Van điều khiển khí nén | Đơn – Kép | Kỹ sư tư vấn

Van điều khiển khí nén hay còn được gọi là van điều khiển bằng khí nén, là dòng van sử dụng phương thức hoạt động tự động hóa bằng khí nén giúp vận hành trơn chu mà không cần người điều khiển trực tiếp, vận hành van theo cách này sẽ giúp đơn vị sử dụng giảm được chi phí vận hành

1. Van điều khiển khí nén là gì

Van điều khiển khí nén có tên trong tiếng anh là Pneumatic control valve, một trong những bộ van điều khiển tự động để đóng mở hoặc điều tiết dòng chảy bằng hệ thống điều khiển tự động, phần thân và cánh van giống các van thông thường, chỉ khác có bộ điều khiển tự động bằng khí nén thay vì vận hành bằng cơ học

2. Cấu tạo của van điều khiển khí nén

Van điều khiển bằng khí nén có cấu tạo được chia làm 3 phần là chính: Thân van, bộ điều khiển bằng khí nén và các bộ phận khác kèm theo

2.1 Thân van điều khiển khí nén

Thân van có thể là nhiều loại van khác nhau được lựa chọn phụ thuộc đặc điểm của lưu chất đường ống và dựa vào chức năng hoạt động của thân van trong đường ống, thông thường có các loại van như van bi, van bướm, van cầu…

2.2 Bộ truyền động khí nén

Bộ điều khiển khí nén với 2 loại chính là tác động đơn và tác động kép

• Tác động đơn: Có 1 buồng khí nén và lò xo kèm theo
• Tác động kép: Có 2 buồng khí nén cho cả quá trình mở và đóng van

2.3 Phụ kiện kèm theo

Có rất nhiều phụ kiện kèm theo van điều khiển bằng khí nén để giúp cho van trở nên tự động hóa tốt hơn, vận hành ổn định và bền hơn theo thời gian cũng như giúp người vận hành hệ thống điều khiển tốt hơn như:

• Bộ công tắc giới hạn( ON/OFF): Cho phép người vận hành biết được trạng thái van đang đóng hay mở, thường hiển thị bằng các núm hiển thị định vị trên đầu bộ điều khiển tự động

• Van điện từ chia khí: Với chức năng phân chia 1 nguồn khí cấp thành 2 nguồn riêng cung cấp cho cả bên đóng và mở, giúp tiết kiệm được thời gian vận hành và nguồn khí cung cấp.

• Bộ đinh vị điều tiết khí nén: Dùng trong van điều khiển khí nén tuyến tính, nhận tín hiệu điều khiển 4-20mA để xác định vị trí hiện tại của van. Người vận hành van điều khiển khí nén sẽ thiết lập tín hiệu điều khiển và điều chỉnh lượng khí nén để mở van theo góc mong muốn

3. Nguyên lý hoạt động các loại van khí nén

Nguyên lý hoạt động của van điều khiển khí nén phụ thuộc nhiều vào chủng loại thân van. Bởi, các chủng loại thân van khác nhau có kiểu đóng mở đĩa van khác nhau, từ đó phải chọn bộ điều khiển khí nén có nguyên lý hoạt động phù hợp

3.1 Các loại khí nén tác động đơn, chuyển động tịnh tiến

Các loại van khí nén tác động đơn tịnh tiến là những van có đĩa van đóng mở bằng cách di chuyển tịnh tiến lên xuống, phổ biến ứng dụng trên các van cầu. Bộ điều khiển khí nén với bộ lò xo ở bên trong sẽ cho phép van luôn ở trạng thái đóng hoặc trạng thái mở, khi có khí nén cấp vào – áp lực khí nén sẽ thắng lực đẩy của lò xo làm chuyển đổi trạng thái của van từ đóng sang mở, hoặc ngược lại, hoặc ở mức điều tiết

3.2 Các loại van khí nén tác động đơn, chuyển động xoay

Các loại khí nén tác động đơn thường ứng dụng cho các van đóng mở bằng cách xoay trục van, điển hình là van bướm và van bi. Khí được cấp vào buồng trong và lực khí nén sẽ đẩy piston đi về phía 2 bên, từ đó làm xoay trục van nhờ các bánh răng. Khi ngừng cấp khí lực đàn hồi của lò xo sẽ đẩy piston về trạng thái ban đầu, từ đó van sẽ trở về trạng thái thiết lập ban đầu

Van điều khiển khí nén tác động đơn kiểu này sẽ có 2 trạng thái thiết lập dưới đây:

• Fail to close: Van tự động đóng khi ngừng cấp khí.
• Fail to open: Van tự động mở khi ngừng cấp khí.

