Van cầu điều khiển khí nén

Sản phẩm được cập nhật lần cuối vào ngày 09/05/2025 lúc 04:44 chiều

Van cầu điều khiển khí nén là gì?

Van cầu điều khiển khí nén là một dòng van cầu sử dụng áp suất khí nén để điều khiển hoạt động của đĩa van thông qua đó người dùng không cần phải can thiệt quá nhiều vào quá trình đóng mở như các dòng van tay quay thông thường. Van có tác dụng chính là điều khiển hoạt động đóng mở và điều tiết lưu lượng của dòng chảy.

Van cầu điều khiển khí nén có 2 dạng điều khiển chính đó là điều khiển ON/OFF và điều khiển tuyến tính. Trong đó, van cầu điều khiển khí nén ON/OFF là dạng van chỉ có thể đóng hoặc mở hoàn toàn, còn van tuyên tính cho phép người dùng có thể mở van theo nhiều góc khác nhau thông qua bộ định vị khí nén.

Là một trong số các dòng sản phẩm không thể thiếu đối với các hệ thống hơi hiện nay, với khả năng chịu nhiệt độ làm việc lên tới 400 độ C đối với các dòng van được làm từ vật liệu thép, trong khi đó với các dòng sản phẩm được làm từ gang thì nhiệt độ làm việc thấp hơn cụ thể là 120 độ C.

Van cầu điều khiển khí nén thường được sử dụng kèm các thiết bị khác như bộ định vị khí nén, van điện từ khí nén…

Thông số kỹ thuật:

• Vật liệu chế tạo van: Gang, inox, thép…
• Kích thước van: DN50 – DN350.
• Phạm vi nhiệt độ: ~180 độ C.
• Phạm vi áp suất: 10bar, 16bar.
• Hoạt động: ON/OFF, tuyến tính.
• Xuất xứ: Hàn Quốc, Đài Loan

Cấu tạo của van cầu điều khiển khí nén

Cấu tạo của van cầu điều khiển khí nén được chia làm hai bộ phận chính như sau:

Thân van cầu

Phần thân van có cấu tạo như một van cầu cơ bình thường, bao gồm các bộ phận chính như sau: Thân van, trục van, đĩa van, gioăng làm kín.

Thân van: Được thiết kế có dạng chữ ngã hoặc dạng bầu đây được xem là một trong những thiết kế vô cùng đặc biệt của dòng van cầu.Vật liệu chế tạo phần thân van có thể là inox, gang, thép với mỗi vật liệu sẽ phù hợp cho từng điều kiện làm việc.

Trục van: Phần trục van này sẽ được thiết kế kết nối với bộ điều khiển khí nén, bộ điều khiển khí nén sẽ truyền một lực mô men xoắn làm xoay trục van để điều khiển hoạt động của van.

Đĩa van: Đĩa van được dùng để điều khiển đóng mở và điều tiết dòng chảy nhờ việc nâng lên hạ xuống. Đĩa van được kết nối với trục van và nhận lực từ trục van.

Gioăng làm kín: Các gioăng làm kín của van cầu thường được làm bằng vật liệu cao su PTFE…

Thiết bị truyền động khí nén

Bộ truyền động khí nén của dòng van cầu điều khiển khí nén có 2 dạng chính là dạng Piston và dạng màng.

Bộ truyền động khí nén dạng piston

Bộ truyền động khí nén dạng piston bên trong nó có 1 piston chuyển động lên xuống, piston này được kết nối với trục van. Khi khí nén được cấp vào bộ truyền động, nó sẽ tạo ra một áp suất gọi là áp suất khí nén, áp suất khí nén đẩy piston lên và làm nó chuyển động trượt lên hạ xuống để điều khiển hoạt động của thân van.

Bộ truyền động khí nén dạng piston có 2 dạng đó là tác động đơn và tác động kép

Tác động kép: Dạng tác động đơn bộ truyền động sẽ sử dụng khí nén để điều khiển cả quá trình đóng và mở van. Khí nén được cấp vào để mở van và chu trình đóng van cũng sử dụng khí nén để đóng.

