Van điều khiển là gì? Cấu tạo và ứng dụng cần biết về van điều khiển

Van điều khiển là một loại van không chỉ được ứng dụng trong công nghiệp mà còn sử dụng trong đời sống hàng ngày. Van được sử dụng cho đường ống, có chức năng ngắt, hoặc dẫn dòng chảy từ xa tiện lợi.

Bài viết tổng hợp, cung cấp các thông tin hữu ích cho bạn về loại van này cũng như lưu ý để chọn mua và sử dụng van một cách bền nhất. Cùng mình đi tìm hiểu nhé.

Van điều khiển là gì?

Khí nén là nguồn tài nguyên mà con người đã và đang tập trung khai thác một cách hiệu quả. Vì nó phong phú, dễ sử dụng, an toàn và đặc biệt không nguy hại đến môi trường. Khí nén ứng dụng trong công nghiệp với các ngành sản xuất, chế tạo, lắp ráp cho đến thủ công nghiệp và đời sống hằng ngày.

Hệ thống thiết bị để khai thác khí nén được gọi là hệ thống khí nén. Nếu xi lanh là thiết bị chấp hành thì van khí nén đóng vai trò cơ cấu. Có rất nhiều loại van khí nén khác nhau nhưng phổ biến nhất là các van điều khiển.

Trong một hệ thống, có thể sẽ có 1 hoặc nhiều van cùng loại hoặc khác loại được lắp tại những vị trí khác nhau trên hệ thống ống dẫn khí.

Vậy van điều khiển là gì? Nó là một loại van công nghiệp được vận hành bằng tín hiệu khí nén hoặc tín hiệu điện. Chức năng của van đó là kiểm soát và điều khiển dòng lưu lượng khí nén, hơi qua van vào đường ống đi đến thiết bị chấp hành theo đúng yêu cầu của khách hàng.

Thông qua van, người vận hành có thể điều khiển một cách chính xác tốc độ dòng chảy và theo dõi áp, nhiệt và lưu lượng một cách tốt nhất với các phụ kiện: cảm biến, bộ điều khiển.

Để có thể làm việc tốt trong các môi trường có áp suất, nhiệt độ cao và thay đổi thì chất liệu cấu tạo van là điều đáng quan tâm. Hầu hết đều được làm bằng thép, sắt mạ, nhôm, hợp kim… để van có thiết kế cứng cáp, chắc chắn cũng như không bị ăn mòn, oxi hóa ảnh hưởng đến tuổi thọ.

Cấu tạo của van điều khiển

Phần van cơ thông thường:

Phần này được kết nối trực tiếp trên đường ống và sẽ là phần trực tiếp tạo ra trạng thái đóng hoặc mở của van. Phần van cơ thường được sử dụng nhiều nhất là van bướm, van bi, một số trường hợp cá biệt là van cửa, van cầu,...

Phần điều khiển khí nén – xy lanh:

Cấu tạo van khí nén còn có thêm phần điều khiển, đây là phần quan trọng nhất trong bộ van, phần này được điều khiển bởi áp lực khí nén gây ra. Bạn có thể hiểu phần điều khiển khí nén này chính là 1 chiếc xy lanh ( đơn hoặc đôi)

Van điều khiển có những loại nào

Người ta phân chia van thành hai loại phổ biến nhất đó là: Van bằng khí nén và bằng điện năng. Với mỗi loại van đều có những điểm thích hợp, đáp ứng với các công việc mà khách hàng yêu cầu.

1. Van bi điều khiển bằng khí nén

Chúng ta có thể hiểu là hoạt động đóng mở cửa của van được điều khiển hoàn toàn bằng khí nén. Trên thị trường, người ta đánh giá rất cao loại van này về cấu tạo, cách hoạt động, thiết kế

Nguyên lý hoạt động van bằng khí nén

Để có thể hoạt động, khách hàng cần phải lắp đặt và đấu nối van vào hệ thống với các ống dẫn khí, phụ kiện đầu nối nhanh, co nối, chia hơi…

Khi ta cấp một lượng khí nén vừa đù được điều khiển bằng các van điện từ 5/2, 5/3, 4/2… vào một đầu điều khiển của van. Do thiết kế của đầu điều khiển này làm cho trục của van quay theo đúng theo hành trình một góc khoảng 90 độ.