 3.3 Các loại van điều khiển khí nén tác động kép

Các loại van khí nén tác động kép có lực tác động lên trục van hoàn toàn phụ thuộc vào việc cấp khí nén vào buồng khí nào để tạo chuyển động về hướng nào. Van được thiết lập đóng hoặc mở ở trạng thái thông thường

• Khí nén được cấp vào buồng trong: Lực khí nén đẩy piston chuyển động từ trong ra ngoài, các bánh răng giữa trục van và piston sẽ làm cho trục van xoay, đồng thời làm cánh van xoay cùng góc độ và vận tốc
• Khí nén được cấp vào buồng ngoài: Lực khí nén đẩy piston chuyển động từ ngoài vào trong, các bánh răng giữa trục van và piston làm cho trục van xoay, đồng thời làm cánh van xoay cùng góc độ và thực hiện chu trình ngược lại

4. Ưu điểm và nhược điểm

Van điều khiển khí nén có rất nhiều ưu điểm nổi bật khác nhau, đặc biệt là tốc độ vận hành và độ an toàn cao

4.1 Ưu điểm của van điều khiển khí nén

Giá thành thấp hơn so với bộ điều khiển điện cùng với các ưu điểm dưới đây là lợi thế của kiểu điều khiển bằng khí nén

• Van có kích thước van nhỏ, trọng lượng nhẹ, dễ vận chuyển và lắp đặt với chi phí thấp
• Có thể dễ dàng kiểm soát hoạt động, được lắp đặt ở nhiều vị trí mà người vận hành ko tiếp cận được.
• Thời gian đóng mở rất nhanh, chỉ từ 1 – 2 giây.
• Dễ dàng lắp đặt, sửa chữa khi gặp sự cố, bảo dưỡng đơn giản
• An toàn trong quá trình vận hành, lắp đặt

4.2 Nhược điểm của van điều khiển bằng khí nén

Giá thành cao hơn van vận hành bằng tay cùng với các nhược điểm dưới đây

• Cấu trúc van phức tạp, đòi hỏi kiến thức chuyên môn cao từ người vận hanh.
• Cần phải lắp thêm bộ định vị điều tiết khí nén đối với các loại van điều khiển khí nén tuyến tính.

5. Chủng loại van khí nén

Mặc dù trên thế giới và trong ngành van công nghiệp tự động nói chung, người ta kết hợp bộ điều khiển khí nén trong rất nhiều chủng loại van khác nhau. Tuy nhiên, thực tế các loại van khí nén phổ biến được sử dụng có thân van thông dụng như:  Van bi, van cổng, van cầu, van bướm,…

5.1 Van bướm điều khiển khí nén

Van điều khiển khí nén có thân van bướm được sử dụng rộng rãi và ứng dụng linh hoạt trong nhiều hệ thống khác nhau, van có nhược điểm là cánh van cản dòng chảy nên cần lưu ý trong tính toán

Thân van có thể làm bằng các vật liệu phổ biến như: Gang, inox, thép, nhựa. Vật liệu làm kín phù hợp với vật liệu thân van, nhiệt độ và áp suất của lưu chất

5.2 Van bi điều khiển khí nén

Van điều khiển khí nén thân là van bi có lợi điểm dòng chảy không bị giảm lưu lượng. Van kết nối với đường ống từ lắp bích, lắp ren… phù hợp với nhiều đường ống

Thân van được đúc từ nhiều vật liệu khác nhau như: Inox, thép, đồng hoặc nhựa

5.3 Van dao điều khiển khí nén

Van cổng dao điều khiển khí nén thường được áp dụng trong hệ thống lưu chất như bùn, nước, cát và các nhà máy sản xuất bột giấy, xi măng… với thân van xẻng cho phép cắt nhanh dòng lưu chất bằng đĩa van mỏng – cứng và đóng mở tốc độ nhanh theo tốc độ của bộ xi lanh khí nén

5.4 Van cầu điều khiển khí nén

Để van cầu có thể điều khiển bằng khí nén, cần sự đồng nhất giữa bộ điều khiển khí nén với trục van, cũng như cần thước định vị đo vị trí mở của van cầu, đồng thời có thể cần có bộ dẫn tín hiệu về phòng điều khiển

Thân van cầu điều khiển bằng khí nén có tốc độ đóng mở van cực nhanh, khả năng điều tiết dòng lưu chất cực kỳ chính xác, nên được sử dụng rộng rãi trong điều tiết nước hoặc hóa chất, hệ thống nồi hơi…

5.5 Van Y xiên điều khiển khí nén 

Là một trong những chủng loại van điều khiển khí nén, van y xiên điều khiển bằng khí nén có cấu trúc nguyên bộ cả thân van và bộ điều khiển, thân y xiên được sử dụng phồ biến trên các hệ thống đường ống công nghiệp hiện hiện nay.