Tác động đơn: Dạng tác động kép bộ truyền động có cấu tạo thêm một lò xo, lò xo này sẽ hỗ trợ hoạt động đóng van do đó dạng tác động đơn này chỉ sử dụng khí nén để mở van còn khi đóng van thì sử dụng lực hồi của lò xo. Khí nén chỉ sử dụng 1 lần trong 1 chu trình đóng mở nên được gọi là bộ truyền động khí nén tác động đơn.

Bộ truyền động khí nén dạng màng

Bộ truyền động khí nén dạng màng sử dụng màng ngăn để tạo ra sức mạnh động cơ, bộ truyền động khí nén này cấu tạo của nó sẽ có 1 màng ngăn và một lò xo đàn hồi.

Nó hoạt động dựa vào áp suất khí nén. Khi cấp khí nén vào bộ truyền động, áp suất khí nén sẽ ép màng van xuống và làm di chuyển trục giúp cho van được mở, trong chu trình đóng bộ truyền động khí nén dạng màng sử dụng lực hồi của lò xo để đẩy màng van về vị trí ban đầu.

Bộ định vị van khí nén

Bộ định vị van khí nén được xem là một trong những thiết bị không thể thiếu đối với các dòng van điều khiển khí nén tuyên tính hiện nay. Thông qua bộ định vị khí nén van có thể điều tiết chính xác lưu lượng và tốc độ của dòng chảy.

Bộ định vị van khí nén sẽ xác định được vị trí đóng mở chính xác của van, tiếp nhận tín hiệu điều khiển và cung cấp khí nén chính xác theo góc độ được yêu cầu.

Nguyên lý hoạt động của van cầu điều khiển khí nén

Dạng van thường đóng

Van thường đóng là dạng van khi ở trạng thái bình thường không cấp khí nén thì van luôn ở trạng thái đóng.

Khi cấp khí nén vào bộ truyền động, khí nén sẽ tạo ra áp lực tác động lên piston hoặc màng van, đẩy piston và màng van kéo theo đĩa van được nâng lên từ đó van chuyển từ trạng thái đóng qua trạng thái mở,

Ngược lại khi đóng, thì lò xo hoặc khí nén sẽ đẩy màng ngăn hoặc piston xuống kéo theo đĩa van xuống chặn cửa van lại và van quay trở lại trạng thái đóng như ban đầu.

Đối với dòng van thường đóng khí nén thường được cấp từ dưới lên, thiết kế màng ngăn nằm dưới lò xo.

Dạng van thường mở

Dạng van thường mở trái với dạng van thường đóng, khi ở trạng thái không cấp khí nén thì chúng sẽ ở trạng thái mở, khi được cấp khí nén vào thì van sẽ ở trạng thái đóng.

Khi cấp khí nén vào bộ truyền động, áp suất khí nén sẽ đẩy màng ngăn hoặc piston xuống, cửa van bị đẩy xuống chặn cửa van, van sẽ được đóng chặn dòng lưu chất lại.

Đối với chu trình mở van thì van sẽ sử dụng lực hồi của lò xo đối với dòng van tác động đơn và khí nén đối với dòng van tác động kép để đẩy đĩa van lên.

Thiết kế của dòng van này màng ngăn sẽ nằm phía trên lò xo nằm dưới.

Một số dòng van cầu điều khiển khí nén phổ biến

Van cầu điều khiển khí nén inox

Van cầu điều khiển khí nén inox là dòng van được chế tạo hoàn toàn từ vật liệu inox 304 hoặc vật liệu inox 316.

Trong số hai dòng vật liệu trên thì phổ biến nhất vẫn là inox 304 bởi lý do giá thành không quá cao mà vẫn đáp ứng được yêu cầu làm việc.

Cho nên để tận dụng sản phẩm một cách hiệu quả nhất thì những mỗi trường làm việc có tính ăn mòn và nhiệt độ gia động từ 150 đến 220 độ C là sử dụng một cách hiệu quả nhất.

Đối với vật liệu inox 304 thành phần crom chiếm tới 18% đảm bảo vật liệu không bị ăn mòn trong quá trình sử dụng.

