hoạt động, khách hàng cần phải lắp đặt và đấu nối van vào hệ thống với các ống dẫn khí, phụ kiện đầu nối nhanh, co nối, chia hơi…
Khi ta cấp một lượng khí nén vừa đù được điều khiển bằng các van điện từ 5/2, 5/3, 4/2… vào một đầu điều khiển của van. Do thiết kế của đầu điều khiển này làm cho trục của van quay theo đúng theo hành trình một góc khoảng 90 độ.
Khi hết hành trình nó sẽ dừng lại. Trục của phần điều khiển sẽ kết nối với trục của van bi điều khiển khí nén, van bướm… Nếu là van bị thì sẽ làm bi quay theo với 1 góc 90 độ, nếu là van bướm sẽ làm cánh bướm quay theo một góc 90 độ. Van lúc này sẽ chuyển đổi trạng thái từ đóng sang mở với loại van thường đóng và ngược lại từ mở sang đóng với van thường mở.
Khi chúng ta điều khiển ngắt dòng khí đang được cung cấp, trục của phần điều khiển, trục của van sẽ về vị trí cũ và hoạt động của van sẽ về trạng thái ban đầu: thường đóng, thường mở.
Cấu tạo của van điều khiển bằng khí nén
Cấu tạo của van điều khiển bằng khí nén gồm các bộ phận chính như: thân van, ty van, trục van, động cơ… Tất cả đều được thiết kế theo tiêu chuẩn châu Âu với tỉ lệ chính xác, đồng bộ để dễ dàng ăn khớp với nhau.
Van chia làm hai thành phần chính:
Phần van cơ thông thường: Đây là phần kết nối với đường ống dẫn để tạo ra trạng thái mở cửa, đóng cửa của van. Trên thị trường có rất nhiều loại van cơ nhưng thường sử dụng nhiều nhất đó là: Van bi, van bướm, van cửa, van cầu.
Phần điều khiển: Đây là bộ phận quan trọng vì nó điều khiển hoạt động của van. Nó hoạt động nhờ và áp suất của khí nén được cung cấp.
Tùy vào môi trường làm việc mà khách hàng chọn van làm bằng gang, inox, thép, nhựa…
Khi lựa chọn van này, khách hàng cần chú ý đến: chất liệu của van là thép hay gang, áp lực làm việc, áp lực tối đa, nhiệt độ làm việc, môi trường làm việc, không gian lắp và kiểu lắp đặt, xuất xứ và hãng sản xuất.
Các loại van điều khiển bằng khí nén
Van điều khiển bằng khí nén được chia thành nhiều loại với kiểu dáng khác nhau:
+ Van bi điều khiển bằng khí nén: Van lắp trên các đường ống với kích thước nhỏ hơn chỉ từ DN15 đến DN100
+ Van cánh bướm điều khiển bằng khí nén: Đây là van chuyên lắp đặt đường ống với kích thước từ DN50 đến DN1200 với van cơ có dạng cánh bướm.
+ Van chữ Y điều khiển bằng khí nén hay còn được gọi là van cùi chỏ với việc điều khiển bằng 1 piston đơn có chuyển động lên xuống.
+ Van 2 chiều điều khiển bằng khí nén
Ngoài ra còn có các loại khác như: Van 3 ngã điều khiển bằng khí nén, van xiên, van cầu…
Ưu điểm của các van điều khiển bằng khí nén đó là thiết kế nhỏ gọn với các chi tiết được gia công tỉ mỉ, tiết kiệm chi phí cho người sử dụng và thuận tiện trong việc đấu nối, lắp ráp. Tốc độ truyền động cao và rất linh hoạt. Người dùng có thể dễ dàng điều khiển với độ chính xác cao.
Van điều khiển bằng điện
Van điều khiển khí nén bằng điện được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp và nó phù hợp với mọi hệ thống, yêu cầu.
Nguyên lý hoạt động van điều khiển bằng điện
Mọi hoạt động của loại van này đều được điều khiển, chi phối bằng điện. Điện được cấp từ nguồn đến bộ điều khiển của van điện.Dòng điện này có thể 220v hoặc 24v tùy vào đặc điểm của hệ thống.
Điện sẽ được truyền đến cho motor xoay và các tín hiệu điều khiển, cảm biến áp suất, cảm biến nhiệt độ. Tuy theo loại van và thiết kế mà motor của van sẽ xoay theo bên trái hoặc bên phải để truyền động đến trục của van.
Nếu là van thường đóng thì cửa van sẽ chuyển từ đóng sang mở để dòng khí nén đi qua. Nếu là van thường mở thì van sẽ chuyển từ mở sang đóng, ngăn dòng khí.
Khi ngắt điện, van sẽ trở về trạng thái ban đầu nhanh chóng nhất.
Cấu tạo của van điều khiển bằng điện
Xét một cách tổng thể và khách quan thì van sẽ bao gồm 2 phần chính đó là: Phần điều khiển điện và phần thân van.
Nhưng có một số người thì lại chia thành: bộ điều khiển tuyến tính, thân van, motor van.
Van có thể thích hợp với hệ thống dùng điện một chiều 24v hoặc điện xoay chiều 220v.
