Van điều khiển bằng khí nén là gì?
Van điều khiển bằng khí nén tiếng anh là Pneumatic control valve, đây là loại van điều khiển và kiểm soát lưu chất lỏng đi qua van bằng bộ truyền động khí nén. Bộ truyền động này chuyển đổi năng lượng của khí nén thành chuyển động cơ học giúp đóng mở, điều khiển các loại van như van bướm, van bi…và được thiết kế 2 cách thức hoạt động dạng ON/OFF đóng mở hoàn toàn hoặc tuyến tính theo góc tùy chỉnh.
Hiện nay, van điều khiển khí nén được dùng rộng rãi trong các hệ thống ống dẫn của nhà máy (bia, rượu, cấp thoát nước v…vv). Hoặc trong hệ thống hơi nóng, khí nén, hóa chất, xăng, dầu… Với ưu điểm thời gian đóng mở nhanh, linh hoạt, phù hợp với hệ thống có quy mô lớn, cơ chế vận hành hoàn toàn tự động.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động van điều khiển bằng khí nén
Cấu tạo
Về cấu tạo, van điều khiển bằng khí nén được thiết kế gồm 2 bộ phận chính là thân van cơ và bộ truyền động khí nén. Chi tiết cụ thể như sau:
Chất liệu chế tạo inox, gang, nhựa có đặc tính chống ăn mòn tốt, độ bền cao, chống va đập, chịu được điều kiện nhiệt độ, áp suất cao. Mỗi vật liệu sẽ phù hợp với những môi trường sử dụng khác nhau. Thân van được thiết kế kết nối với đường ống dạng lắp ren hoặc lắp bích tùy thuộc kích cỡ, vị trí cần lắp đặt.
- Phần điều khiển (Bộ điều khiển khí nén)
Bộ điều khiển khí nén được chế tạo phần thân bộ điện bằng chất liệu hợp kim nhôm nguyên khối gồm các bộ phận lò xo bằng inox, trục kết nối, hệ số bánh răng, piston, xy lanh…. Tiêu chuẩn kháng nước kháng bụi IP67 hoặc IP68 tùy thuộc vào thương hiệu sản xuất. Nguồn áp lực khí nén đầu vào 3 ~ 8bar giúp đầu khí hoạt động ổn định. Trên thị trường hiện nay dựa vào cách thức hoạt động có thể chia bộ truyền động khí nén thành 2 dạng: tác động đơn và tác động kép.
Nguyên lý hoạt động
Van được van hành bởi bộ điều khiển khí nén và liên kết trực tiếp với trục van. Để hoạt động được thì hoàn toàn nhờ vào máy nén khí cung cấp vào bộ khí nén, khi đó có thể theo nhu cầu sử dụng kiểu On/Off ( Mở/Đóng hoàn toàn) hoặc kiểu tuyến tính (Mở/Đóng theo góc mong muốn). Cụ thể:
- Dạng tác động đơn
Với thiết kế bộ điều khiển điện bao gồm: xi lanh, piston, hệ số bánh răng, trục xoay, lò xo. Đây là dạng hoạt động bằng cách cung cấp khí 1 lần. Khi áp lực khí nén được đi từ cửa A vào bên trong buồng của bộ điều khiển, áp lực khí nén thắng lực đàn hồi của lò xo đẩy piston sang hai bên. Cùng với hệ số các bánh răng ăn khớp với nhau giữa piston và trục quay ngược chiều kim đồng hồ truyền tải lực xuống trục van cơ thực hiện việc mở van. Khí tại buồng ngoài (nơi lò xo) sẽ được đẩy ra ngoài bằng cửa B.
Khi áp lực khí nén gián đoạn, giảm xuống lực đàn hồi của lò xo sẽ tác động ngược lên piston đẩy nó vào bên trong. Lúc này piston sẽ di chuyển trục quay theo chiều kim đồng hồ thực hiện việc đóng van. Khí nén sẽ được đẩy ra ngoài bằng cửa thoát A. Đây là dòng van hoạt động với trạng thái đóng mở van hoàn toàn.
