Van điều khiển khí nén

I. Tìm hiểu van điều khiển khí nén là gì?

Van điều khiển khí nén là thiết bị van công nghiệp được kết hợp với một bộ truyền động hoạt động nhờ vào nguồn khí nén, thay thế cho bộ phận tay gạt hoặc tay quay thông thường, giúp van vận hành một cách hoàn toàn tự động, thay thế cho sức làm việc của con người. Đặc biệt van không sử dụng motor để điều khiển đóng mở giống với các dòng van điều khiển điện, tuyệt đối không xảy ra hiện tượng cháy nổ động cơ. Vì thế mà ngoài sử dụng cho các hệ thống lưu chất lỏng thông thường thì dòng van khí nén còn được sử dụng phổ biến trong những hệ thống có nhiệt độ làm việc cao hoặc môi trường ẩm ướt

Bộ truyền động khí nén được làm từ chất liệu hợp kim nhôm cao cấp, có khả năng cách điện tốt và cho độ bền cao. Bên trong là các thiết bị truyền động như lò xo, piston, với thiết kế phần trục van bên dưới có tán giúp van có thể dễ dàng kết nối với các thiết bị van cơ như: Van bướm, van cầu, van bi, van cổng. Bộ khí nén có 2 loại đóng mở chính là dạng ON/OFF và tuyến tính, giúp van có khả năng sử dụng cho từng mục đích làm việc khác nhau

II. Thông số kỹ thuật van điều khiển khí nén

*Thông số kỹ thuật chung

III. Cấu tạo van điều khiển khí nén

Sản phẩm được cấu tạo từ 2 bộ phận chính đó là: Phần van cơ + Bộ truyền động khí nén = Van điều khiển khí nén. Sau đây cùng chúng tôi tìm hiểu chi tiết về cấu tạo của từng bộ phận này

1. Cấu tạo phần van cơ

Đây là bộ phận tiếp xúc trực tiếp với dòng chảy lưu chất, dùng để kết nối với hệ thống đường ống theo dạng nối ren hoặc lắp mặt bích. Phần van ở đây là các dòng van bi, van bướm, van cổng hoặc van cầu được gỡ bỏ phần tay gạt hoặc tay quay và thay vào đó là thiết kế phần tán ở phần trục van để có thể kết nối với bộ truyền động khí nén. Hình dáng của từng loại van đều được thiết kế khác nhau. Dưới đây là cấu tạo chung của các dòng van cơ bao gồm

- Thân van: Được làm từ đa dạng vật lệu như gang, đồng, nhựa, inox hoặc thép. Mỗi chất liệu sẽ phù hợp cho từng hệ thống làm việc khác nhau

- Đĩa van (Bi van): Là bộ phận tiếp dùng để đóng mở, cho phép hoặc ngăn chặn toàn bộ dòng chảy lưu chất đi qua van

- Trục van: Là một thanh kim loại có độ cứng cao, phần đầu trục kết nối với bộ khí nén, đầu còn lại kết nối với đĩa van, giúp truyền lực tác động từ bộ khí nén xuống đĩa van để đóng mở dòng chảy

- Gioăng làm kín: Làm từ chất liệu cao su tổng hợp như Teflon hoặc EPDM, có chức năng làm gia tăng độ kín khít cho van, ngoài ra còn ngăn lưu chất rò rỉ ra bên ngoài

2. Cấu tạo bộ điều khiển khí nén

Đây được xem như là bộ phận đầu não của van, sử dụng áp lực khí nén bên ngoài chuyển đổi thành động năng tạo ra lực mô men xoắn tác động làm xoay chuyển các xy lanh bên trong. Với thiết kế lớp vỏ bảo vệ được làm từ chất liệu hợp kim nhôm cao cấp, có độ bền cơ học cao. Bên trong được cấu tạo từ các bộ phận như: Lò xo, piston và bánh răng truyền động, giúp cho trục của van cơ xoay theo các góc độ khác nhau, từ đó tạo ra các góc mở khác nhau. Bộ khí nén được chia làm 2 dạng chính là tác động kép và tác động đơn (có lò xo đàn hồi)

