Tìm hiểu về cấu tạo van điện từ

Cấu tạo van điện từ là lý do vì sao có van hoạt động bền bỉ nhiều năm, nhưng cũng có van nhanh kẹt, rò rỉ chỉ sau thời gian ngắn sử dụng? Câu trả lời nằm ở đâu, để hiểu rõ hơn, mời các bạn cùng tham khảo bài viết dưới đây!

1. Tại sao cần biết cấu tạo van điện từ

Van điện từ là thiết bị điều khiển dòng chảy bằng điện từ, nghe có vẻ đơn giản, nhưng bên trong lại là sự kết hợp tinh tế giữa điện và cơ khí. Khi tìm hiểu cấu tạo van điện từ, bạn đang giải mã cơ chế giúp van mở/đóng chính xác chỉ trong tích tắc. Với người làm hệ thống đường ống, biết cấu tạo của van điện từ không phải “cho vui”, mà là nền tảng để chọn đúng, lắp đúng và xử lý sự cố đúng.

Hiểu cấu tạo van điện từ giúp người vận hành:

• Nắm nguyên lý hoạt động từ bên trong, thay vì chỉ nhìn van như thiết bị bật/tắt
• Chẩn đoán lỗi theo bộ phận cấu tạo, phân biệt lỗi điện hay lỗi cơ khí
• Chọn van theo đúng thiết kế cấu tạo phù hợp môi chất, áp suất và điều kiện hệ thống
• Lắp đặt tối ưu dựa trên cấu tạo của van điện từ, giảm rung ồn và hạn chế cặn bẩn gây kẹt0
• Chủ động bảo trì theo thiết kế cấu tạo, giúp tăng độ bền và giảm chi phí thay thế

2. Chi tiết về cấu tạo van điện từ

Biết được chi tiết cấu tạo van điện từ trong các môi trường khác nhau giúp chọn đúng vật liệu và kiểu van phù hợp với áp lực, nhiệt độ và tính chất môi chất.

2.1 Cấu tạo van điện từ nước

Cấu tạo van điện từ nước thường ưu tiên độ kín cao và khả năng chống cặn bẩn, vì nước có thể chứa tạp chất hoặc làm việc trong điều kiện áp suất thấp. Một van điện từ nước điển hình gồm các bộ phận sau:

• Thân van:Là phần vỏ có tác dụng chịu lực, liên kết các bộ phận và kết nối với ống nước, thân thường làm từ đồng hoặc inox để chống ăn mòn và chịu áp tốt
• Cuộn coil: Khi có dòng điện chạy qua, coil tạo ra từ trường, kéo theo chuyển động của lõi van
• Piston hoặc màng van: Piston có dạng ty trượt thẳng theo trục, đóng mở bằng chuyển động lên/xuống mạnh mẽ và dứt khoát. Màng van lại có hình đĩa tròn, hoạt động theo cơ chế ép kín nhấc mở trên ghếvan, mềm dẻo hơn nên kín tốt ở áp thấp và giảm rung ồn hiệu quả.
• Lò xo (nếu có): Giữ van ở trạng thái mặc định khi mất điện, giúp van đóng lại an toàn và ổn định hơn trong vận hành

2.2 Cấu tạo van điện từ thủy lực

Trong môi trường thủy lực, cấu tạo van điện từ không chỉ đóng mở mà còn phải chịu áp lực lớn, phản hồi nhanh và bền với dầu. Những bộ phận chính trong cấu tạo van điện từ thủy lực gồm:

• Thân: Thường làm từ thép, gang hoặc hợp kim chịu áp cao, là khoang chứa và phân phối dòng dầu giữa các cửa van trong hệ thống
• Cuộn coil van điện từ: Tạo từ trường khi cấp điện, cung cấp lực hút lõi từ để kích hoạt cơ cấu điều khiển dòng dầu
• Spool hoặc piston thủy lực: Spool là lõi trượt điều hướng dòng giữa các cửa, còn piston có ty trượt thẳng theo trục, đóng mở nhanh và mạnh, phù hợp áp lực dầu lớn
• Gioăng và seal: Thường dùng vật liệu chịu dầu như PU, PTFE hoặc tổ hợp chống mài mòn để đảm bảo kín trong điều kiện áp đột ngột và rung động
• Lò xo: Giữ spool hoặc piston về trạng thái mặc định khi mất điện, giúp van ổn định và an toàn hơn trong vận hành

2.3 Cấu tạo của van điện từ hơi nóng

Với môi chất hơi nóng, cấu tạo van điện từ cần tối ưu khoang dòng lớn hơn và vật liệu chịu nhiệt tốt, vì hơi sinh áp nhanh, nhiệt cao và dễ gây giãn nở, rung ồn nếu thiết kế không phù hợp.

