Van điều khiển khí nén là gì?
Van điều khiển khí nén hay còn được gọi là van khí nén có tên tiếng Anh là “Pneumatic control valve”, loại van này điều khiển hoạt động đóng mở bằng cách sử dụng áp suất không khí. Khi áp suất không khí tăng lên, khí nén bắt đầu đẩy pít-tông hoặc thành màng làm cho van hoạt động.
Cấu tạo của van điều khiển khí nén
Phần thân van
Phần thân van được kết nối với bộ truyền động khí nén có thể là các loại van khác nhau, nhưng phổ biến nhất của dòng van điều khiển khí nén này vẫn là: van bướm, van cầu, van bi.
Bộ truyền động khí nén
Tùy thuộc vào cụm thân van sử dụng, thì kết nối với bộ truyền động khác nhau, do kiểu hoạt động của các loại van là khác nhau. Bộ truyền động khí nén sử dụng cho loại van bi thường là loại chuyển động quay, còn bộ truyền động sử dụng cho van cầu thường là dạng chuyển động trượt.
Bộ truyền động khí nén thường có hai dạng là bộ truyền động khí nén dạng pít tông và bộ truyền động khí nén dạng màng, hai loại này có cấu tạo và nguyên lý hoạt động khác nhau.
Bộ truyền động khí nén dạng pít tông
Bộ truyền động khí nén dạng pít tông được cấp vào một pít tông chứa bên trong một xilanh đặc. Bộ truyền động khí nén dạng pít tông có thể chịu được áp suất đầu vào cao hơn cũng có lực đẩy lớn hơn so với bộ truyền động khí nén dạng màng ngăn.
Bộ truyền động khí nén pít tông lại có hai dạng là bộ truyền động tác động đơn và bộ truyền động tác động kép.
1. Bộ truyền động tác động đơn
Bộ truyền động tác động đơn có thêm một hoặc nhiều lò xo để hỗ trợ thực hiện việc đóng mở van, bộ truyền động tác động đơn sử dụng áp suất khí nén trong một chu kỳ đóng hoặc mở van sau đó nó dựa vào lực đàn hồi của các lò xo để thực hiện chu kỳ còn lại.
2. Bộ truyền động tác động kép
Bộ truyền động tác động kép chỉ sử dụng áp suất của khí nén để đẩy pít tông trong quá trình đóng mở. Bộ truyền động tác động kép này không có lò xo, hoạt động đóng mở của van chỉ dựa vào áp suất của khí nén.
Bộ truyền động khí nén dạng màng
Bộ truyền động khí nén dạng màng có cấu tạo gồm lò xo và có thêm một màng ngăn. Bộ truyền động khí nén dạng màng hoạt động đóng mở van nhờ chuyển động của màng ngăn và lực đàn hồi của lò xo. Loại thiết bị này được sử dụng phổ biến hơn cả bởi nó có giá thành khá rẻ, cấu tạo đơn giản và dễ dàng lắp đặt.
Bộ định vị van khí nén
Bộ định vị này giúp chuyển đổi tín hiệu đầu vào thành đầu ra khí nén tương đương. Đầu ra này được đưa đến thiết bị truyền động khí nén để điều khiển vị trí van và lưu lượng.
Nguyên lý hoạt động của van điều khiển khí nén
Khi khí được cấp vào trong xilanh, áp suất khí nén sẽ đẩy pít tông hoặc màng van lên, lúc này trục van được gắn với pít tông và màng van cũng sẽ được nâng lên, van sẽ được mở và dòng lưu chất có thể chảy qua van. Khi khí nén được ngừng cấp, lực đàn hổi của lò xo sẽ đẩy pít tông hoặc màng ngăn xuống, đồng thời trục van được kết nối với pít tông và van cũng sẽ được đẩy xuống, lúc này van sẽ được đóng hoàn toàn. Trong trường hợp điều tiết dòng chảy, lúc này pít tông hoặc màng van chỉ đóng hoặc mở một phần để điều tiết dòng chảy của van.
Tùy vào thiết kế của từng loại mà lò xo có thế được thiết kế nằm ở phía trên màng hoặc phía dưới màng, việc này cũng khiến cho nguyên lý hoạt động của van bị thay đổi. Khi lò xo nằm ở phía trên màng ngăn, việc cấp khí nén sẽ khiến cho van mở ra, khi lò xo nằm ở dưới màng ngăn, việc cấp khí sẽ khiến cho van được đóng lại, hai kiểu ngày có tác động ngược nhau. Việc lựa chọn hai loại van này phụ thuộc vào vị trí mà van sẽ hoàn nguyên về vị trí của nó trong trường hợp nguồn cung cấp khí nén bị hỏng hóc, gặp trục trặc không hoạt động được thì van sẽ đóng hay mở.
Phân loại van điều khiển khí nén
Van bi điều khiển khí nén
Van bi điều khiển khí nén sử dụng áp lực của khí nén để điều khiển hoạt động đóng mở van bi. Van bi điều khiển khí nén có khả năng đóng mở nhanh chóng và an toàn.
Van bướm điều khiển khí nén
Van bướm điều khiển khí nén có phần thân của van là van bướm cùng với bộ truyền động khí nén. Van bướm điều khiển khí nén hoạt động đóng mở bằng khí nén, trục của van bướm được kết nối với bộ truyền động để đóng hoặc mở van.
Van cầu điều khiển khí nén
Van cầu điều khiển khí nén có cấu tạo chính gồm phần thân là van cầu và bộ truyền động khí nén. Van cầu điều khiển khí nén có khả năng điều tiết lưu lượng và đóng mở van một cách chính xác.
Van cổng điều khiển khí nén
Van cổng điều khiển khí nén bao gồm phần thân van cầu, bộ truyền động khí nén và một số bộ phận khác.
Ưu nhược điểm của van điều khiển khí nén
Ưu điểm của van điều khiển khí nén
Van điều khiển khí nén có chức năng chống cháy nổ.
Van điều khiển khí nén dễ dàng bảo trì, tỉ lệ hỏng hóc thấp.
Có độ linh hoạt cao, kích thước nhỏ gọn, có thể lắp đặt theo phương thẳng đứng.
Bộ truyền động khí nén tiết kiệm chi phí hơn bộ truyền động điện.
Nhược điểm của van điều khiển khí nén
Có thể gây ra tiếng ồn, so với van điều khiển điện thì van điều khiển khí nén gây ồn hơn.
Van điều khiển khí nén cần được trang bị cùng với máy nén và các thiết bị khác nên gây tốn kém chi phí và lắp đặt cồng kềnh hơn.
Ứng dụng của van điều khiển khí nén
Van điều khiển khí nén được ứng dụng rộng rãi trong các hoạt động của các doanh nghiệp dầu khí, hóa chất, luyện kim, điện lực, ngoài ra còn được ứng dụng trong ngành thực phẩm và y tế.
