Van bi khí nén

Van bi điều khiển bằng khí nén là một mắt xích quan trọng trong hệ thống điều khiển quy trình công nghiệp hiện đại. Nhờ khả năng tự động hóa và kiểm soát chính xác, loại van này đảm nhận vai trò chủ chốt trong việc điều tiết dòng chảy của chất lỏng hoặc khí trong quá trình sản xuất và vận hành. Hãy cùng Công ty Viva khám phá sâu hơn về sản phẩm này qua bài viết dưới đây.

Van bi điều khiển khí nén là gì?

Van bi điều khiển bằng khí nén (Pneumatic control ball valve) là một loại van bi được vận hành tự động bằng khí nén. Thay vì phải điều khiển bằng tay, van sử dụng một bộ truyền động khí nén (pneumatic actuator) để đóng mở hoặc điều tiết dòng chảy.

Van bi điều khiển bằng khí nén có hai loại chính: van ON/OFF và van tuyến tính. Trong khi van ON/OFF chỉ đơn giản đóng mở van, van tuyến tính còn cho phép điều chỉnh lưu lượng dòng chảy qua van một cách linh hoạt.

Nhờ khả năng đóng mở nhanh chóng, loại van điều khiển bằng khí nén này thường được sử dụng trong các hệ thống khó tiếp cận, nơi con người gặp khó khăn trong việc kiểm tra và vận hành trực tiếp.

Phân loại van bi khí nén

Van bi điều khiển khí nén được phân loại dựa trên nhiều tiêu chí khác nhau, giúp người dùng lựa chọn loại van phù hợp với nhu cầu sử dụng. Dưới đây là một số cách phân loại van bi điều khiển khí nén thông dụng:

Theo vật liệu chế tạo:

• Van bi inox điều khiển khí nén: Thường được sử dụng trong môi trường khắc nghiệt, chịu được nhiệt độ và áp suất cao, chống ăn mòn tốt. Ứng dụng trong ngành hóa chất, dầu khí, thực phẩm, dược phẩm,…
• Van bi đồng thau điều khiển khí nén: Giá thành rẻ hơn van inox, chịu được áp lực vừa phải, chống ăn mòn tốt. Phù hợp với các ứng dụng thông thường trong hệ thống nước, khí nén,…
• Van bi nhựa PVC điều khiển khí nén: Nhẹ, giá thành rẻ, chống ăn mòn tốt với nhiều loại hóa chất. Thường dùng trong các hệ thống dẫn nước, hóa chất loãng, không chịu được áp suất và nhiệt độ cao.
• Van bi gang điều khiển khí nén: Chịu được áp lực cao, giá thành rẻ, nhưng khả năng chống ăn mòn kém hơn inox. Thường được sử dụng trong các hệ thống nước, PCCC,…

Theo kiểu kết nối:

• Van bi nối ren điều khiển khí nén: Dễ dàng lắp đặt và tháo gỡ, phù hợp với đường ống có kích thước nhỏ.
• Van bi mặt bích điều khiển khí nén: Kết nối chắc chắn, chịu được áp lực cao, thường dùng cho đường ống có kích thước lớn.
• Van bi clamp (kẹp) điều khiển khí nén: Kiểu kết nối này giúp dễ dàng tháo lắp vệ sinh, ngăn ngừa sự tích tụ của vi khuẩn và các chất bẩn, đặc biệt là trong các ứng dụng vệ sinh, chẳng hạn như trong ngành công nghiệp thực phẩm, dược phẩm và đồ uống.

Theo cơ cấu thân van:

• Loại 1 thân (van bi tiêu chuẩn): Cấu tạo đơn giản, gọn nhẹ.
• Loại 2 thân: Dễ dàng bảo trì, sửa chữa.
• Loại 3 thân: Cho phép vệ sinh van mà không cần tháo rời khỏi hệ thống đường ống.

