Solenoid valve là gì | Hiểu ngay khi đọc

Solenoid valve là gì. Vâng, đây là từ tiếng Anh chuyên ngành và có tên tiếng Việt là VAN ĐIỆN TỪ. Bạn sẽ hiểu ngay được ngữ nghĩa, khái niệm của cụm từ này và hiểu chi tiết, cặn kẽ khi đọc hết nội dung bài viết

1. Solenoid valve là gì

Hiểu rõ cụm từ tiếng Anh Solenoid Valve là gì.

• Solenoid: Tức là ống từ trường, tức chỉ cuộn coil trong van sinh ra từ
• Valve: Tên tiếng Việt là van, là một thiết bị có các chức năng là đóng – mở – điều tiết

Như vậy Solenoid valve chính là van điện từ và đây là chủng loại van chỉ có chức năng đóng mở dòng lưu chất, không có chức năng điều tiết

2. Hình dáng và màu sắc các loại solenoid valve 

Van có nhiều hình dáng và màu sắc khác nhau, phụ thuộc vào nhiều yếu tố như vật liệu, kiểu kết nối, dòng lưu chất (solenoid valve dùng cho nước khác hình dáng với loại dùng cho hơi nóng ). Ngoài ra hình dạng của van còn phụ thuộc vào kích thước, qui cách sản xuất của mỗi thương hiệu, cũng như cách thức kết nối.

2.1 Hình dáng các loại solenoid valve 

Solenoid valve thường có hình dạng phụ thuộc vào 2 yếu tố chính: Với kiểu kết nối mặt bích – Mặt bích đúc liền với thân van và cùng loại vật liệu chế tạo, thường là inox, gang hoặc đồng. Cuộn coil được các nhà sản xuất chế tạo có dạng hình trụ tròn hoặc kiểu hình hộp vuông

Thực tế thân solenoid valve kiểu tác động gián tiếp thường có hình dáng béo ở giữa, khác so với thân van kiểu tác đông trực tiếp.

2.2 Màu sắc của solenoid valve 

Thân van có màu sắc phụ thuộc vào vật liệu chế thân van ( Inox – màu trắng đục, đồng – màu vàng, gang – màu xám hoặc sơn màu xanh chống gỉ, nhựa – thường có màu nâu). Màu sắc phổ biến của cuộn coil là màu đen

3. Cấu tạo của Solenoid valve 

Với hầu hết các solenoid valve đang sử dụng tại Việt Nam, cũng như trên thế giới, van thường được chia làm 2 phần cơ bản là thân van và phần điện từ (cuộn hút).

3.1 Solenoid valve body

Riêng phần thân van sẽ có loại 2 cửa và loại 3 cửa, với kiểu kết nối mặt bích thì bích được đúc gắn liền với thân. Tùy theo nhà sản xuất mà van có thể có thêm các bộ phận khác,

Thân được trong hình minh họa (loại phổ biến) là thân van có 2 cửa và kết nối kiểu ren. Liên quan đến thân van sẽ bao gồm các bộ phận sau, được viết bằng tiếng Anh

• Solenoid valve body: Thân van
• Solenoid valve in gate: Cửa vào của van được đồng bộ chung 1 kiểu kết nối (hoặc là ren, hoặc là kết nối mặt bích)
• Solenoid valve out gate: Lưu chất (Nước, dầu, khí gas hoặc hơi nóng), sau khi đi vào van sẽ đi ra bằng cửa ra này
• Solenoid valve cap: Thường là vỏ nhựa cao cấp, có tính năng chống thấm và cách nhiệt. Nắp có name plate ở trên cùng và lỗ luồn dây điện
• Solenoid valve spring: Lò xo có tác dung đẩy trục van luôn ở trạng thái đóng hoặc, giữ van ở trạng thái mở với trường hợp lò xo nằm ở phía ngược lại
• Solenoid valve pluger: Đĩa van có dạng trục tròn, có tác dung đóng kín hoặc mở khe dẫn
• Solenoid valve seal: Màng có chức năng làm kín khi đóng van

3.2 Solenoid valve coil

Cuộn coil thường có 2 loại cơ bản: Loại quấn bằng nhiều vòng dây và loại được đúc theo hình dạng có sẵn với lỗ rỗng bên trong. Cuộn coil thường được sơn phủ bằng lớp sơn epoxy để cách nhiệt và cách ẩm và được kết nối với nguồn điện thông qua dây nguồn