Khi hết hành trình nó sẽ dừng lại. Trục của phần điều khiển sẽ kết nối với trục của van bi điều khiển khí nén, van bướm điều khiển khí nén… Nếu là van bị thì sẽ làm bi quay theo với 1 góc 90 độ, nếu là van bướm sẽ làm cánh bướm quay theo một góc 90 độ.

Lúc này, van sẽ chuyển đổi trạng thái từ đóng sang mở với loại van thường đóng và ngược lại từ mở sang đóng với van thường mở.

Khi chúng ta điều khiển ngắt dòng khí đang được cung cấp, trục của phần điều khiển, trục của van sẽ về vị trí cũ và hoạt động của van sẽ về trạng thái ban đầu: thường đóng, thường mở.

Cấu tạo của van bằng khí nén

Cấu tạo của van bằng khí nén gồm các bộ phận chính như: thân van, ty van, trục van, động cơ… Tất cả đều được thiết kế theo tiêu chuẩn châu Âu với tỉ lệ chính xác, đồng bộ để dễ dàng ăn khớp với nhau.

Van chia làm hai thành phần chính:

• Phần van cơ thông thường: Đây là phần kết nối với đường ống dẫn để tạo ra trạng thái mở cửa, đóng cửa của van. Trên thị trường có rất nhiều loại van cơ nhưng thường sử dụng nhiều nhất đó là: Van bi, van bướm, van cửa, van cầu.
• Phần điều khiển: Đây là bộ phận quan trọng vì nó điều khiển hoạt động của van. Nó hoạt động nhờ và áp suất của khí nén được cung cấp.

Tùy vào môi trường làm việc mà khách hàng chọn van làm bằng gang, inox, thép, nhựa…

Khi lựa chọn van này, khách hàng cần chú ý đến: chất liệu của van là thép hay gang, áp lực làm việc, áp lực tối đa, nhiệt độ làm việc, môi trường làm việc, không gian lắp và kiểu lắp đặt, xuất xứ và hãng sản xuất.

Các loại van bằng khí nén

Van bằng khí nén được chia thành nhiều loại với kiểu dáng khác nhau:

• Van bi điều khiển bằng khí nén: Van lắp trên các đường ống với kích thước nhỏ hơn chỉ từ DN15 đến DN100
• Van cánh bướm điều khiển bằng khí nén: Đây là van chuyên lắp đặt đường ống với kích thước từ DN50 đến DN1200 với van cơ có dạng cánh bướm.
• Van chữ Y điều khiển bằng khí nén hay còn được gọi là van cùi chỏ với việc điều khiển bằng 1 piston đơn có chuyển động lên xuống.
• Van 2 chiều điều khiển bằng khí nén

Ngoài ra còn có các loại khác như: Van 3 ngã điều khiển bằng khí nén, van xiên, van cầu…

Ưu điểm của các van bằng khí nén đó là thiết kế nhỏ gọn với các chi tiết được gia công tỉ mỉ, tiết kiệm chi phí cho người sử dụng và thuận tiện trong việc đấu nối, lắp ráp. Tốc độ truyền động cao và rất linh hoạt. Người dùng có thể dễ dàng điều khiển với độ chính xác cao.

2. Van bi điều khiển điện

Van bằng điện được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp và nó phù hợp với mọi hệ thống, yêu cầu.

Nguyên lý hoạt động van bằng điện

Mọi hoạt động của loại van này đều được điều khiển, chi phối bằng điện. Điện được cấp từ nguồn đến bộ điều khiển của van điện.Dòng điện này có thể 220v hoặc 24v tùy vào đặc điểm của hệ thống.

Điện sẽ được truyền đến cho motor xoay và các tín hiệu điều khiển, cảm biến áp suất, cảm biến nhiệt độ. Tuy theo loại van và thiết kế mà motor của van sẽ xoay theo bên trái hoặc bên phải để truyền động đến trục của van.