Các loại van điều khiển bằng điện
Một số loại van điều khiển bằng điện thông dụng trên thị trường hiện nay như:
+ Van cầu điều khiển bằng điện loại điều khiển on/off, van cầu điều khiển bằng điện loại điều khiển tuyến tính.
+ Van cánh bướm điều khiển bằng điện
+ Van 3 ngã điều khiển bằng điện loại tuyến tính hoặc loại on/off.
Khác biệt giữa van điều khiển tuyến tính – On/off
Có một số khách hàng vẫn thắc mắc đó là van tuyến tính và van điều khiển on off giống nhau hay khác nhau? Nếu khác thì khác nhau ở điểm gì?
Trước hết van tuyến tính và van điều khiển on/off đều là những van khí nén điều khiển bằng điện, bằng khí nén phục vụ trong hệ thống khí nén.
Van điều khiển on/off là loại van có thể nhận tín hiệu khí nén, tín hiệu điện. Và từ đó, bộ điều khiển của van xuất tính hiệu đóng 100% (off), mở 100% (on) theo đúng hành trình của van.
Trong khi đó, van điều khiển tuyến tính là loại van đặc biệt hơn khi có thể nhận được tín hiệu analog, giúp van có thể đóng mở 0% – 100% theo đúng tín hiệu xuất ra từ bộ điều khiển của van. Van được dùng trong các xưởng, nhà máy nhiều hơn. Qua van, người vận hành có thể kiểm soát được lưu lượng, áp lực, nhiệt độ của dòng lưu chất.
Tùy thuộc vào yêu cầu thực tế mà khi chọn van khách có thể cân nhắc loại tuyến tính hay on/off.
Có một điều lưu ý với khách hàng đó là: Với những hệ thống khí làm việc liên tục với công suất lớn thì nên sử dụng van điều khiển khí nén bằng điện vừa đảm bảo được thời gian, tiết kiệm nhân công và độ chính xác cao.
Ưu điểm của loại van này đó là: Thời gian một van có thể đáp ứng yêu cầu hành trình rất nhanh 2s-10s. Van sử dụng điện 24v, 220v rất thông dụng. Van có thể thích hợp dùng cho môi trường hóa chất hay các môi trường có tính chất nhiệt, độ ẩm, áp suất cao.
Nhược điểm của van đó là: Chi phí đầu tư ban đầu sẽ cao hơn so với các loại van khác. Yêu cầu lắp đặt chi tiết, tỉ mỉ. Khi nguồn điện không ổn định hoặc mất điện thì hiệu quả hoạt động của van giảm.
Ứng dụng của van điều khiển
Van điều khiển khí nén có ứng dụng rất da dạng. Việc tìm hiểu rõ các ứng dụng của van sẽ giúp khách hàng khai thác đúng năng suất, chức năng, nhiệm vụ của van.
Điều khiển nhiệt độ
Nếu lắp van điều khiển khí nén với cây cảm biến nhiệt loại Pt100 và bộ điều khiển nhiệt độ PID 4-20mA thì nó sẽ thực hiện chức năng điều khiển nhiệt độ một cách tốt nhất.
Chúng ta có thể hiểu đơn giản như sau: Bộ điều khiển nhiệt độ sẽ nhận tín hiệu được xuất từ cây cảm biến nhiệt, sau đó xuất tín hiệu PID 4-20mA đến van. Tại đây, van sẽ nhận được tín hiệu và vận hành theo đúng giá trị nhiệt độ đã được cài đặt. Nếu khách hàng không có điều kiện để sử dụng bộ điều khiển nhiệt thì sử dụng PLC.
Điều khiển áp suất
Với chức năng điều khiển áp suất thì cũng tương tự như với điều khiển nhiệt độ. Nó cũng cần cảm biến áp suất và bộ điều khiển áp suất. Khi bộ điều khiển nhận tín hiệu từ cảm biến áp suất thì nó xuất tín hiệu đến van. Van sẽ nhận được tín hiệu, vận hành theo thông số, tín hiệu được cài đặt.
Có một điều đặc biệt đó là, van điều khiển khí nén có thể biến thành van giảm áp bởi vì nó nhận tín hiệu và chạy theo giá trị của bộ điều khiển đã cài đặt.
Điều khiển lưu lượng
Van điều khiển khí nén có thể điều khiển lưu lượng một cách chính xác, đáp ứng các yêu cầu công việc ở từng thời điểm khác nhau.
Khi chúng ta cần lưu lượng ổn định để vận hành thì việc điều chỉnh lưu lượng, chính xác của thiết bị đo rất quan trọng.
Van khí nén điều chỉnh lưu lượng được dùng trong các ngành chế biến lương thực thực phẩm, sản xuất nước giải khát, sữa, bia…
Các loại van điều khiển khí nén còn được
Lựa chọn van điều khiển khí nén khách cần chú ý: tính chất của dòng lưu chất, nhiệt độ áp suất lúc làm việc và lúc min- max, kích thước của đường ống cần lắp van, độ chính xác và tốc độ của van khi chuyển đổi trạng thái và cuối cùng là xuất xứ, nguồn gốc van.
Tags: Van điều khiển, Van điều khiển là gì, van điều khiển bằng khí nén, cấu tạo của van điều khiển bằng khí nén, Các loại van điều khiển bằng khí nén, Nguyên lý hoạt động van điều khiển bằng điện