4. Nguyên lý hoạt động của solenoid valve 

Các loại solenoid valve đều hoạt động dựa vào nguyên lý đóng mở bằng lực hút từ trường sinh ra từ cuộn coil, lực hút này lớn hơn lực đẩy của lò xo và mở hoặc đóng van. Với mỗi kiểu đóng mở van khác nhau thì van sẽ chuyển trạng thái khác nhau

Chúng ta sẽ hiểu rõ chi tiết nguyên lý cho từng kiểu đóng mở ở mục số 5

5. Kiểu đóng mở của solenoid valve là gì

Kiểu đóng mở của solenoid valve thường được kí hiệu trên bảng thông số kỹ thuật của van và thường được kí hiệu là NC hoặc NO. Van thông thường sẽ là chủng loại NC, vì vậy nhiều nhãn hiệu không ghi NC như một qui định trong ngành

5.1 Normal closed solenoid valve 

Tên tiếng Anh ” Normal Closed solenoid valve”, được viết tắt là ” NC “, chính là van điện từ thường đóng. Van kiểu thường đóng là loại van thông dụng không chỉ riêng solenoid valve mà còn đối với các loại van cơ thông thường khác nói chung. Trạng thái thường đóng – thường khóa, tức là thời gian van ở trạng thái đóng nhiều hơn rất nhiều so với thời gian van ở trạng thái mở.

Trạng thái thường đóng có nghĩa là khi ở trạng thái bình thường không có nguồn điện cấp vào, van ở trạng thái đóng, do trục van được đóng kín với ghế van, bởi lực tác dụng của lò xo, đẩy piston (trục van). Khi được cấp nguồn điện thì dòng điện chạy qua cuộn dây điện từ, sinh ra từ trường, tạo thành lực hút trục piston, kéo trục lên và khe hở van được mở ra.

4.2 Normal open solenoid Valve

Tên tiếng Anh ” Normal Open solenoid valve “, được viết tắt là ” NO ” chính là van điện từ thường mở. Ngược lại với van thường đóng, van thường mở khi ở trạng thái bình thường không cấp nguồn điện vào, van ở trạng thái mở, do trục van được đẩy ra tách khỏi ghế van, bởi lực tác dụng của lò xo. Khi được cấp nguồn điện thì nguồn điện chạy qua cuộn dây điện từ, sinh ra từ trường, tạo thành lục tác dụng lên trục piston, đẩy trục xuống ghế van làm van đóng lại.

Kiểu solenoid valve thường mở rất hiếm trên thị trường do nhu cầu sử dụng rất ít, chỉ trường hợp bất bắt buộc mới thiết kế hệ thống kiểu thường mở này. Hiện nay, tại Việt Nam hãng van điện từ ODE là nhãn hiệu van có đa dạng kích thước kiểu thường mở bậc nhất

6. Kiểu tác động của solenoid valve là gì

Kiểu tác động của solenoid valve tức là nguồn điện sinh ra từ trường, từ trường hút trục và trục này sẽ tác động trực tiếp hay gián tiếp lên màng van để mở hoặc đóng dòng chảy, đó chính là kiểu tác động của solenoid valve

6.1 Indirect solenoid valve là gì

Tên tiếng Anh “Indirect solenoid valve” có nghĩa là van tác động gián tiếp. Van có màng ngăn cao su, được dùng để ngăn cách đầu ra và đầu vào, trên màng ngăng có lỗ nhỏ để môi chất có thể chảy vào khoang trên. Áp lực của lò xo tạo ra đủ lớn để đảm bảo van luôn ở trạng thái đóng, buồng trên màng được nối với nhau bằng một kênh nhỏ đến cổng áp suất thấp.

Indirect solenoid valve sử dụng áp lực chênh lệch của môi chất trên các cổng van để mở và đóng. Thông thường các van này cần chênh lệch áp suất tối thiểu khoảng 0,5 bar.

Do sự chênh lệch áp suất trên cả hai mặt của màng, màng sẽ được mở ra và môi chất có thể chảy từ cổng vào đến cổng ra. Buồng áp lực phụ ở trên màng hoạt động như một bộ  khuếch đại, vì vậy với một cuộn dây nhỏ vẫn có thể điều khiển tốc độ dòng chảy lớn. Kiểu Indirect solenoid valve chỉ có thể được sử dụng cho dòng chảy theo một chiều cố định

6.2 Direct solenoid valve là gì

Tên tiếng Anh “Direct solenoid valve” có nghĩa là van tác động trực tiếp, hoặc bán trực tiếp. Van bán trực tiếp trông giống như các van gián tiếp và cũng có một màng di chuyển với một lỗ nhỏ và áp lực phòng trên cả hai mặt. Sự khác biệt là piston và cuộn dây được kết nối trực tiếp với màng, điều này cho phép van làm việc mà không cần có sự chênh áp