Theo chức năng:

• Van bi 2 ngã (2-way) điều khiển khí nén: Đóng/mở dòng chảy theo 2 hướng.
• Van bi 3 ngã  (3-way) điều khiển khí nén: Điều khiển dòng chảy theo 3 hướng (chữ T hoặc chữ L).
• Van bi 4 ngã (4-way) điều khiển khí nén: Điều khiển dòng chảy theo 4 hướng.

Theo kiểu hoạt động:

• Van bi khí nén ON/OFF: Chỉ có 2 vị trí đóng và mở hoàn toàn.
• Van bi khí nén tuyến tính: Có thể điều chỉnh lưu lượng dòng chảy một cách chính xác.

Cấu tạo của van bi điều khiển khí nén

Cấu tạo của van bi khí nén là kết hợp sự đơn giản và hiệu quả của van bi với tính linh hoạt của bộ điều khiển khí nén. Tùy thuộc vào ứng dụng cụ thể, chúng có thể có cấu tạo khác nhau. Nhưng về cơ bản, cấu tạo của loại van này gồm hai phần chính:

Thân van bi

Phần thân là 1 van bi inox, gang, nhựa, thép… với kết cấu thân gồm 2 mảnh, 3 mảnh.

Để tìm hiểu kỹ về các loại van bi và cấu tạo của chúng mời các bạn tham khảo bài: Van bi

Ngoài ra van được sử dụng phải là loại có giá đỡ (Mounting pad) thiết kế với tiêu chuẩn kết nối ISO 5211, cùng với tiêu chuẩn kết nối thiết bị truyền động bằng khí nén.

Tiêu chuẩn ISO 5211 là gì? ISO 5211 là tiêu chuẩn quốc tế quy định kích thước mặt bích, kích thước bộ phận truyền động và giá trị tham chiếu mô-men xoắn cho bộ truyền động quay, một phần kết nối với van công nghiệp như van bướm và van bi. Tiêu chuẩn cũng xác định các loại kết nối khác nhau được sử dụng cho các bộ truyền động này. Bài viết này chủ yếu tập trung vào tiêu chuẩn ISO 5211 và các tiêu chuẩn ISO liên quan khác được sử dụng cho van bi và van bướm.

Giá trị mô-men xoắn cực đại

Kiểu kết nối	Mô-mem xoắn max (Nm)
F03	32
F04	63
F05	125
F07	250
F10	500
F12	1000
F14	2000
F16	4000
F25	8000
F30	16000
F35	32000
F40	63000
F48	125000
F60	250000

Các thông số tiêu chuẩn ISO 5211

(mm)

Kiểu mặt bích	d1	d2	d3	d4	h1 max	h2 min	Số lỗ bu-long
F03	46	25	36	M5	3	8	4
F04	54	30	42	M5	3	8	4
F05	65	35	50	M6	3	9	4
F07	90	55	70	M8	3	12	4
F10	125	70	102	M10	3	15	4
F12	150	85	125	M12	3	18	4
F14	175	100	140	M16	4	24	4
F16	210	130	165	M20	5	30	4
F25	300	200	254	M16	5	24	8
F30	350	230	298	M20	5	30	8
F35	415	260	356	M30	5	45	8
F40	475	300	406	M36	8	54	8
F48	560	370	483	M36	8	54	12
F60	686	470	603	M36	8	54	20

 

Nếu van bi không có giá đỡ tiêu chuẩn thì chúng ta phải gia công bộ giá đỡ này và lắp thêm vào.

Đặc biệt van còn phải có mô men soắn nhỏ hơn mô men soắn của bộ truyền động bằng khí nén.

Bộ điều khiển khí nén

Đây là phần chịu trách nhiệm đóng mở van bi bằng cách sử dụng khí nén. Cấu tạo của Bộ truyền động khí nén thường bao gồm:

• Xy lanh khí nén: Chứa piston và chuyển đổi năng lượng khí nén thành chuyển động tuyến tính của piston.
• Piston: Bộ phận di chuyển bên trong xy lanh khí nén, nhận năng lượng từ khí nén để tạo ra lực đẩy.
• Lò xo hồi vị: Đưa van về vị trí ban đầu (mở hoặc đóng) khi không có khí nén tác động. Lò xo chỉ có ở bộ truyền động tác động đơn (Single Acting)
• Trục vít: Kết nối piston với trục van, truyền chuyển động tuyến tính của piston thành chuyển động quay để đóng mở bi van.
• Vỏ bộ truyền động: Bảo vệ các bộ phận bên trong khỏi bụi bẩn và va đập.