Các bộ phận quan trọng trong cấu tạo van điện từ hơi nóng gồm:

• Thân van: Bằng đồng chịu nhiệt hoặc inox, thiết kế khoang dòng rộng hơn để hơi lưu thông ổn định, hạn chế sốc áp và giảm rung ồn
• Cuộn hút: Chịu nhiệt môi trường cao, thường có lớp cách điện và bảo vệ tốt hơn để tránh quá nhiệt khi làm việc gần nguồn hơi nóng
• Lõi van (piston): Dạng ty trượt thẳng theo trục, gia công đặc biệt để chịu lực hơi lớn và đóng mở nhanh trong điều kiện nhiệt cao
• Màng hoặc đệm chặn nhiệt (nếu có): Trong một số thiết kế gián tiếp, màng là đĩa cao su chịu nhiệt hoặc tổ hợp, giúp ép kín bệ van khi chặn hơi
• Gioăng: Thường dùng vật liệu chịu nhiệt cao như Viton, PTFE hoặc tổ hợp để chống lão hóa nhanh do nhiệt và áp hơi
• Lò xo hồi: Đảm bảo cơ cấu trở về trạng thái đóng khi ngắt coil, giữ van ổn định và tránh rò hơi khi mất điện

2.4 Cấu tạo của van điện từ khí nén

Đối với hệ thống khí nén, cấu tạo của van điện từ được thiết kế để phản hồi cực nhanh, đóng mở dứt khoát và chịu được áp suất khí nén liên tục. Vì môi chất là khí nén, cơ cấu bên trong thường tối ưu cho điều hướng dòng, xả áp và hạn chế ma sát để đảm bảo độ nhạy và độ bền cao của van điện từ khí nén:

• Thân van: làm từ nhôm, đồng hoặc hợp kim nhẹ, đóng vai trò là khoang chia và dẫn khí giữa các cửa van. Thiết kế nhỏ gọn nhưng chắc để chịu áp và tản nhiệt tốt
• Cuộn điện từ: tạo từ trường khi cấp điện, là nguồn lực kích hoạt lõi điều khiển bên trong van. Coil khí nén thường có lực hút mạnh, thời gian đáp ứng nhanh
• Pistol: Trong các van điều hướng 3/2, 5/2 hoặc 5/3, pistol là lõi trượt ngang trong thân, chuyển trạng thái phân phối khí giữa các cửa như P-A-B-T một cách chính xác
• Seal: Làm từ cao su NBR hoặc Viton, giúp làm kín các khoang khí, giảm mài mòn và dễ thay thế khi bị hỏng
• Lò xo: Giữ lõi về trạng thái mặc định khi ngắt điện, đảm bảo van không bị kẹt giữa trạng thái và đóng lại an toàn khi mất nguồn

3. Cấu tạo van điện từ ảnh hưởng thế nào đến khả năng vận hành

Khi nhìn sâu vào cấu tạo van điện từ nước, có thể thấy tuổi thọ van phụ thuộc lớn vào độ kín của piston/màng và khả năng chống cặn trong khoang dòng. Van có cấu tạo đơn giản, ít chi tiết chuyển động thường bền hơn trong môi trường nước sạch, áp thấp

Ngược lại, với cấu tạo van điện từ thủy lực, độ bền lại phụ thuộc vào độ chính xác gia công pistol, chất lượng seal và khả năng chịu áp của thân van. Chỉ cần sai lệch nhỏ trong cấu tạo cũng có thể gây kẹt pistol, rò dầu hoặc giảm hiệu suất toàn hệ thống

4. Những lỗi thường gặp bắt nguồn từ cấu tạo van điện từ

Phần lớn sự cố của van điện từ không xuất phát từ điện áp, mà đến từ việc không hiểu hoặc chọn sai cấu tạo của van điện từ so với môi trường làm việc

Với cấu tạo van điện từ nước, các lỗi phổ biến gồm:

• Màng van bị kẹt do cặn bẩn, rỉ sét trong đường ống
• Gioăng nhanh lão hóa vì dùng sai vật liệu với nước nóng hoặc hóa chất nhẹ
• Piston bị mòn lệch do áp suất thực tế cao hơn thiết kế

Trong khi đó, cấu tạo van điện từ thủy lực thường gặp các sự cố:

• Kẹt pistol do dầu bẩn hoặc mạt kim loại
• Rò dầu ở seal do áp suất xung đột ngột hoặc rung mạnh
• Lò xo hồi yếu khiến van không trở về trạng thái ban đầu khi ngắt điện

5. Kết luận