Khi piston được nâng lên sẽ trực tiếp nâng màng lên để mở van. Đồng thời, lỗ oriffice có đường kính lớn hơn lỗ nhỏ trong màng và dòng chảy được lưu thông

7. Solenoid valve material

Ngày nay, với sự tiến bộ của khoa học công nghệ vật liệu, các loại solenoid valve được chế tạo bằng hầu hết các loại vật liệu thông dụng như đối với các loại van thông dụng khác, dưới đây chúng tôi sơ lược về tên tiếng Anh của các loại solenoid valve theo vật liệu và trường hợp sử dụng phổ biến

• Brass solenoid valve: Van có thân đúc từ vật liệu đồng, là loại vật liệu phổ biến nhất mà hầu hết các hãng sản xuất đều sử dụng. Van dùng cho nhiều môi trường khác nhau, phổ biến là môi trường nước, khí nén, hơi.
• Stainless steel solenoid valve: Thân van đúc từ inox, van thường được sử dụng cho môi trường có tính đặc trưng, như sử dụng cho hệ thống cấp nước sạch, nước có thành phần hóa chất hoặc hóa chất
• Plastic (PVC or PA66) solenoid valve: Là loại van thân nhựa, dùng chủ yếu trong các trường hợp van cần phải có khả năng chịu ăn mòn cao. Ví dụ: Nước thải có hóa chất, hệ thống hóa chất

8. Sonenoid valve connection type

Kiểu kết nối của solenoid valve là gì, đây cũng là chủ đề quan trọng khi nói về dòng van này. Mặc dù phần lớn van được kết nối bằng ren, nhưng trong một vài trường hợp kiểu kết nối mặt bích vẫn là cần thiết

• Thread type solenoid valve, là tên tiếng Anh cho van kết nối kiểu ren: Van có kiểu kết nối ren rất phổ biến, thường lắp trên các đường ống kích cỡ nhỏ (thường đến DN50)
• Flange type solenoid valve, là tên tiếng Anh cho van kết nối kiểu mặt bích: Thường sử dụng với những đường ống cỡ lớn (thường từ DN65 trở lên), chủ yếu với van thân gang hoặc inox

Kiểu kết nối, được lựa chọn phụ thuộc vào áp suất và loại môi chất chảy trong đường ống

9. Sonenoid valve voltage

Trên thị trường hiện nay có 3 loại điện áp (solenoid valve voltage) khác nhau, cụ thể ở Việt Nam chúng ta mức độ sử dụng van chia theo điện áp là 220V ➩ 24V ➩ 12V➩ 110V

• Van điện từ 220V: Van sử dụng điện lưới quốc gia nên phổ biến nhất tại Việt Nam chúng ta. Tiện lợi cho việc sử dụng điện lưới, từ đó áp dụng được ở tất cả các vị trí mà không cần phải có thiết bị đổi điện
• Van điện từ 24V: Van sử dụng nguồn điện một chiều 24VDC nên có tính an toàn cao
• Van điện từ 12V:  Đây là dòng điện 1 chiều có điện áp nhỏ nên không phổ biến như loại 24V
• 110V solenoid valve: Ít được sử dụng trên thị trường Việt Nam, do khác với nguồn điện 220V của chúng ta. Khi sử dụng cần phải sử dụng thiết bị đổi điện từ 220V xuống 110V

10. Sonenoid valve origin and maker

Tại Việt Nam, các nhãn hiệu dưới đây được đánh giá là phổ biến và thuộc phân khúc được ưu chuộc về giá thành cũng như chất lượng của van

11. Ưu nhược điểm của solenoid valve là gì

Cùng sử dụng điện và điều khiển tự động, nhưng so với các loại van sử dụng động cơ là motor điện, solenoi valve có rất nhiều ưu điểm khác nhau, nổi bật nhất là khả năng đóng mở nhanh, có thể áp dụng trực tiếp nguồn điện quốc gia 220V, độ bền tốt và giá thành rẻ

11.1 Ưu điểm của solenoid valve là gì

Các loại solenoid valve có chung đặc điểm: Thời gian đóng mở, độ bền, độ ổn định, tiết kiệm năng lượng, kích thước nhỏ gọn