Ngoài ra, van bi điều khiển khí nén còn có thể tích hợp thêm một số bộ phận khác như:

• Bộ tuyến tính (Preumatic positioner)
• Công tắc giới hạn hành trình (limit switch box)
• Tiêu âm khí nén (giảm thanh khí nén)
• Dây khí nén
• Van điện từ khí nén ( Preumatic Solenoid Valves)
• Bộ điều áp khí nén
• Bộ lọc khí nén

Nguyên lý hoạt động của van bi khí nén

Van bi điều khiển khí nén hoạt động dựa trên sự kết hợp giữa cơ chế xoay của bi van và lực đẩy của khí nén. Dưới đây là mô tả chi tiết về hoạt động của van:

1. Mở van: Khi cần mở van, khí nén được đưa vào khoang phía sau piston trong bộ truyền động khí nén. Áp suất khí nén đẩy piston di chuyển. Piston thông qua cần đẩy làm xoay trục van. Trục van làm bi van xoay 90 độ, làm cho lỗ trên bi van thẳng hàng với đường ống. Lưu chất có thể đi qua van.
2. Đóng van: Khi cần đóng van, khí nén được đưa vào khoang phía trước piston (hoặc khí nén được xả ra khỏi khoang phía sau). Áp suất khí nén đẩy piston di chuyển theo hướng ngược lại. Piston kéo cần đẩy làm xoay trục van. Trục van làm bi van xoay 90 độ, làm cho lỗ trên bi van vuông góc với đường ống. Lưu chất bị chặn lại, không thể đi qua van.

Lưu ý: Đối với bội truyền động tác động đơn (có lò xo hồi vị), thì lò xo tác dụng đưa van về vị trí ban đầu (mở hoặc đóng) khi không có khí nén tác động.

Van bi điều khiển khí nén có thể được điều khiển từ xa bằng các van điện từ, giúp tự động hóa quá trình đóng/mở van.

Để hiểu rõ hơn về cấu tạo và hoạt động của van bi khí nén, bạn có thể tham khảo video minh họa dưới đây.

Đánh giá van bi điều khiển khí nén

Ưu điểm

1. Cho dòng chảy thẳng và lực cản dòng chảy thấp, thậm chs bằng 0 (đối với van bị dạng full bore)
2. Có thiết kế đơn giản, kích thước nhỏ, nhẹ.
3. Với hiệu suất làm kín tốt, nó cũng được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống chân không.
4. Thao tác dễ dàng, đóng mở nhanh chóng.
5. Bảo trì dễ dàng.
6. Khi mở hoàn toàn hoặc đóng hoàn toàn, quả cầu và bề mặt bịt kín của đế van được cách ly với môi trường. Khi môi chất đi qua sẽ không gây ăn mòn bề mặt làm kín của van.
7. Nhiều ứng dụng. Nó có thể được áp dụng trong môi trường từ chân không cao đến áp suất cao.
8. Tương đối an toàn khi sử dụng, nếu có rò rỉ trong van bi khí nén, khí có thể được xả trực tiếp mà không gây ô nhiễm môi trường.
9. So với van bi vận hành bằng tay và, van bi khí nén có thể sử dụng cho các đường ống có đường kính lớn hơn.

Nhược điểm

1. Phải có hệ thống khí nén để cung cấp năng lượng cho van hoạt động
2. Sử dụng van bi khí nén thường gây ra tiếng ồn lớn.
3. Thường không được sử dụng với các lưu chất rắn vì có khả năng gây nghẹt.
4. Khi đầu tư lắp đặt cần chi phí tương đối cao.