- Dạng tác động kép
Vì một số nhược điểm của dạng tác động đơn luôn phải duy trì áp lực khí nén để vận hành van trong thời gian làm việc gây tốn kém, lãng phí. Dòng van điều khiển tác động kép ra đời với nguyên lý hoạt động cấp khi 2 lần cho một chu trình đóng mở.
Với chu trình mở: van tương tự như dạng tác động đơn, cấp khi vào buồng sẽ đẩy piston sang 2 bên qua hệ số bánh răng làm trục van dịch chuyển thực hiện việc mở van theo một hành trình quy định sẵn của từng loại van cơ. Khi đạt tới vị trí mở hoàn van nguồn khí sẽ được ngắt và khóa vị trí giúp van hoạt động ổn định trong thời gian dài.
Với chu trình đóng: chúng ta cấp khi ngược lại tại cửa B áp suát sẽ nén đẩy piston về sát vị trí trục van, lượng khí trong buồn được đẩy ra ngoài từ cửa A. Trục van xoay ngược chiều, kéo trục quay của van trở về vị trí van đóng hoàn toàn.
Phân loại van điều khiển bằng khí nén
Van bướm điều khiển khí nén
Là thiết bị được thiết kế phần thân van là van bướm cơ có đĩa van dạng hình cánh bướm kết hợp với bộ điều khiển là bộ truyền động khí nén. Ưu điểm lớn nhất của van bướm khí nén tự động điều khiển là thay thế hoàn toàn sức người, thời gian đóng mở nhanh, độ an toàn cao, sử dụng được trong nhiều môi trường khác nhau, đặc biệt có thể lắp đặt trong đường hầm và trên độ cao nhất định. Kiểu dáng kết nối van với đường ống dạng mặt bích, wafer hoặc tai bích. Cơ chế vận hành khi khí nén được cấp và phân chia bởi một van điện từ đi vào bộ chuyền động, đẩy piston di chuyển hết hành trình tạo momen xoắn cho trục vít, làm xoay trục van 90 độ, kết thúc chu trình mở.
Van bi điều khiển khí nén
Van bi điều khiển khí nén là sản phẩm được thiết kế phần thân là van bi cơ chất liệu inox, gang, thép; kiểu dáng 3 ngã, 2 ngã…, phần điều khiển là bộ truyền động khí nén với chức năng đóng, mở và điều tiết dòng chảy lưu chất. Ưu điểm thời gian đóng mở nhanh, bảo toàn được lưu lượng và áp suất, có khả năng làm việc tốt trong điều kiện nhiệt độ cao, áp suất lớn. Có thể sử dụng cho các hệ thống dễ cháy nổ như gas, khí đốt. Ngoài ra, cũng dùng được cho nhiều lưu chất khác nhau, từ nước sinh hoạt, nước thải, đồ uống đến các lưu chất có tính ăn mòn như hóa chất, axit, dung dịch muối…
Van cầu điều khiển khí nén
Van cầu điều khiển khí nén là loại van tự động sử dụng áp suất của khí nén để kiểm soát lượng dòng chảy trong một hệ thống hoặc quy trình. Với cấu tạo gồm thân van cầu dạng chữ Z, chữ T hoặc van cầu xiên và bộ truyền động khí nén kiểu tác động đơn hoặc tác động kép. Ưu điểm nổi bật của sản phẩm là có thể đóng mở hoàn toàn hoặc điều chỉnh tốc độ đóng/mở van nhanh, chậm; có thể cung cấp một lực lớn để đóng van chống lại áp suất chênh lệch cao. Do đó được ứng dụng rộng rãi trong hầu hết các công trình, hệ thống: nước, hơi nóng, khí nén, khí và các chất lỏng ăn mòn khác….