Nếu là van thường đóng thì cửa van sẽ chuyển từ đóng sang mở để dòng khí nén đi qua. Nếu là van thường mở thì van sẽ chuyển từ mở sang đóng, ngăn dòng khí.

Khi ngắt điện, van sẽ trở về trạng thái ban đầu nhanh chóng nhất.

Cấu tạo của van bằng điện

Xét một cách tổng thể và khách quan thì van sẽ bao gồm 2 phần chính đó là: Phần điều khiển điện và phần thân van.

Nhưng có một số người thì lại chia thành: bộ điều khiển tuyến tính, thân van, motor van.

Van có thể thích hợp với hệ thống dùng điện một chiều 24v hoặc điện xoay chiều 220v.

Các loại van bằng điện

Một số loại van thông dụng trên thị trường hiện nay như:

• Van cầu điều khiển bằng điện loại điều khiển on/off, van cầu điều khiển bằng điện loại điều khiển tuyến tính.
• Van cánh bướm điều khiển bằng điện
• Van bi điều khiển bằng điện
• Van 3 ngã điều khiển bằng điện loại tuyến tính hoặc loại on/off.

Ứng dụng của van điều khiển

Van có ứng dụng rất đa dạng. Việc tìm hiểu rõ các ứng dụng của van sẽ giúp khách hàng khai thác đúng năng suất, chức năng, nhiệm vụ của van.

1. Điều khiển nhiệt độ

Nếu lắp van điều khiển khí nén với cây cảm biến nhiệt loại Pt100 và bộ điều khiển nhiệt độ PID 4-20mA thì nó sẽ thực hiện chức năng điều khiển nhiệt độ một cách tốt nhất.

Bộ điều khiển nhiệt độ sẽ nhận tín hiệu được xuất từ cây cảm biến nhiệt, sau đó xuất tín hiệu PID 4-20mA đến van. Tại đây, van sẽ nhận được tín hiệu và vận hành theo đúng giá trị nhiệt độ đã được cài đặt. Nếu khách hàng không có điều kiện để sử dụng bộ điều khiển nhiệt thì sử dụng PLC.

2.  Van điều khiển áp suất

Với chức năng điều khiển áp suất thì cũng tương tự như với điều khiển nhiệt độ. Nó cũng cần cảm biến áp suất và bộ điều khiển áp suất. Khi bộ điều khiển nhận tín hiệu từ cảm biến áp suất thì nó xuất tín hiệu đến van. Van sẽ nhận được tín hiệu, vận hành theo thông số, tín hiệu được cài đặt.

Có một điều đặc biệt đó là, van có thể biến thành van giảm áp bởi vì nó nhận tín hiệu và chạy theo giá trị của bộ điều khiển đã cài đặt.

3. Van điều khiển lưu lượng

Van có thể điều khiển lưu lượng một cách chính xác, đáp ứng các yêu cầu công việc ở từng thời điểm khác nhau.

Khi chúng ta cần lưu lượng ổn định để vận hành thì việc điều chỉnh lưu lượng, chính xác của thiết bị đo rất quan trọng.

Van khí nén điều chỉnh lưu lượng được dùng trong các ngành chế biến lương thực thực phẩm, sản xuất nước giải khát, sữa, bia…

Những lưu ý khi lựa chọn van điều khiển

1. Môi chất

Đây là một yếu tố quan trọng để lựa chọn vật liệu cấu tạo của van.

Thông thường các loại van được cấu tạo từ nhiều bộ phận ghép lại. Các bộ phận được tạo thành từ các vật liệu như: Inox, thép, gang….Còn các môi chất có thể là khí nén, dầu, nước, hay dung dịch axit, bazơ, kiềm…

Việc xác định rõ môi trường (môi chất) đi qua van sẽ giúp bạn lựa chọn đúng vật liệu cấu tạo của loại van khí nén trong đó có các bộ phận như: Plug van (Đệm làm kín để đóng, mở van), Thân van, Ron làm kín (seal)…

Điều này có nghĩa là chất liệu của van phải phù hợp và đảm bảo cho các lưu chất của người sử dụng. Tuy nhiên nói vậy không có nghĩa là phải chọn vật liệu đảm bảo quá vì sẽ làm giá thành của van cao gây mất tính kinh tế nên chúng ta chỉ cần chọn sao cho van đáp ứng được. Đây cũng là 1 trong những

2. Nhiệt độ, áp suất chịu đựng của van

Sau khi tham khảo môi chất sử dụng cho thiết bị, điều lưu tâm tiếp theo là nhiệt độ sử dụng ở môi trường đó. Thường thì từng sản phẩm thiết bị sẽ chịu được ở ngưỡng nhiệt độ khác nhau, chính vì thế người mua hàng nên lưu ý vấn đề này.

