Van cầu điều khiển khí nén

Van cầu điều khiển khí nén là gì?

Van cầu điều khiển khí nén hay còn gọi là van cầu chữ ngã điều khiển khí nén, van cầu yên ngựa điều khiển khí nén có tên tiếng anh là Globe Pneumatic control valve. Ban có thể hiểu theo cách đơn giản nhất là van cầu được gắn thêm bộ khí nén trực tiếp vào trục của van cầu, có tác dụng điều khiển đóng/mở hoặc điều tiết lưu chất trong đường ống.

Van cầu khí nén thường được sử dụng trong các nhà máy hệ thống có nhiệt độ cao, đối với đường ống hệ thống không quan trọng sụt áp, giảm áp. Van cầu tự động đóng mở bằng khí nén thay thế cho việc vận hành thủ công của con người. Đồng thời liên kết với các tủ điều khiển PLC đồng bộ hệ thống theo dạng tự động hóa công nghiệp.

Van cầu điều khiển khí nén được sử dụng trong nhiều môi trường khác nhau như nước, khí nóng, hơi nóng… sản phẩm do Công Ty Tuấn Hưng Phát cung cấp, phân phối độc quyền chính hãng tại thị trường Việt Nam. Với giá thành hợp lý cùng chế độ bảo hành dài hạn lên đến 18 tháng. Sẵn sàng giao hàng nhanh chóng, phục vụ nhu cầu của quý khách hàng.

Cấu tạo của van cầu đóng mở bằng khiển khí nén

– Cấu tạo của van cầu điều khiển bằng khí nén bao gồm 2 bộ phận chính : Bộ điều khiển khí nén + Thân van cầu

Bộ truyền động khí nén

– Bộ truyền động khí nén được làm từ hợp kim cao cấp và sơn phủ lớp epoxy chống ăn mòn và bám bụi bẩn. Màng van được làm từ inox nên độ bền cao. Lò xo được làm từ inox 304 hoặc 316 chống rỉ sét độ đàn hồi cao. Xy lanh khí nén giúp ép và truyền động khí nén của bộ điều khiển. Có 2 dạng chính đó là piston và dạng màng.

Dạng Piston : Có cấu tạo như một ben khí nén, bao gồm 1 piston và 1 nòng. Piston này sẽ chuyển động trong nòng, tạo ra lực đẩy lớn hơn, hành trình dài lơn so với bộ truyền động dạng màng. Piston này được nối với trục van cầu, khi lưu lượng khí nén cung cấp tăng dần, chiếm hết không gian của nòng. Sẽ làm cho piston dịch chuyển lên trên, từ đó trục van kéo lên mở đĩa van. Khi khí nén xả hết ra ngoài, piston hạ xuống tạo ra trạng thái đóng van.

Dạng màng : Đây chính là bộ khí nén tác động đơn, có cấu tạo bao gồm màng và lò xo. Bộ truyền động này hoạt động dựa trên hành trình di chuyển lên xuống của màng và lực đàn hồi của lò xo. So với bộ truyền động piston thì bộ truyền động màng được sử dụng phổ biến để lắp đặt với van cầu. Với ưu điểm là giá thành rẻ, dễ dàng lắp đặt, vận hành.

• Bộ định vị van khí nén ( Positioner ) : Được sử dụng lắp đặt cho việc điều tiết lưu lượng khí nén vào bộ truyền động. Từ đó điều tiết các góc độ đóng mở của van. Bộ định vị này hoạt động dựa vào tín hiệu điều khiển analog 4 – 20mA
• Van điện từ khí nén : Có chức năng đóng ngắt nguồn khí nén đầu vào dựa vào nguồn điện cấp theo nguyên lý chuyển động từ.

Thân van cầu

– Thân van cầu dạng van yên ngựa được làm từ vật liệu Inox, gang, thép, đồng. Tùy vào nhu cầu sử dụng mà chúng ta lựa chọn chất liệu van cầu cho phù hợp với hệ thống đường ống. Thân van được cấu tạo với vật liệu chắc chắn, độ bền cao, đĩa trục được làm hoàn toàn bằng inox 304, 316. Phần thân van này sẽ được tháo tay quay, vô lăng và lắp trực tiếp vào bộ khí nén thông qua trục van.

Nguyên lý hoạt động của van cầu điều khiển khí nén

Van cầu khí nén có nguyên lý hoạt động được chia làm 3 kỳ chính : Đóng hoàn toàn, tiết lưu và mở hoàn toàn.