Van dao điều khiển bằng khí nén
Được thiết kế gồm 2 phần: van dao cơ được bỏ bộ phận vận hành bằng tay và lắp thay vào bộ truyền động bằng khí nén. Van hoạt động nhờ vào lực kéo và lực đẩy của bộ truyền động, cụ thể là xi lanh khí nén. Van dao khí nén phù hợp với các ứng dụng đóng mở ON/OFF với quy trình hoạt động đóng mở van nhanh chóng và tự động nhờ hệ thống khí nén tác động kết hợp với các loại van điện từ khí nén để đóng mở van và xuất tín hiệu điều khiển. Hiện nay, loại van này được ứng dụng nhiều trong các ngành công nghiệp chế biến bột giấy và giấy, xử lý nước thải, khai thác, làm đường và chế biến hóa chất, hệ thống đường ống có tạp chất.
Ưu, nhược điểm của van điều khiển khí nén
Ưu điểm:
- Thiết kế đa dạng kích cỡ, kiểu dáng, tọng lượng nhẹ tiện lợi cho quá trình vận chuyển, lắp đặt cũng như bảo trì, bảo dưỡng.
- Có thể lắp đặt tại nhiều vị trí phức tạp nhưng vẫn có thể kiểm soát được hoạt động và phù hợp với hệ thống cần lắp đặt có quy mô, kích cỡ lớn.
- Thời gian đóng mở nhanh, cách thức hoạt động đóng mở ON/OFF hoàn toàn hoặc đóng mớ tuyến tính theo góc tùy chỉnh.
- Chất liệu chế tạo van cơ: inox, gang, nhựa… có đặc tính độ bền cao, chống va đập tốt, hoạt động tốt trong điều kiện nhiệt độ, áp suất cao.
- Cơ chế vận hành hoàn toàn tự động không cần dùng sức người giúp hệ thống tiết kiệm chi phí, nhân công vận hành.
- Bộ điều khiển khí nén được chế tạo bằng chất liệu hợp kim nhôm nguyên khối, tiêu chuẩn khàng nước, kháng bụi IP67, IP68. Kiểu dáng tác động đơn hoặc tác động kép, có thể hoạt động liên tục trong thời gian dài.
Nhược điểm:
- Gía thành so với van điều khiển thủ công bằng tay cao hơn,
- Khi lắp đặt đòi hỏi phải người có chuyên môn, kỹ thuật.
- Phải thiết kế thêm bộ định vị điều tiết khí nén để điều khiển tuyến tính.
Ứng dụng van điều khiển bằng khí nén
Với nhiều ưu điểm nổi bật, hiện nay các loại van điều khiển bằng khí nén được ứng dụng rộng rãi và phổ biến trong rất nhiều lĩnh vực. Cụ thể dưới đây:
- Trong các khu công nghiệp, nhà máy chế biến lương thực, thực phẩm, sản xuất nước giải khát, đồ uống…. với nhiệm vụ điều chỉnh lưu lượng chính xác ở các thời điểm khác nhau.
- Trong điều khiển nhiệt độ với các ngàng lắp ráp linh kiện điện tử, cơ khí… với nhiệm vụ điều khiển khí, nhiệt và bộ truyền nhận tín hiệu.
- Trong điều khiển áp suất với các ngành sản xuất xăng dầu, hóa chất, gas…với nhiệm vụ nhận tín hiệu từ bộ cảm biến áp suất truyền đến van và van sẽ vận hành đúng theo áp suất cài đặt đó.
- Trong môi trường hóa chất tại các nhà máy sản xuất hóa chất, viện nghiên cứu hóa học, các hệ thống cấp thoát nước sinh hoạt, nước thải…
- Trong hệ thống hơi nóng có nhiệt độ cao tại các lò hơi, lò sấy…
- Trong hệ thống môi trường khí nén.
- Trong các ngành công nghiệp dệt, nhuộm, sản xuất bao bì, giấy…
- Trong ngành dược phẩm, mỹ phẩm, trong các viện nghiên cứu…
Mọi thông tin chi tiết về báo giá vui lòng liên hệ qua hotline để được nhân viên tư vấn, hỗ trợ và báo giá chính xác.