IV. Nguyên lý hoạt động van điều khiển khí nén

Van có nguyên lý vận hành hoàn toàn tự động nhờ vào áp lực khí nén được cấp vào bên trong bộ điều khiển. Như tìm hiểu ở trên, chắc hẳn các bạn cũng đã biết bộ khí được chi làm 2 dạng chính và tất nhiên là cơ chế hoạt động cũng sẽ khác nhau. Cụ thể như sau:

1. Nguyên lý họat động van điều khiển khí nén tác động đơn

Van hoạt động dựa vào nguồn cấp khí nén một lần duy nhất. Ban đầu van ở trạng thái đóng hoàn toàn nhờ vào lực đàn hồi của lò xo. Khi cấp khí nén vào buồng điều khiển, áp lực khí nén thắng được lực đàn hồi của lò xo sẽ đẩy piston về 2 đầu sẽ tác động đến bộ phận bánh răng tạo ra lực mô men xoắn, truyền lực xuống đĩa van một góc 90 độ tạo ra trạng thái mở van. Khi ngừng cấp khí nén, dưới lực đàn hồi của lò xo sẽ đẩy piston về vị trí ban đầu, đồng thời đĩa van cũng di chuyển trở về trạng thái đóng

2. Nguyên lý hoạt động van điều khiển khí nén tác động kép

Ngược lại với dạng tác động đơn, các bạn có thể hiểu đơn giản là cần phải cấp khí nén 2 lần cho cả quá trình đóng và mở van. Khi cấp khí nén vào cổng A, áp lực khí nén sẽ đẩy piston về 2 phía tạo trạng thái mở van. Khi muốn đóng van, các bạn chỉ cần cấp khí nén đi vào cổng B, quy trình sẽ được đảo chiều, lúc này van trong trạng thái đóng hoàn toàn

V. Một số phụ kiện đi kèm van điều khiển khí nén

1. Bộ hiển thị trạng thái đóng mở (Limit switch box)

Đây là thiết bị thông báo vị trí đóng mở của van, từ đó truyền tín hiệu về tủ điều khiển, giúp người sử dụng có thể dễ dạng nhận biết được trạng thái hoạt động của van từ xa. Ngoài ra chúng còn có chức năng nhận tín hiệu để điều khiển van điện từ khí nén cấp khí để mở van hoặc ngừng cấp khí để đóng van

2. Bộ định vị tuyến tính

Hay còn được gọi là bộ điều tiết khí nén có tên gọi tiếng anh là (Positioner) sử dụng tín hiệu đầu vào từ 4 - 20mA tương đương với các góc độ từ 0 - 90 độ, giúp điều khiển đĩa van đóng mở theo các góc độ khác nhau, sử dụng cho các hệ thống điều tiết lưu lượng dòng chảy. Bộ định vị sẽ xác định vị trí hiện tại của van, từ đó điều tiết lượng khí nén phù hợp giúp điều khiển đĩa van đến vị trí mong muốn

3. Van điện từ khí nén

Van được sử dụng để đóng mở đường dẫn khí nén, ngoài ra còn có chức năng điều chỉnh chính xác hướng di chuyển của khí nén, giúp điều chế khí nén trong hệ thống, nhờ đó lưu lượng khí nén được kiểm soát một cách tốt nhất, từ đó ngăn ngừa áp lực quá mức cho thiết bị. Van hoạt động nhờ vào nguồn điện áp đa dạng từ 24V - 220V

4. Bộ lọc khí nén

Là thiết bị có nhiệm vụ chính là tách nước, loại bỏ các tạp chất lẫn bên trong khí nén giúp khí nén trở nên sạch hơn, khô hơn, đảm bảo không có hiện tượng nước ngưng tụ bên trong hệ thống khí. Tùy vào môi trường làm việc khác nhau và sẽ có những tác động nhất định đến dòng khí đi vào bộ điều khiển. Nếu bộ điều khiển có dòng lưu chất khí nén không được lọc sạch, lâu dần sẽ tích tụ và gây tắc nghẽn các chi tiết truyền động làm ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống 