Chu trình đóng hoàn toàn 

Khi van điện từ cấp khí trong hệ thống mở, dòng khí nén đi qua và được dẫn đến bộ phận truyền động van cầu. Áp lực của khí nén sẽ tác động đẩy lên màng hoặc piston với lực lớn hơn độ đàn hồi của lò xo. Từ đó nén lò xo và đẩy trục van di chuyển xuống, tạo ra chu trình đóng.

Chu trình mở hoàn toàn

Khi chúng ta ngắt dòng điện vào van điện từ, khí nén sẽ ngừng cấp vào. Khí trong bộ truyền động được xả ra ngoài qua cửa xả. Lực đàn hồi của lò xo thắng được áp lực đẩy của piston, màng van. Kéo trục van di chuyển lên trên, tạo ra quá trình mở.

Chu trình điều tiết 

Là dạng đóng hoặc mở một góc độ nào đó. Khí nén được cấp vào bộ truyền động với sự kiểm soát của bộ tuyến tính. Từ đó van sẽ mở một phần hoặc đóng 1 phần dựa vào nhu cầu thực tiễn.

Phân loại van cầu khí nén

Van cầu vận hành bằng khí nén hiện nay được sản xuất và chế tạo với nhiều chủng loại khác nhau. Chính vì vậy người ta đã phân chia chúng thành từng nhóm để thuận lợi cho việc lựa chọn sử dụng. Dựa vào các yếu tố cơ bản như : Theo dạng điều khiển, vật liệu, kiểu kết nối, thương hiệu xuất xứ…

Theo dạng điều khiển

Điều khiển đóng mở ON/OFF

Là dòng van cầu được điều khiển bằng khí nén với chu trình đóng hoàn toàn hoặc mở hoàn toàn. Đây là dạng điều khiển được sử dụng phổ biến, nhờ quá trình vận hành đơn giản.

Giá thành của dòng van cầu khí nén ON/OFF cũng rẻ hơn rất nhiều so với dòng tuyến tính. Vì vậy bạn cần lưu ý khi lựa chọn để tiết kiệm chi phí cũng như phù hợp với nhu cầu hệ thống.

Điều khiển đóng mở tuyến tính

Cơ chế đóng mở của dòng này có sự linh hoạt hơn, chúng được sử dụng cho việc điều tiết lưu lượng đi qua. Bao gồm cả trạng thái đóng mở theo phần trăm góc độ và dạng on/off.

Tín hiệu điều khiển dạng analog 4 – 20mA truyền đến bộ định vị van. Từ đó tạo ra các chu trình đóng mở của van.

Phân loại theo vật liệu

Thân van cầu được sản xuất từ các vật liệu như gang, inox, thép hoặc đồng. Mỗi một vật liệu đều có những ưu điểm riêng, phù hợp sử dụng với từng hệ thống, môi trường cụ thể.

Van cầu inox điều khiển khí nén

Dòng này có thân van cầu được làm từ chất liệu inox SUS304 SUS316. Đặc tính chống ăn mòn rất tốt, chịu nhiệt độ cao, áp lực cao. Chúng thường được sử dụng trong các hệ thống có dòng chảy lưu chất ăn mòn như hóa chất, dầu, gas…

Tuy nhiên giá thành của dòng van này cũng không hề rẻ. Vì vậy bạn nên cân nhắc cũng như tìm hiểu chi tiết về hệ thống sử dụng. Từ đó lựa chọn van cho phù hợp.

Van cầu thép điều khiển khí nén

Là dòng van cầu khí nén có thân van được làm từ vật liệu thép đúc. Chuyên dùng cho các hệ thống áp lực cao, nhiệt độ cao. Van có độ bền tuổi thọ cao, được ứng dụng phổ biến trong các lò hơi, nhà máy nhiệt điện, khí nóng.

Van cầu gang điều khiển khí nén

Đặc tính của gang ở mức trung bình cả về nhiệt độ lẫn áp suất. Khả năng chống chịu ăn mòn cũng không được đánh giá cao. Tuy nhiên giá thành của van cầu gang tương đối rẻ nên được lựa chọn sử dụng cho các hệ thống, môi trường không yêu cầu cao.

Ngày nay van cầu gang đóng mở bằng khí nén được sản xuất đa dạng về kích cỡ. Tiêu chuẩn kết nối dạng ANSI, JIS hoặc DIN giúp chúng ta có nhiều sự lựa chọn khi thay thế, lắp mới.

