Van điều khiển khí nén là loại van cực kỳ phổ biến trong nền công nghiệp hiện nay, hầu hết mọi công ty đều có hệ thống máy nén khí, thì việc lựa chọn van điều khiển khí nén trong hệ thống tự động là một điều tất yếu , và ở đây chúng ta sẽ đi tìm hiểu rõ về van điều khiển khí nén trong công nghiệp
Van điều khiển khí nén là gì ?
Van điều khiển khí nén cũng như tên gọi của nó, van được điều khiển bằng khí nén , bên trong van có bộ xy lanh liên kết với trục quay của van, khi được cấp khí nén vào thì khí nén tạo áp lực đẩy xy lanh lên xuống, kéo theo làm cho trục quay , dẫn đến van có thể mở ra và đống lại, để hiểu hơn thì bạn cần hiểu rõ phần cấu tạo của van điều khiển khí nén.
Nói chúng là van sử dụng khí nén có nhiều cấu tạo khác nhau, nên nguyên lý hoạt động cũng khác nhau, nhưng ở đây mình chỉ nêu một số nguyên lý căn bản , về bản chất chung thì nó cũng dùng khí nén để đống mở van
Xem thêm :
Cấu tạo của van điều khiển khí nén
Có rất nhiều cơ cấu khác nhau trên thị trường nhưng ở đây mình chỉ nêu một nguyên lý cấu tạo căn bản để bạn dễ hiểu nhất, nói về bản chất của van điều khiển bằng khí nén chỉ là sử dụng khí nén để đống mở van
1. Phần cơ ( Thân Van) & 2. Phần cơ ( Xy lanh )
Phần cơ là phần liên kết với đường ống, có nhiệm vụ đống mở van và truyền động khi có khí nén cấp vào.
3. Phần điều khiển
Phần điều khiển là một bộ được điều khiển thông qua tín hiệu điện, sẽ kích áp suất khí nén phù hợp với độ mở van, giúp cho van đống mở theo tín hiệu
Cấu tạo bên trong của van
Nguyên lý 1 của van điều khiển khí nén
Nguyên lý 1 : Van điều khiển bằng khí nén bao gồm một động cơ piston, một trục răng . Khi van tín hiệu (van điện từ) đưa khí nén vào bộ chuyền động, áp suất khí nén đẩy các piston di chuyển, thông qua hệ thống bánh răng tạo mô men soắn cho một trục vít, làm xoay trục và đĩa van tao ra trạng thái đóng hoặc mở van.
Nguyên lý 2 của van điều khiển khí nén
Nguyên lý 2: Van điều khiển khí nén đống mở bằng bộ cấp khí nén, ví dụ như hình bên trên thì khi cấp 3PSI thì lò xo sẽ kéo lên làm van mở , khi áp suất khí nén cấp vào 15psi thì sẽ tạo áp lực nén lò xo xuống dẫn đến van đống
Ưu Điểm
- Đống mở nhanh
- Độ chính xác cao
- Đa dạng về kích thước, chủng loại
- Dể dàng bảo trì sửa chữa
- Giá khá rẻ
Nhược điểm
- Nguồn cấp khí nén, muốn sài được cần kéo khí nén đến tận nơi
- Khó khăn điều chỉnh áp suất cho bộ điều khiển, vì áp suất đúng thì van mới hoạt động đúng
- Đống mở chậm hơn so với van điện từ
- Chi phí đầu tư lớn
Cách chọn van điều khiển khí nén
- Kích thước van điều khiển khí nén là bao nhiêu ?
Kích thước van điều khiển khí nén thực sự quan trọng, nếu hệ thống nhỏ, nhưng lắp van điều khiển lớn, vẫn không sao, không ảnh hưởng đến hệ thống nhưng bạn khá lãng phí, giá thành van to khá đắt đỏ so với van nhỏ, nên bạn cần chọn kích thước van một cách phù hợp nhất cho đường ống của bạn
- Lưu lượng đi qua van điều khiển là bao nhiêu ?