Ứng dụng của van bi điều khiển khí nén

Ứng dụng của van bi điều khiển bằng khí nén rất đa dạng, từ các quy trình sản xuất công nghiệp, hệ thống cấp nước và xử lý nước thải, cho đến ngành dược phẩm và thực phẩm. Khả năng hoạt động ổn định trong môi trường khắc nghiệt cùng khả năng tương thích với các hệ thống tự động hoá là những lợi điểm quan trọng của loại van này. Dưới đây là một số ứng dụng tiêu biểu.

• Được ứng dụng tại những nơi có độ ẩm cao, những vị trí có độ ẩm cao thường là nguyên do khiến gây ra tình trạng chập cháy điện.
• Thường được ứng dụng tại những hệ thống dễ cháy, nổ như trong các ngành công nghiệp hóa dầu, công nghiệp hóa chất hay một số ngành công nghiệp khác.
• Được lắp đặt trong một số các ứng dụng về nước ví dụ như trong cấp thoát nước, trong các hệ thống xử lý nước, cấp nước.
• Ứng dụng trong một số các ngành công nghiệp như công nghiệp dầu mỏ, công nghiệp sản xuất giấy, bột giấy.
• Ứng dụng trong ngành công nghiệp chế biến thực phẩm, công nghiệp chế biến dược phẩm.
• Ứng dụng trong các hệ thống giúp tự động hóa các hoạt động trong hệ thống này.

Các thương hiệu van bướm khí nén uy tín trên thị trường

Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều thương hiệu van bướm điều khiển khí nén uy tín, đáp ứng nhu cầu đa dạng của khách hàng. Dưới đây là một số thương hiệu nổi bật:

EM-Flow (Đài Loan)

Là một trong những nhà sản xuất van bi điều khiển khí nén lớn có độ uy tín tại Đài Loan. Sản phẩm được đánh giá cao về chất lượng, độ bền bỉ, hoạt động chính xác và đa dạng mẫu mã. Phù hợp cho nhiều ứng dụng khác nhau như: hóa chất, dầu khí, thực phẩm, dệt may,…Giá thành phù hợp với thị trường Việt Nam.

Công ty Viva là nhà phân phối chính thức của thương hiệu EM-Flow, đảm bảo về chất lượng và giá thành của van bi điều khiển khí nén EM-Flow luôn rẻ nhất trên thị trường.

Kitz (Nhật Bản)

Nổi tiếng với các sản phẩm van chất lượng cao, được ưa chuộng bởi độ bền bỉ và an toàn. Van bi điều khiển khí nén Kitz có khả năng chịu áp suất và nhiệt độ cao. Phù hợp cho các ứng dụng đòi hỏi độ tin cậy cao như: nhà máy điện, nhà máy hóa chất,…Giá thành cao hơn so với các thương hiệu khác.

Belimo (Thụy Sỹ)

Chuyên sản xuất các thiết bị tự động hóa, bao gồm van bi điều khiển khí nén. Sản phẩm có thiết kế nhỏ gọn, tiết kiệm không gian lắp đặt. Hoạt động ổn định, hiệu quả và giá thành hợp lý. Phù hợp cho các ứng dụng có không gian hạn chế.

Wooken (Hàn Quốc)

Chuyên sản xuất các sản phẩm điều khiển lưu chất, bao gồm van bi điều khiển khí nén. Sản phẩm được đánh giá cao về độ chính xác, hiệu suất hoạt động và khả năng đáp ứng nhu cầu điều khiển phức tạp. Phù hợp cho các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác cao như: ngành công nghiệp hóa chất, dược phẩm,…Giá thành ở mức trung bình.

