Ngày nay, nhu cầu của thị trường về lắp đặt, sử dụng van điều khiển khí nén là rất lớn, không chỉ trong sản xuất công nghiệp mà cả trong các ứng dụng của đời sống hằng ngày. Vậy bạn đã có những thông tin cơ bản về loại van này chưa? Nếu chưa hãy cùng chúng tôi tim hiểu về cấu tạo, nguyên lý hoạt động của nó nhé.

1. Khái niệm:

Van cầu điều khiển bằng khí nén là loại van cho phép kiểm soát chính xác tốc độ, lưu lượng dòng chảy trong hệ thống. Các bộ truyền động bằng khí nén trên các van này sử dụng tín hiệu phản hồi và điều khiển để mở và đóng van chính xác.

2. Cấu tạo:

Cấu tạo của van cầu điều khiển gồm hai bộ phận chính là thiết bị truyền động bằng khí nén và van cầu. Ngoài ra còn có các thiết bị khác như: Bộ định vị van khí nén, van điện từ khí nén…

2.1 Thân van cầu

Thân van cầu là bộ phận tiếp xúc trực tiếp với lưu chất chịu áp lực chính và là nơi chứa tất cả các chi tiết của van. Thân van thường là loại hai cổng có thể được định hướng thẳng đối diện nhau hoặc bất cứ nơi nào trên thân van, hoặc tạo với nhau một góc 90 ° ( van cầu góc).

Van cầu chủ yếu được sử dụng cho các chất lỏng nhớt có tính ăn mòn, nhiệt độ và áp lực cao. Nếu van cầu đươc lắp trên đường ống nằm ngang thì sẽ tồn dư lại chất lỏng trong thân van sẽ gây tắc ngẽn hoặc ăn mòn thân van nếu qua thời gian dài không sử dụng. Để tránh tình trạng này thì chúng ta có thể sử dụng van cầu góc hoặc van cầu xiên. Thân van thường được chế tạo từ các hợp kim chịu lực chịu nhiệt như, Gang, inox, thép …

2.2 Thiết bị truyền động khí nén

Thiết bị truyền động khí nén cho van cầu thường có hai dạng piston và dạng màng. Khác với bộ truyền động cho van bi và van bướm là chuyển động quay thì van cầu là dạng chuyển động thẳng, lên xuống.

2.2.1 Bộ truyền động bằng khí nén dạng piston

Có cấu tạo và hoạt động giống như một xilanh khí nén bao gồm một pistong di chuyển trong một nòng xilanh. Trục van cầu được kết nối với piston, khi khí nén đẩy pistong đi lên kéo theo trục van, van mở, khí nén đẩy pistong đi xuống đẩy theo trục van, van đóng.

Bộ truyền động bằng khí nén dạng piston có hai dạng tác động đơn và tác động kép.

Tác động kép là dạng sử dụng áp suất của khí nén để đẩy piston trong cả hai quá trình đóng và mở van. Trong bộ truyền động tác động kép không có lò xo, đóng mở van hoàn toàn dựa vào áp suất của khí nén.

Tác động đơn là chỉ sử dụng áp suất khí nén trong một chu trình đóng hoặc mở van, nhờ vào lực đàn hồi của lò xo được tích hợp thêm để thực hiện chu trình còn lại. Có nghĩa là bộ truyền động tác động đơn có thêm một hoặc nhiều lò xo để thực hiện một trong hai chu trình đóng hoặc mở van.

Thiết bị truyền động bằng piston thường có hành trình dài hơn và lực đẩy lớn hơn so với thiết bị truyền động dạng màng.

2.2.2 Bộ truyền động bằng khí nén dạng màng

Là thiết bị truyền động tác động đơn, cấu tạo bao gồm: màng chính, lò xo. Hoạt động nhờ vào lực đàn gồi của lò xo và hành trình di chuyển của màng.

van điều khiển bằng điện

Loại thiết bị này được sử dụng phổ biến trong việc điều khiển các van cầu vì có giá rẻ, cấu tạo đơn giản, lắp đặt và vận hành dễ dàng.