5. Dây dẫn khí 

Là thiết bị truyền tải khí nén từ hệ thống khí nén đến bộ điều khiển của van, dây dẫn được làm từ chất liệu nhựa tổng hợp có độ bền cao, chịu được nhiệt độ và áp lực làm việc lớn. Đây là một thiết bị quan trọng, không thể thiếu đối với các hệ thống khí nén nói chung và van điều khiển khí nén nói riêng 

VI. Ưu điểm vàn nhược điểm van điều khiển khí nén

1. Ưu điểm van điều khiển khí nén

• Thời gian đóng mở nhanh hơn nhiều lần so với các dòng van điều khiển điện (trung bình chỉ từ 1-2s cho một quá trình đóng hoặc mở)
• Sử dụng khí nén để điều khiển van đóng mở một cách hoàn toàn tự động, thay thế sức làm việc của con người, giúp tiết kiệm được chi phí nhân công
• Với việc sử dụng khí nén vì thế mà van có độ an toàn tuyệt đối, không xảy ra hiện tượng chập cháy trong quá trình sử dụng
• Có thể dễ dàng nhận biết và kiểm soát được hoạt động đóng mở của van từ xa, phù hợp lắp đặt ở những vị trí mà con người khó tiếp cận để vận hành van
• Chế tạo từ đa dạng chất liệu khác nhau như gang, đồng, thép, nhựa hoặc inox, có khả năng tương thích với mọi lưu chất hiện nay
• Đa dạng kiểu lắp đặt như nối ren, lắp mặt bích, hàn ống, wafer,... phù hợp với tiêu chuẩn của đường ống sẵn có, lắp đặt được ở nhiều hệ thống khác nhau
• Bộ điều khiển đạt tiêu chuẩn IP68, có khả năng kháng nước, chống bụi bẩn, phù hợp sử dụng ở những môi trường có điều kiện làm việc khắc nghiệt, bên ngoài được phủ một lớp sơn tĩnh điện giúp tăng tuổi thọ sử dụng lên nhiều lần
• Cấu tạo đơn giản, các bộ phận thiết kế có thể tháo rời nhau, thuận tiện cho việc thay thế và sửa chữa mỗi khi van gặp sự cố mà không cần phải thay mới hoàn toàn

2. Nhược điểm van điều khiển khí nén

• Khí nén trước khi đưa vào để sử dụng cần được lọc sạch, đảm bảo không có hơi nước hoặc bụi bẩn
• Trong quá trình hoạt động, khí nén đước giải phóng khỏi các thành phần khí nén sẽ tạo ra tiếng ồn khá lớn, vì thế nên hạn chế lắp đặt van ở những môi trường cần yên tĩnh
• Đối với những dòng van có kích thước lớn thì bộ truyền động khá cồng kềnh, không phù hợp lắp đặt ở những hệ thống có diện tích chật hẹp

VII. Ứng dụng van điều khiển khí nén

Hệ thống khí nén từ lâu đã được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực công nghiệp lắp ráp chế biến, đặc biệt là các dòng van điều khiển khí nén cũng được đưa vào sử dụng để mang lại hiệu quả cao trong quá trình làm việc. Mỗi dòng van được thiết kế riêng biệt để phù hợp cho những hệ thống và môi trường làm việc khác nhau. Dưới đây là một số ứng dụng điển hình của dòng van khí nén:

• Ứng dụng trong hệ thống cung cấp nước tự động tại các khu dân cư, khu chung cư
• Lắp đặt vào hệ thống xử lý nước thải tại các khu công nghiệp sản xuất, nhà máy thủy điện
• Sử dụng trong hệ thống khai thác khoáng sản, luyện kim, lọc hóa xăng dầu
• Lắp đặt trong nhà máy chế biến thực phẩm, dược phẩm sản xuất đồ uống, nước giải khát
• Ứng dụng trong môi trường hóa chất ăn mòn như axit, bazo, dung dịch, nước biển
• Lắp đặt vào nhà máy sản xuất xi măng, bột giấy, nhà máy sản xuất gạch men