Ví dụ: Bạn đang cần sử dụng van bi điều khiển khí nén cho môi trường nhiệt độ 150 oC thì phải chọn loại sản phẩm chịu nhiệt trên 150 oC.

Như chúng ta đã biết, nhiệt độ luôn luôn đi đôi với với áp suất. Trong hầu hết mọi trường hợp khi bạn lựa chọn thiết bị cần để ý nhiệt độ và áp suất van đó là bao nhiêu.

Như vậy việc mua đúng áp suất, đúng nhiệt độ là điều vô cùng quan trọng để giúp van hoạt động tốt nhất và có tuổi thọ cao nhất nên bạn cần để tâm khi lựa chọn sản phẩm nhé.

3. Kiểu kết nối của van điều khiển

Cũng như các loại van công nghiệp khác, trong hệ thống van cũng có các tiêu chuẩn kết nối giúp kết nối với nhau giữa ống dẫn và thiết bị được lắp đặt trên ống thành một hệ thống đồng bộ với nhau.

• Tiêu chuẩn JIS là tiêu chuẩn của Nhật Bản (JIS10K, JIS 20K, JIS 30K…)
• Tiêu chuẩn ANSI là tiêu chuẩn của Mỹ ( ANSI 150#, ANSI 300#, ANSI 600#…)
• Tiêu chuẩn DIN (PN) là tiêu chuẩn các nước Châu Âu (PN10, PN16, PN25, PN40….)

Thực tế thì mỗi tiêu chuẩn sẽ có các thông số kỹ thuật khác nhau (độ dài, tâm lỗ, số lố). Vậy nên khách hàng cần lưu ý để lựa chọn sản phẩm phù hợp với nhu cầu cần sử dụng , để khi mua về sử dụng thiết bị lắp được liền. 

Điều này là cần thiết bởi vì nếu lắp mới thiết bị bạn cần có kích thước chuẩn để thi công, và còn đặc biệt cần thiết cho các thiết bị thay thế bởi nó nếu không đúng chuẩn thì thiết bị mua về sẽ không sử dụng được.

4. Lực đóng van

Tìm hiểu kỹ lực đóng van, giúp quá trình van hoạt động đóng mở được chuẩn chỉnh và hạn chế tốt nhất những trục trặc có thể xảy ra.

Chọn lực đóng van hay còn gọi là lực chênh áp của van là việc làm quan trong nhất trong lựa chọn van. Chính vì công đoạn này mà quyết định việc van hoạt động đóng, mở như thế nào. Và có đáp ứng được hiệu suất làm việc của van từ việc đóng mở 0% đến đóng, mở hoàn toàn 100% không.

Bên cạnh đó, khi lựa chọn van bạn cũng cần quan tâm đến lực đóng của van. Nếu bạn chọn những sản phẩm có lực đóng không đủ thì bạn sẽ gặp những trường hợp như đóng không kín, rò rỉ lưu chất.

5. Xuất xứ

Tâm lý chung của khách hàng khi đi mua hàng đều muốn tìm mua được một sản phẩm vừa rẻ vừa có chất lượng. Tuy nhiên thực tế đúng như ông bà ta thường nói “tiền nào của nấy” cho nên bạn sẽ khó có thể mua được một sản phẩm vừa rẻ mà lại vừa có chất lượng tốt:

+ khi quý khách hàng muốn hướng tới chất lượng thì các bạn hãy tìm hiểu về các sản phẩm có xuất xứ từ EU,G7 với các nước tiêu biểu như Ý, Đức, Mỹ, …

+ Còn nếu khách hàng thiên về tiết kiệm chi phí thì quý khách hãy tham khảo các sản phẩm xuất xứ từ quốc gia láng giềng của chúng ta nhé.