2.2.3 Bộ định vị van khí nén

Positioner là gì? (Bộ định vị van khí nén): là một thiết bị hoạt động dựa trên nguyên lý cân bằng lực để định vị đĩa Van điều khiển theo tín hiệu khí nén nhận được. Positioner sẽ xác định vị trí chính xác của van và cấp khí cho bộ truyền động để đóng/mở theo góc yêu cầu. Do đó, bộ định vị đảm bảo hoạt động ổn định và chính xác của van điiều khiển bằng khí nén.

 

Đây là một thiết bị bổ sung thường được lắp vào trục của bộ truyền động để theo dõi vị trí van và định vị đĩa van.

3. Cơ cấu và nguyên lí hoạt động

Hoạt động của van cầu điều khiển bằng khí nén được chia làm hai chu trình chính là đóng và mở, ngoài ra còn có các chu trình nhỏ hơn cho các van điều tiết.

Chu trình đóng van (đóng hoàn toàn)

Khi van điện từ cấp khí nén cho thiết bị truyền động, áp suất khí nén đẩy piston hoặc màng bằng một lực thắng lực đàn hồi của lò xo nén pistong hoặc màng đẩy theo trục van đi xuống hết hành trình, van đóng hoàn toàn.

Chu trình mở van (mở hoàn toàn)

Khi van điện từ ngừng cấp khí nén và chuyển qua trạng thái mở thì lượng khí nén thoát ra ngoài qua lỗ mở trên van điện từ. Lực đàn hồi của lò xo đẩy pistong hoặc màng kéo theo trục van đi lên, van mở hoàn toàn.

Chu trình điều tiết (đóng/mở một phần)

Là các chu trình nhỏ nằm trong các chu trình đóng và mở. Ở chu trình này áp suất của khí nén chỉ đẩy pistong hoặc màng di chuyển một đoạn ngắn hơn so với hành trình đóng/mở van hoàn toàn, mục đích là đóng/mở một phần đĩa van phục vụ cho việc điều khiển và điều tiết lưu lượng.

4. Ưu nhược điểm

Ưu điểm của van cầu điều khiển bằng khí nén là về bản chất là an toàn, tức là không có nguy cơ cháy nổ nguy hiểm và nó có thể cung cấp một lực lớn để đóng van chống lại sự chênh lệch áp suất cao. 

Ưu điểm:

– Khả năng đóng ngắt tốt

– Khả năng điều tiết lưu lượng dòng chảy tốt

– Hành trình đóng mở van ngắn hơn so với van cổng

– Cấu trúc đơn giản, sản xuất và bảo trì thuận tiện

– Vơi đĩa van không gắn với trục van, van có thể được sử dụng như van một chiều

Nhược điểm:

– Lưu chất đi qua bị giảm áp suất đáng kể

– Với các hệ thống có áp lực lớn, việc đóng van rất khó khăn do áp lực lưu chất tác dụng lên đĩa

– Van không phù hợp với môi trường lưu chất dạng hạt, độ nhớt kém

– Giá thành cao hơn các dòng van khác cùng kích cỡ

5. Ứng dụng

Với phạm vi ứng dụng rộng rãi của van cầu điều khiển bằng khí nén cho phép các van này được sử dụng với các chất lỏng phổ biến nhất, bao gồm nước, hơi nóng, khí nén, khí và các chất lỏng ăn mòn khác.

Sau đây là một số ứng dụng tiêu biểu của van cầu:

– Hệ thống nước làm mát nơi dòng chảy cần được điều tiết để tiết kiệm chi phí

– Hệ thống dầu nhiên liệu nơi điều tiết dòng chảy có tầm quan trọng rất lớn.

– Nước, hóa chất, khí ngưng tụ và hệ thống thoát nước

– Lỗ thông nồi hơi, lỗ thông hơi chính và ống thoát nhiệt

– Hệ thống dòng bôi trơn tuabin

Qua tham khảo các thông tin trên, quý khách hàng vẫn còn những thắc mắc cần được giải đáp hoặc cần tư vấn lựa chọn loại van khí nén phù hợp thì có thể liên hệ với chúng tôi: Công ty Cổ phần công nghê Daviteq. Không chỉ phân phối các loại van chính hãng mà còn tư vấn miễn phí, hỗ trợ khách hàng nhiệt tình để tìm được loại van đáp ứng các yêu cầu công việc một cách tốt nhất, giá phải chăng nhất.