VIII. Một số dòng van điều khiển khí nén phổ biến trên thị trường hiện nay

1. Van bi điều khiển khí nén

Van bi điều khiển khí nén là dòng van có thiết kế nhỏ gọn nhất trong tất các các dòng van điều khiển khí nén. Với phần quả bi được đục lỗ xuyên tâm, cho phép dòng chảy lưu chất đi qua hoàn toàn mà không bị ngăn cản bởi bất kỳ chi tiết nào của van. Vơi đa dạng kiểu kết nối như lắp ren, mặt bích, hàn ống hoặc kẹp clamp, cho phép van có khả năng lắp đặt với mọi hệ thống công nghiệp hiện nay. Tuy nhiên van chỉ hạn chế đến kích thước DN250, không phù hợp lắp đặt cho những hệ thống có kích thước quá lớn

2. Van bướm điều khiển khí nén

Với thiết kế phần thân van giống với hình dạng cánh bướm và được điều khiển hoàn toàn tự động nhờ vào bộ truyền động khí nén. Van bướm điều khiển khí nén thường được sử dụng trong môi trường nước và khí. Đối với những dòng sản phẩm được thiết kế đặc biệt như van bướm silo có thể sử dụng được cho môi trường có chứa lưu chất đặc sệt hoặc bột giấy, xi măng. Dòng van này thường được lắp đặt cho những hệ thống có kích thước từ DN50 trở lên, thậm chí có thể lên đến DN2000

3. Van cổng điều khiển khí nén

Đây là thiết bị công nghiệp được lắp đặt vào hệ thống công nghiệp với nhiệm vụ chính là đóng mở lưu chất đi qua van trên một vị trí nhất định. Van vận hành bằng cách nâng hoặc hạ cánh van di chuyển lên xuống giống nguyên lý cửa sập, vì thế mà có tên gọi là van cổng điều khiển khí nén. Điểm khác biệt của van cổng đó là phần cánh van thiết kế nằm song song với dòng chảy lưu chất. Khi mở hoàn toàn thì phần cánh van nằm ngoài dòng chảy lưu chất, lúc này độ cản trở dòng chảy của van là rất nhỏ, không xảy ra tình trạng tụt áp hoặc giảm lưu lượng dòng chảy

4. Van cầu điều khiển khí nén

Van cầu điều khiển khí nén có tên gọi tiếng anh là (Pneumatic control globe valve). Được sử dụng để điều khiển đóng mở hoặc điều tiết lưu lượng của chất lỏng, hơi bão hòa, chất khí đi qua van. Với thiết kế thân van hình dạng chữ ngã hoặc dạng yên ngựa, chuyên dùng cho hệ thống hơi nóng, khí nén áp lực cao. Tùy vào nhu cầu sử dụng của từng hệ thống mà các bạn có thể sử dụng thiết bị truyền động dạng piston hoặc dạng màng

5. Van điều khiển khí nén ON/OFF

Đây là thiết bị cơ bản trong mạch điều khiển, được xem là một trong những dòng sản phẩm van công nghiệp được sử dụng phổ biến nhất cho các thiết bị đường ống hiện nay. Van giúp cho quá trình điều khiển dòng chảy diễn ra đơn giản và chính xác hơn. Van chỉ sử dụng cho những hệ thống đóng hoặc mở hoàn toàn

6. Van điều khiển khí nén tuyến tính

Van được kết nối với một bộ tuyến tính (bộ định vị điều tiết). Ngoài chức năng đóng mở hoàn toàn so với dòng van ON/OFF thì van còn có thể đóng mở theo các góc độ khác nhau để điều tiết dòng chảy lớn nhỏ tùy vào mục đích sử dụng của từng hệ thống. Bộ tuyến tính hoạt động nhờ vào tín hiệu 4-20mA, việc sử dụng van tuyến tính giúp cho người sử dụng có thể dễ dàng kiểm soát được lưu lượng dòng chảy đầu ra theo ý muốn của mình