• Thời gian đóng mở rất nhanh  1-2s) nhanh hơn van sử dụng mô tơ bằng điện (18-20s trở lên)
• Van có độ bền cơ học khá cao – tuổi thọ dài
• Giá thành rẻ hơn nhiều so với kiểu động cơ điện cùng kích cỡ
• Ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực
• Dễ dàng lắp đặt do kích thước nhỏ gọn, thay thế và sữa chữa đơn giản
• Đa dạng về vật liệu (Đồng, inox hoặc nhựa) nên phù hợp với nhiều môi trường khác nhau
• Sử dụng được với nhiều loại điện áp khác nhau (220V, 110V, 24V, 12V) tiện lợi cho lựa chọn của người dùng
• Thời gian cấp nguồn điện rất ngắn, hiệu quả kinh tế cao

11.2 Nhược điểm của solenoid valve là gì

Bên cạnh vô số ưu điểm thì solenoid valve cũng có một vài nhược điểm sau

• Chỉ sử dụng chủ yếu với kích cỡ ống nhỏ
• Ít phù hợp với hệ thống có áp và nhiệt cao
• Thời gian đóng mở cần ngắn vì có thể làm nóng cuộn coil (thường ít xảy ra vì chủ yếu người dùng là thường đóng hoặc thường mở)

12. Ứng dụng của solenoid valve 

Ngày nay, công nghệ rất được ứng dụng rộng rãi cho rất nhiều lĩnh vực trong công nghiệp, cũng như trong dân dụng. Vì vậy các loại solenoid valve khác nhau, được sử dụng khá nhiều nơi, điển hình là sử dụng để tưới cây, tưới sân vườn, trong các máy giặt quần áo, hệ thống pha trộn chất lỏng, v.v..

12.1 Ứng dụng của solenoid valve trong cơ khí ô tô

Trong cơ khí ô tô solenoid valve được sử dụng nhiều trong hệ thống điều tiết nhiên liệu

• Sử dụng van trong hộp số tự động AT: Van được dùng để điều khiển các dòng thuỷ lực tác động đến cơ cấu ly hợp hoặc điều khiển để tạo nên các tỷ số truyền mong muốn
• Trong hệ thống kim phun nhiên liệu: Các ô tô hiện nay đều đều được sử dụng solenoid valve để đóng/mở đầu kim phun nhiên liệu vào buồng đốt, giúp tăng độ chính xác lượng nhiên liệu được phun.
• Ứng dụng trong hệ thống treo khí nén: Van có thể thay đổi áp suất khí nén trong các bóng khí để thay đổi độ cứng
• Ngoài ra van còn được sử dụng trong các hệ thống khác như hệ thống làm mát động cơ, hệ thống điều hòa, hệ thống bôi trơn

12.2 Ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp và chăm bón cây cảnh

Solenoid valve được ứng dụng phổ biến trong nông nghiệp tiến bộ và chăm bón cây cảnh

• Ứng dụng trong hệ thống phun tưới tự động cho thửa rộng lớn
• Trong các vườn cây có qui mô rộng, áp dụng tự động hóa trong việc phun tưới, solenoid valve thường dùng kết hợp với một số thiết bị khác để tạo nên hệ thống tưới nước tự động theo thời gian thiết lập ban đầu, phù hợp với từng loại cây riêng biệt

12.3 Ứng dụng trong giặt là công nghiệp

Trong giặt là công nghiệp, solenoid valve được sử dụng để đóng mở hệ thống cấp nước cho máy giặt, cũng như đóng mở các đường ống dẫn nước tẩy vải, nước xả vải, nước làm mềm quần áo, nước tạo hương thơm tự nhiên,…

12.4 Ứng dụng trong công nghiệp pha cà phê

Solenoid valve cũng được ứng dụng rất phổ biến trong các máy pha cà phê công nghiệp, đặc biệt là trong các máy cà phê của các hệ thống bán hàng. Van được ứng dụng bởi đặc tính đóng ngắt nhanh nên lượng nguyên liệu pha chế sẽ rất chính xác

13. Lỗi thường gặp khi sử dụng solenoid valve 

Với nhiều năm kinh nghiệm trong việc thiết kế, lắp đặt, sửa chữa cũng như cung cấp solenoid valve, đội ngũ kỹ sư của chúng tôi đã thống kê “5 lỗi thường gặp” dưới đây và đều là các lỗi cơ bản và thông dụng

• Van không hoạt động
• Van không đóng kín hoàn toàn, ở trạng thái đóng vẫn có lưu chất rò rỉ phía cửa ra
• Rò rỉ nước ra bên ngoài, tại mối nối van với ống
• Tiếng ồn lớn, khi van thực hiện hoạt động đóng mở