Van cầu điều khiển khí nén

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. Van cầu 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. Van cầu điều khiển khí nén ON/OFF điều khiển đóng ngắt van. Van cầu điều khiểm khí nén tuyến tính điều khiển điều tiết lưu lượng van.

Van cho khả năng điều khiển chính xác và ổn định lưu lượng của dòng lưu chất, thông thường dòng van này sẽ được sử dụng kèm một bộ định vị khí nén để điều khiển chính xác hoạt động đóng mở của van.

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 của van cầu điều khiển khí nén

• 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

Thân van cầu

Phần thân van có cấu tạo như một van cầu cơ bình thường, cấu tạo của nó cũng bao gồm các bộ phận như thân van, trục van, đĩa van, gioăng làm kín. Cấu tạo cụ thể của từng bộ phận như sau

Thân van: Thân van có thể được thiết kế có dạng chữ ngã hoặc dạng bầu, vật liệu chế tạo phần thân van có thể là inox, gang, thép…

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

Trong các dòng van điều khiển tuyến tính cần điều khiển chính xác lưu lượng và tốc độ của dòng chảy vì vậy rất cần một bộ định vị van khí nén. 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 lên trục van được đẩy lên theo đĩa van được nâng lên, van được mở ra.

Ngược lại khi đóng thì lò xo hoặc khí nén sẽ đẩy màng ngăn hoặc piston xuống đĩa van được đẩy xuống chặn cửa van lại và van được đóng.

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.

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