7. Van điều khiển khí nén tác động đơn

Là dòng van công nghiệp vận hành nhờ vào bộ khí nén tác động đơn. Hoạt động đóng mở chỉ dựa vào một lần cấp khí nén duy nhất. Với thiết kế 2 đầu bộ khí là các lò xo có lực đàn hồi cao. Van yêu cầu phải luôn cấp khí nén trong quá trình hoạt động. Một khi ngừng cấp nguồn khí nén, lò xo buộc nó trở lại trạng thái ban đầu. Với dạng tác động đơn thường có giá thành đắt hơn dạng tác động kép. Tùy vào nhu cầu làm việc của từng hệ thống mà lựa chọn dòng sản phẩm phù hợp

8. Van điều khiển khí nén tác động kép 

Khác với dạng tác động đơn, thì van hoạt động dựa theo nguyên tắc cung cấp khí nén 2 lần cho cả quá trình đóng và mở van. Chỉ cần cung cấp áp suất khí nén khi có nhu cầu đóng hoặc mở van, giúp tiết kiệm được nhiều năng lượng hơn so với dạng tác động đơn. Đây là một trong những dòng sản phẩm được cải tiến của công nghệ, xu hướng phát triển của hệ thống tự động hóa, nâng cao hiệu quả làm việc cho toàn bộ hệ thống. Đặc biệt giá thành tương đối rẻ, giúp tiết kiệm được chi phí cho nhà đầu tư

IX. Kiểm tra quá trình vận hành van điều khiển khí nén

1. Kiểm tra áp suất khí nén cung cấp cho van

Áp suất khí nén thường dùng để cung cấp cho bộ điều khiển thường dao động từ 3Bar - 8Bar. Đây là ngưỡng an toàn để van có thể vận hành một cách bình thường. Cần kiểm tra áp suất đầu vào thường xuyên. Nếu áp suất đầu vào quá nhỏ sẽ không đủ lực tác dộng đến bộ phận lò xo, từ đó van đóng mở không ổn định. Ngược lại nếu quá lớn có thể làm hư hỏng bộ truyền động, làm ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống

2. Kiểm tra độ rò rỉ của van

Thường xuyên kiểm tra các mối liên kết giữa bề mặt kết nối của van và đường ống, ngoài ra cũng cần kiểm tra môi nối của ống dẫn khí đi vào van. Nếu không được kết nối một cách chặt chẽ, sẽ gây ra tình trạng rò rỉ và áp suất khí nén đi vào van không ổn định. Làm ảnh hưởng đến quả trình làm việc của toàn bộ hệ thống

3. Kiểm tra nhiệt độ của của lưu chất và hệ thống làm việc

Nên kiểm tra nhiệt độ hoạt động tối đa của hệ thống cũng như nhiệt độ của dòng chảy lưu chất, điều này quyết định đến độ bền và tuổi thọ sử dụng của van, vì thế mà trước khi lắp đặt các bạn cần kiểm tra lại thông số của hệ thống để lựa chọn dòng sản phẩm phù hợp 

X. Lưu ý khi lựa chọn và lắp đặt van điều khiển khí nén

1. Cách lựa chọn van phù hợp với hệ thống

- Kích thước piston phải phù hợp với lực mô men xoắn, có nghĩa là piston có áp suất khí nén đầu vào càng lớn thì lực đóng mở càng lớn

- Tùy vào mục đích sử dụng của từng môi trường và lĩnh vực làm việc khác nhau và lựa chọn sản phẩm phù hợp. Đối với nhưng hệ thống có độ ăn mòn cao thì sử dụng dòng van được làm từ chất liệu nhựa. Môi trường nước thông thường sử dụng dòng van gang hoặc đồng để tiết kiệm chi phí. Còn đối với những hệ thống yêu cầu về nhiệt độ và áp lực làm việc lớn thì sử dụng dòng van được làm từ thép hoặc inox là một sự lựa chọn hợp lý