Van cầu đồng điều khiển khí nén

Với thân van được làm từ vật liệu đồng thau đúc nguyên khối. Khả năng chịu áp lực max 16 kg/cm2 cùng nhiệt độ 100 độ C. Van cầu đồng được ứng dụng trong các hệ thống đường ống dẫn nước nóng, hệ điều hòa công nghiệp, lò sấy…

Kích thước của van cầu đồng bị hạn chế chỉ từ DN15 – DN50 với dạng kết nối chính kiểu ren trong. Một số yêu cầu đặc biệt được sản xuất nối bích.

Phân loại theo kiểu kết nối

Van cầu truyền động khí nén có 2 kiểu lắp đặt chính là lắp ren và lắp bích.

Kết nối ren

Van được sản xuất dạng nối ren trong, với các kích cỡ dn15 dn20 dn25 dn32 dn40 dn50. Nối ren chuẩn NPT giúp chúng ta dễ dàng thi công lắp đặt cũng như bảo dưỡng thay thế khi có sự cố. Kiểu kết nối này được dùng trong các đường ống kích thước bé, gọn nhẹ, dễ di chuyển.

Kết nối bích

Loại này thân van được đúc 2 mặt bích liền với các tiêu chuẩn JIS, BS, DIN, ANSI. Kết nối này tạo độ chắc chắn, thường dùng cho các đường ống kích cỡ lớn từ DN50 trở lên. Việc lắp van cầu mặt bích đóng mở khí nén cũng khá đơn giản. Chúng ta chỉ cần dùng bulong xuyên qua lỗ và xiết chặt lại để đảm bảo độ kín.

Bên cạnh đó giá thành van cầu mặt bích cũng đắt hơn van cầu ren tương đối. Vì vật bạn cần lưu ý khi lựa chọn nhé.

Thông số kỹ thuật

– Kích thước : DN15 – DN400

– Thân van  : Gang, inox, thép

– Đĩa trục : Inox 304, 316

– Vật liệu làm kín : gioăng cao su EPDM, Teflon, PTFE

– Nhiệt độ : Max 200 độ C

– Kiểu kết nối : Lắp ren, lắp bích BS, JIS, DIN, ANSI

– Áp suất : PN10 – PN40

– Môi trường : Các loại chất lỏng, hóa chất, khí, hơi…

– Xuất xứ : Hàn Quốc, Đài Loan, Châu Âu

– Bảo hành 12 tháng

– Tình trạng hàng có sẵn

Ưu và nhược điểm van cầu khí nén

Bất kỳ một dòng van nào cũng có những ưu nhược điểm riêng. Và dòng van cầu điều khiển khí nén cũng không ngoại lệ. Bạn cần nắm bắt những ưu và nhược điểm của van này để đưa ra những lựa chọn phù hợp

Ưu điểm

Van cầu điều khiển bằng khí nén có những ưu điểm nổi bật như:

+ Thay thế cho việc hành thủ công của con người, tiết kiệm công sức, chi phí.

+ Đóng ngắt dòng khí nén qua van rất tốt, chính xác cũng như nhanh chóng.

+ Thiết kế van đơn giản, có đa dạng kích cỡ nên rất dễ sử dụng và lắp đặt tại các vị trí khác nhau.

+ Thiết kế van đơn giản, có đa dạng kích cỡ nên rất dễ sử dụng và lắp đặt tại các vị trí khác nhau.

+ Vận hành với thời gian đóng mở ngắn.

+ Có thể đồng bộ hệ thống điều khiển tự động trong công nghiệp.

+ Độ bền cao, ít khả năng hư hỏng nên tuổi thọ van có thể kéo dài.

+ Do thiết kế đĩa van không được gắn vào thân van nên trong một số trường hợp có thể hoạt động như van 1 chiều dừng khí nén.

+ Van hoạt động đóng mở bằng khí nén nên đảm bảo độ an toàn cho người vận hành.

Nhược điểm

Không phải van cầu khí nén hoàn hảo khi có nhiều ưu điểm bởi nó vẫn có những nhược điểm mà trong 1 số công việc, hệ thống nó không thích hợp để sử dụng như:

+ Van cầu cần tác động lực lớn hơn để chuyển động.

+ Giá thành cao hơn so với một số loại van bướm, van bi cùng phân khúc.

+ Màng của bộ phận truyền động khí nén không chịu được áp suất lớn, nên dễ bị hỏng.

+ Áp suất của dòng lưu chất đi qua van sẽ bị giảm đi. So sánh với van cổng thì van cầu có độ thất thoát và giảm áp lớn hơn.

+ Một số bộ phận của van dễ bị ăn mòn hoặc rỉ sét do sự tác động liên tục của dòng lưu chất, ví dụ như: đĩa, gioăng phớt.

* Xem thêm : van cầu điều khiển bằng điện