Có thể bạn chưa biết thì crom là một trong những phần phần giúp cho vật liệu inox có thể kháng ăn mòn, tỷ lên phần trăm crom hàng cao khả năng chống ăn mòn càng tốt.

Trong khi đó với vật liệu inox 316 thì tỉ lệ phần trăm crom cũng giao động ở mức 18% thế nhưng thành phần Niken lại cao hơn rất nhiều.

Nếu như inox 304 thành phần Niken chỉ giao động 8% thì inox 316 Niken chiếm tới 10.5 đến 12%.

Đây chính là điểm khác biệt lớn nhất mà hai dòng vật liệu trên có được, còn về phần màu sắc thì cả hai dòng vật liệu trên khá tương đồng với nhau, rất khó để cho người dùng có thể phân bằng mắt thường.

Van cầu điều khiển khí nén bằng gang

Van cầu điều khiển khí nén bằng gang khác hoàn toàn so với các dòng van inox ở chỗ, đối với van gang khi sử dụng người tiêu dùng cần phải để ý tới về môi trường làm việc.

Không giống như van inox có thể đáp ứng được rất nhiều yêu cầu khi ứng dụng, thì van gang khi ứng dụng khách hàng cần phải đảm bảo tuân thủ các yêu cầu về chỉ số và đặc điểm của lưu chất bên trong.

Đối với sản phẩm van gang khách hàng tuyệt đôi không được ứng dụng trong điều kiện làm việc với nhiệt độ quá 120 độ C.

Hiện tại đối với vật liệu gang được sử dụng để chế tạo van công nghiệp được chia làm hai loại, một là dòng gang cầu hai là vật liệu gang dẻo trong đó vật liệu gang cầu được sử dụng nhiều hơn.

Các thành phần của vật liệu gang cầu:

• Cacbon= 3,5%
• Silic= 2.2%
• Crom= 0.8%
• Mangan= 0,2%
• Sắt= 86%
• Magnesium= 0.5%

Van cầu điều khiển khí nén bằng thép (WCB)

Đối với van cầu thép điều khiển khí nén đây là dòng van được sản xuất để phù hợp các hệ thống có nhiệt độ làm việc cao nhằm tận dụng khả năng chịu nhiệt rất tốt của vật liệu thép.

Chính vì thế mà nhiệt độ nóng chảy của vật liệu thép nằm trong khoảng từ 1,370 độ C đến 1,540 độ C, đây là khoảng nhiệt độ không phải vật liệu nào cũng có được, đặc biệt là những dòng vật liệu được sử dụng để chế tạo van công nghiệp.

Bên cạnh ưu điểm như trên thì vật liệu thép cũng có những nhược điểm hạn chế nhất định, đó là không phù hợp sử dụng cho hệ thống thuộc nhóm thực phẩm, y tế, phòng thí nghiệm.

Ưu điểm của van cầu điều khiển khí nén

Dòng van cầu điều khiển khí nén cho khả năng điều khiển chính xác lưu lượng của dòng chảy.

Dòng van cầu điều khiển khí nén cho khả năng đóng ngắt van tốt.

Thiết kế của chúng có hành trình ngắn hơn van cổng do đó thời gian đóng ngắt cũng sẽ nhanh hơn dòng van cổng.

Các dòng van sử dụng khí nén sẽ an toàn hơn sử dụng điện để điều khiển, nó không gây ra nguy cơ cháy nổ.

Ứng dụng của van cầu điều khiển khí nén

Van cầu điều khiển khí nén được ứng dụng rộng rãi để điều khiển hoạt động đóng mở cũng như điều tiết trong các hệ thống công nghiệp, một số ứng dụng như:

Nó thường được ứng dụng trong ngành công nghiệp sản xuất dầu khí.

Trong ngành công nghiệp điện năng, sản xuất điện.

Ngoài ra nó còn được ứng dụng trong các nhà máy hóa dầu.

Ứng dụng trong các nhà máy sản xuất phân bón.

Ứng dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm như nhà máy bia, sữa, đường.

Và nó còn được ứng dụng trong công nghiệp dược phẩm, ở các nhà máy chế biến dược.

Xem thêm: Van cầu đồng