Như vậy yếu tố nguồn gốc xuất xứ cũng là yếu tố ảnh hưởng đến quyết định chọn mua sản phẩm của bạn với các sản phẩm chất lượng thì các nước Đức ,ý, Nhật đều không phải bàn cãi còn xét về giá cả thì các sản phẩm xuất xứ Trung Quốc có giá cạnh tranh hơn nhiều.

Địa chỉ đặt mua, chế tạo van điều khiển uy tín

Công ty Valve Men

• GIÁ NHÀ MÁY RẺ HƠN ÍT NHẤT 15-55%
• NHÀ MÁY BÁN HÀNG TRỰC TIẾP - KHÔNG TRUNG GIAN
• SẢN XUẤT THEO TIÊU CHUẨN XUẤT KHẨU NHẬT BẢN, EU, G7

Các lỗi thường gặp khi sử dụng van điều khiển khí nén

1. Thiết bị truyền động không hoạt động

- Kiểm tra xem áp suất nguồn không khí của bộ giảm áp lọc khí có đạt giá trị định mức hay không, điều chỉnh áp suất nguồn không khí hoặc thay thế giảm áp lọc khí theo tình huống.

- Kiểm tra xem van điện từ đã được cắm chưa, liệu sự thay đổi không khí có bình thường hay không, tùy theo tình huống để làm sạch phích cắm hoặc thay thế van điện từ.

- Kiểm tra xem áp suất nguồn không khí vào bộ truyền động đã đạt đến giá trị định mức hay chưa, kiểm tra xem bộ điều khiển tốc độ có được cắm hay không.

- Kiểm tra xem ma sát của các bộ phận làm kín van có quá lớn không, hoặc vòng đệm có bị rò rỉ khí hay không.

2. Thiết bị truyền động hoạt động, nhưng không đủ mô-men xoắn.

Kiểm tra các bu lông điều chỉnh ở cả hai đầu của xi lanh, điều chỉnh về điều kiện đóng và khóa vào vị trí thích hợp.

Van bi khí nén có thể được mở hoặc đóng, nhưng hành động chậm khi mở hoặc đóng.

Kiểm tra xem bộ điều khiển tốc độ có cần được điều chỉnh trước khi vào bộ truyền động hay không bởi vì những thay đổi trong đường ống quy trình và bản thân van yêu cầu điều chỉnh bộ điều khiển tốc độ khi van già đi.

- Kiểm tra rò rỉ không khí trong xi lanh và hư hỏng vòng chữ o trong xi lanh có thể làm cho van chậm lại.

- Kiểm tra lực đẩy giảm vào mùa xuân.

- Kiểm tra độ nhạy trong xi lanh Ổ khóa van Hành động và ống xả xi lanh bình thường.

3. Thiết bị truyền động hoạt động bình thường, nhưng Van không mở.

- Lõi van và ghế van bị kẹt.

- Đường ống bị chặn.

- Thiết bị truyền động và lõi van bị mòn, rơi ra và như vậy.

4. Thiết bị truyền động hoạt động bình thường, nhưng công tắc van không thể được đặt đúng chỗ.

- Có một vật thể lạ trong Van cắm Đường ống.

- Chênh lệch áp suất trung bình quá lớn, độ cứng của bộ truyền động nhỏ, van không nghiêm ngặt.

- Lỗi thân van gây ra: Nếu đối với van bi, thường là do hư hỏng bề mặt niêm phong hoặc rò rỉ hộp nhồi. Nếu đối với van bướm điều khiển điện bằng cao su hoặc lót bằng cao su, thường được lót bằng flo hoặc biến dạng cao su. Nếu đối với van màng, thường cho hư hỏng màng cao su.

Những lỗi thường gặp trên đây sẽ giúp bạn khắc phục và sửa chữa khi van bị hỏng. Hi vọng bài viết cung cấp những thông tin hữu ích để bạn có thể chọn mua và sử dụng van điều khiển, uy tín chất lương.