Lưu lượng cũng thực sự là một yếu tốt quan trọng, nó giúp bạn có thể đảm bảo lưu lượng đúng cho sản xuất cần dùng, ví dụ lưu lượng bạn cần là 500m3/hr nhưng bạn chọn van 400m3/hr thì khi sử dụng max công suất của van thì vẫn không đủ lưu lượng dẫn đến bạn phải thay loại van lớn hơn, vì thế chúng ta phải chọn van có lưu lượng lớn hơn lưu lượng cần sử dụng bạn nhé
- Nhiệt độ trên đường ống mà van điều khiển khí nén tiếp xúc trực tiếp ?
Nhiệt độ thực tế trên van điều khiển khí nén trong môi trường hơi nước khoảng 250oC và trong dầu truyền nhiệt khoảng 350oC . Trong một số trường hợp đặc biệt như hóa nhiệt ( hơi nước ) thì nhiệt độ có thể lên tới 350oC và trong dầu truyền nhiệt có thể lên tới 400oC . Nhiệt độ cao sẽ tương ứng với áp suất cao và lựa chọn seal cũng phải phù hợp
- Dung chất đi qua van điều khiển khí nén là chất gì ?
Môi chất chảy trong đường ống và van điều khiển khí nén chúng ta cần phải biết chính xác vì các thân của van điều khiển thường được làm bằng Gang cho nước, hơi nước , dầu truyền nhiệt … Trong trường hợp axit , chất ăn mòn … thì phải chọn thân van bằng Inox .
- Loại van điều khiển khí nén cần dùng là van mấy cửa ?
Van điều khiển khí nén có 02 loại là van điều khiển khí nén 2 cửa và van điều khiều khiển khí nén 3 cửa . Tùy vào ứng dụng của thiết bị trong nhà máy thì bạn chọn loại van cho phù hợp
- Áp suất thực tế trên đường ống là bao nhiêu ?
Áp suất trên đường ống có thể nói là thông số quan trọng nhất trong vấn đề điều khiển của van điều khiển khí nén . Ta phải chọn lực đóng của bầu khí nén lớn hơn áp suất trên đường ống khi đó thì van mới đóng hoàn toàn được . Thường thì các nhà cung cấp quan tâm đến thông số Delta P , Delta P là sự chênh áp giữa áp suất trước và sau van . Tuy nhiên nếu ta chọn theo Delta P thì một số trường hợp muốn đóng kín van hoàn toàn là ko được .
Nhưng bảng bên dưới thì cùng một DN nhưng có thể chọn nhiều áp suất đóng Van khác nhau . Nếu chúng ta chọn áp suất nhỏ hơn hoặc bằng thì van điều khiển khí nén của chúng ta không thể chạy hết hành trình 100% được .
- Van điều khiển khí nén loại On/Off hay là tuyến tính ?
Một điểm lưu ý khi chọn van điều khiển khí nén là chúng ta cần van điều khiển On/Off hay van điều khiển tuyến tính . Hai cái này chỉ khác nhau là van điều điều khiển On/Off thì đưa áp suất vào thì Van sẽ mở – ngắt áp suất thì van sẽ đóng lại . Còn Van điều khiển khí nén tuyến tính thì ngoài cấp khí nén cho bộ điều khiển ( positioned ) còn phải cấp tín hiệu điều khiển là 4-20mA hoặc 0-10V . Van sẽ chạy tuyến tính theo tín hiệu điều khiển từ 0-100% và ngược lại tương ứng với 4-20mA .
- Chuẩn kết nối cơ khí của van điều khiển khí nén là chuẩn gì ?
Chuẩn kết nối cơ khí có 3 chuẩn chính : DIN – theo chuẩn Châu Âu , ANSI – theo chuẩn Mỹ , JIK – theo chuẩn của Nhật . DIN, ANSI, JIK được dùng phổ biến trong đường ống , van tay , van điều khiển … ngoài ra vẫn còn nhiều chuẩn khác . Chúng ta lưu ý là đường ống chúng ta đang lắp theo chuẩn nào để chọn cho van điều khiển khí nén phù hợp .