Xem thêm: Bảng giá van bi điều khiển khí nén

Các tiêu chí lựa chọn van bi điều khiển khí nén

Việc lựa chọn một sản phẩm thích hợp rất quan trọng trong quá trình thiết kế hệ thống, việc lựa chọn các van bi điều khiển khí nén cũng vậy, để có thể lựa chọn các van thích hợp cần phải dựa vào một số yếu tố nhất định, một số yếu tố cần phải lưu ý đó là:

• Lựa chọn vật liệu cấu tạo: Vật liệu cấu tạo phổ biến của dòng van này đó là thép cacbon, thép không gỉ, gang, nhựa, đồng… Các sản phẩm từ dòng vật liệu khác nhau có tính chất khác nhau, vì vậy cân nhắc đặc điểm ứng dụng lựa chọn các van với vật liệu khác nhau.
• Lựa chọn Chức năng: Các van được thiết kế với các dòng van 2 ngã, 3 ngã, 4 ngã… Có các chức năng như điều khiển dòng chảy, điều tiết lưu lượng, trộn lưu chất, phân nhánh lưu chất. Tùy thuộc vào yêu cầu của ứng dụng, lựa chọn các sản phẩm thích hợp.
• Lựa chọn Kết nối: Van được thiết kế với các kiểu kết nối là kết nối ren, kết nối bích, kết nối clamp, kết nối hàn, dựa vào thiết kế của hệ thống lựa chọn các van với kiểu kết nối thích hợp.
• Lựa chọn Hoạt động: Các sản phẩm này được thiết kế với 2 dạng đó là dạng điều khiển tuyến tính và dạng điều khiển ON/OFF, các van này cũng sẽ có chức năng khác nhau.
• Lựa chọn Thông số kích thước: Lựa chọn van có kích thước kết nối chính xác, thích hợp với hệ thống.
• Lựa chọn Áp suất làm việc: Xác định được áp suất của hệ thống và lựa chọn áp suất làm việc của van thích hợp.
• Lựa chọn Nhiệt độ làm: Cần xác định được nhiệt độ làm việc tối đa, tối thiểu và lựa chọn các van bi điều khiển khí nén có thông số nhiệt độ làm việc phù hợp với hệ thống.

So sánh van bi điện và van bi khí nén

Việc so sánh van bi điện và van bi khí nén là cần thiết vì nó giúp chúng ta đưa ra quyết định sáng suốt trong việc lựa chọn loại van phù hợp cho ứng dụng cụ thể. Cả hai loại van đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng.

Viva nhà cung cấp van bi khí nén uy tín giá rẻ

Công ty TNHH VIVA là một trong những nhà cung cấp van bi khí nén uy tín và giá rẻ tại thị trường Việt Nam. Với phương châm “Uy tín – Chất lượng – Giá rẻ”, VIVA đã và đang khẳng định vị thế của mình trong lĩnh vực cung cấp van công nghiệp và thiết bị đường ống.

VIVA – CÔNG TY NHẬP KHẨU VÀ PHÂN PHỐI CÁC LOẠI VAN CÔNG NGHIỆP GIÁ RẺ

Viva là một địa chỉ tin cậy để bạn lựa chọn van bi khí nén chất lượng với giá cả hợp lý. Với sự đa dạng về sản phẩm, dịch vụ chuyên nghiệp và chính sách bảo hành tốt, VIVA sẽ đáp ứng mọi nhu cầu của khách hàng.

Viva tự hào là nhà nhập khẩu và phân phối chính thức van bi điều khiển khí nén EM-Flow tại thị trường Việt Nam. Chúng tôi cam kết cung cấp sản phẩm chính hãng với giá cả cạnh tranh, cùng với dịch vụ khách hàng chuyên nghiệp và tận tâm. Van bi điều khiển khí nén EM-Flow là dòng sản phẩm chất lượng cao đến từ Đài Loan, được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp.

Hàng được nhập khẩu chính hãng trực tiếp từ Đài Loan, đầy đủ chứng từ nhập khẩu như: CO, CQ, PK, BL… Toàn bộ sản phẩm được bảo hành chính hãng 12 – 24 tháng.

Địa chỉ bán van bi khí nén:

Xem thêm: Van bướm khí nén