- Lựa chọn sản phẩm phù hợp với thông số kỹ thuật của hệ thống, đảm bảo thông số kỹ thuật của van phải lớn hơn thông số làm việc của hệ thống

- Điều quan trọng là phải lựa chọn sản phẩm chính hãng từ những địa chỉ cung cấp uy tín có trách nhiệm cao. Nếu sử dụng những dòng sản phẩm kém chất lượng, không rõ nguồn gốc có thể gây mất an toàn cho hệ thống và người sử dụng. Điều này cũng quyết định đến sự thành công hay không của toàn bộ hệ thống

2. Lưu ý khi lắp đặt van

- Đối với những dòng van thiết kế lắp ren cần quấn băng tan giữa các đầu kết nối của van để đảm bảo độ kín khít

- Với dạng mặt bích cần lắp đặt thêm gioăng cao su giữa bề mặt kết nối của van và đường ống để ngăn chặn hiện tượng rò rỉ lưu chất ra bên ngoài. Sau đó tiến hành xỏ các bulong trùng khớp với các lỗ đã được đục sẵn trên van và đường ống

- Tiến hành vặn bu long và các đai ốc siết chặt lại với nhau, quá trình này cần siết đều lực và đối xứng các con ốc với nhau. Đảm bảo không có độ cong vênh, nếu xiết quá chặt có thể làm biến dạng phần gioăng làm kín

- Đối với những hệ thống hơi nóng hoặc khí nén áp lực cao cần lắp đặt thêm thiết bị van giảm áp, đảm bảo áp lực khí đầu vào không bị quá tải dẫn đến hư hỏng bộ điều khiển

- Test thử hoạt động của van, đảm bảo rằng không có sự cố gì xảy ra có thể đưa van vào vận hành chính thức

XI. Địa chỉ cung cấp van điều khiển khí nén chính hãng - Uy tín

Hiện nay các dòng van điều khiển khí nén được sử dụng khá phổ biến nhằm tối ưu khả năng tự động hóa, nâng cao hiệu quả trong quá trình làm việc. Vì vậy không khó để có thể tìm mua được sản phẩm ở bất kỳ đâu trên thị trường hiện nay. Tuy nhiên để có thể lựa chọn được một đơn vị cung cấp hãng chính hãng cũng như đảm bảo về chất lượng là vấn đề mà rất nhiều khách hàng đang quan tâm.

Để giải quyết vấn đề trên, Thuận Phát hiện nay là đơn vị chuyên phân phối và cung cấp các dòng van điều khiển tự động như van điều khiển khí nén, van điều khiển điện, van điện từ được nhập khẩu trực tiếp từ Hàn Quốc, Đài Loan, Nhật Bản, Trung Quốc, Châu Âu. Cam kết tất cả sản phẩm bên công ty cung cấp đều đảm bảo:

• Hàng chính hãng 100% được nhập khẩu trực tiếp từ nhà sản xuất, với mức giá ưu đâĩ nhất thị trường hiện nay
• Đầy đủ giấy tờ Co-Cq, Catalogue với chế độ bảo hành lên đến 12 tháng
• Hàng hóa đa dạng mẫu mã, đầy đủ kích thước, đáp ứng được mọi nhu cầu của người sử dụng

XII. Bảng giá và báo giá van điều khiển khí nén

Tùy thuộc vào kích thước, mẫu mã, chất liệu sản xuất cũng như nguồn gốc xuất xứ mà sản phẩm sẽ có những mức giá khác nhau. Nhìn chung van điều khiển khí nén có giá thành tương đối cao so với các dòng van cơ thông thường. Vậy để nhận được bảng giá và báo giá chính xác nhất về từng dòng sản phẩm, quý khách hàng vui lòng liên hệ trực tiếp với chúng tôi qua Hotline/Zalo: 0981.922.385 để được hỗ trợ và tư vấn miễn phí

Nguồn: thuanphat.net