- Những loại van được sử dụng ngoài thực tế nhiều nhất
Đa dạng về kiểu kết nối: van bi điều khiển khí nén có thể lắp theo kiểu ren, rắc co, lắp bích nên rất thuận lợi tring khâu lắp đặt và phù hợp với nhiều hệ thống đường ống.
Là dạng van bi nên lưu lượng qua van không hề bị ảnh hưởng. Van bi điều khiển điện chịu được áp lực lớn hơn so với van điện từ, có cấu tạo bền vững, tuổi thọ làm việc cao.
Van bi được sử dụng thích hợp với nhiều loại điện áp như 24DC220V hay 380V.
Giới hạn chịu được nhiệt độ làm việc của van bi khá lớn, có thể lên đến 180 độ C, có những trường hợp đặc biệt trong thời gian không quá lâu có thể sử dụng cho môi trường có nhiệt độ lên đến 220 độ C.
Van bướm dễ dàng lắp đặt, khoảng cách hẹp phù hợp cho không gian cần tiết diện bé.
Van bướm dang wafer có thể lắp đặt với nhiều loại tiêu chuẩn mặt bích khác nhau như: JIS 10K, BS PN16, DIN PN16, ANSI #150LB.
Lưu lượng chất lỏng, khí khi đi qua van luôn giữ ổn định và đảm bảo.
Giá thành tương đối rẻ và hợp lý.
Phù hợp với nhiều môi trường và môi chất khác nhau, tùy theo chất liệu van và gioăng làm kín.’
Dễ dàng bảo dưỡng và sửa chữa van khi có sự cố xãy ra.
Kích thước van lớn, phù hợp cho nhiều đường ống, hệ thống có kích thước từ DN50 – DN600.
Lưu ý khi vận hành
Thường xuyên kiểm tra mực độ rò rỉ của van, rò rỉ về mặt khí nén cũng như rò rỉ về mặt lưu chất cho van, nếu như rò rỉ khí nén thì chúng ta cần kiểm tra xem rò rỉ vị trí nào, thông thường thì sẽ rò rỉ tại vị trí mối nối khí nén thông qua đầu nối nhanh, nếu như rò rỉ về mặt lưu chất thì chúng ta cần xem mức độ như thế nào, có quan trọng không, nếu quan trọng thì bạn có thể thay seal hoặc thay cả van nhé
Kiểm tra áp suất lưu chất trước khi sử dụng. Người vận hành nên kiểm tra áp suất lưu chất đầu vào của van điều khiển khí nén bằng cách lắp đặt thêm đồng hồ đo áp suất hoặc cảm biến áp suất cho đường ống lưu chất trước khi vào van.
Kiểm tra áp suất khí nén điều khiển cho van. Thông thường tất cả các hãng van điều khiển khí nén đều phải có đồng hồ áp suất để kiểm tra áp suất điều khiển của khí nén trước khi vào van. Tuy nhiên với một số hãng của China, Taiwan thì van sẽ không có thêm đồng hồ áp suất vì lý do giảm chi phí hoặc một số lý do riêng khác.
Kiểm tra nhiệt độ lưu chất và nhiệt độ môi trường. Vấn đề về nhiệt độ tưởng chừng như vô hại và không quan trong trong việc vận hành và hoạt động của van điều khiển khí nén tuy nhiên đó là cách suy nghĩ có phần không đúng. Vì khi nhiệt độ lưu chất không đúng với quy cách của van sẽ dẫn đến việc hư hỏng nặng hơn sẽ gây cháy nổ và mất an toàn cho người vận hành. Với nhiệt độ môi trường không đúng quy cách thì cũng gây ra rất nhiều hư hỏng cho van.