5.6 Van vi sinh điều khiển khí nén

Thân van vi sinh là dòng van với vật liệu đặc biệt, được sử dụng riêng cho các hệ thống dẫn lưu chất như nước uống, thực phẩm và đồ ăn dạng lỏng,… sử dụng ống vi sinh. Bộ điều khiển khí nén cũng ứng dụng nhiều để lắp trên các hệ thống van này

6. Vật liệu thân van điều khiển khí nén

Van điều khiển khí nén được sử dụng trong nhiều môi trường và phục vụ với nhiều mục đích khác nhau, thân van làm từ nhiều loại vật liệu khác nhau phù hợp với đặc tính lưu chất

6.1 Van điều khiển khí nén nhựa

Dòng van điều khiển bằng khí nén thân nhựa phù hợp với phương pháp điều khiển này bởi van nhựa thường dùng trong các môi trường lưu chất có hóa chất, nơi việc vận hành sẽ gặp nhiều bất lợi cho người khai thác nếu vận hành bằng tay

6.2 Van điều khiển khí nén thân đồng

Van điều khiển khí nén thân đồng sử dụng khá ít, chủ yếu dùng với chủng loại van bi đồng kết nối bằng ren. Đồng có tính dẻo nên hạn chế trong nối bích cũng như khả năng chịu nhiệt từ lưu chất và từ môi trường, van chủ yếu dùng trong các hệ thống nước sạch cần điều tiết và đóng mở tự động

6.3 Van điều khiển khí nén thân gang

Van điều khiển bằng khí nén thân làm từ vật liệu gang, với lớp phủ sơn Epoxy bên ngoài giúp van chống thấm và chống bám bụi khi lắp đặt ở môi trường ngoài trời, van được sử dụng nhiều trong các hệ thống nước cấp và nước thải

6.4 Van điều khiển khí nén thân thép

Van có nhược điểm là trọng lượng nặng hơn van thân gang, nhưng có khả năng chịu nhiệt và chịu áp lực tốt hơn vật liệu gang. Ngoài ra van thân thép cũng cho khả năng chịu va đập tốt, chịu được mài mòn, độ bền sử dụng lâu dài.

6.5 Van điều khiển khí nén inox

Van có giá thành cao hơn so với vật liệu thân gang, thép hoặc nhựa. Song đáp ứng được nhiều yêu cầu kỹ thuật khác nhau về nhiệt độ, áp suất cũng như độ bền

7. Thương hiệu van điều khiển điện khí nén phổ biến

Các loại van khí nén là những sản phẩm tự động hóa có độ chính xác rất cao và giá trị sử dụng lớn cho các hệ thống tự động hóa. Nhiều nhà sản xuất nổi tiếng thế giới, đến từ các nước công nghiệp khác nhau đã và đang cung cấp tại Việt Nam

7.1 Van điều khiển khí nén KST

Thuộc phân khúc van có xuất xứ từ Hàn Quốc, bộ van điều khiển bằng khí nén của KST đang mang lại sự lan tỏa lớn trong ngành van công nghiệp tự động đặc biệt là giá thành thuộc nhóm cạnh tranh nhất

7.2 Van điều khiển khí nén Kosaplus

Cùng nhập khẩu từ Hàn Quốc, van điều khiển bằng khí nén mang thương hiệu Kosaplus đã thâm nhập vào Việt Nam sớm hơn và được lắp đặt ở nhiều hệ thống khác nhau trong nhiều khu công nghiệp trong cả nước

7.3 Van điều khiển khí nén Haitima

Nhập khẩu từ Đài Loan, các bộ điều khiển Haitima được sử dụng nhiều trong các trường hợp chủ đầu tư không đòi hỏi cao về chất lượng. Van điều khiển bằng khí nén này có giá tốt, giúp cho chủ dự án giảm bớt được ngân sách đầu tư ban đầu

7.4 Nhiều nhãn hiệu van khí nén khác

Dưới đây là nhiều bộ van điều khiển khí nén được giới thiệu theo xuất xứ của nước công nghiệp sản xuất

• Nhật Bản: Kitz, Toyo, Tozen, Tomoe
• Hàn Quốc: Automa, Aloha
• Đài Loan: Emico, Jaki
• Châu Âu: Zetkama, Bray, Ebro, Belimo, Nutork, Noah, Itork

8. Kho van điều khiển khí nén

Cùng với định hướng phát triển cùng ngành van công nghiệp tự động, và liên tục cập nhật cùng xu thế phát triển của đất nước. Công ty nhập khẩu và tồn kho sẵn 2 đầu trung tâm kinh tế của cả nước, nên kho van điều khiển bằng khí nén luôn sẵn nhiều kích cỡ van và các bộ điều khiển khí nén tương ứng

9. Bảo hành van điều khiển khí nén

Bảo hành thân van và bộ điều khiển khí nén trong thời gian 12 tháng, đổi hàng miễn phí nếu lỗi phát sinh là do chất lượng của van điều khiển khí nén. Công ty lưu ý khách hàng không nên sử dụng quá giới hạn về nhiệt độ và áp suất của thân van, đồng thời đảm bảo khí nén có áp lực từ 3 ~ 8bar để đủ tạo ra lực đủ lớn để vận hành thân van theo khuyến cáo của nhà sản xuất

10. Vận hành thử trước bàn giao

Công ty chúng tôi luôn nỗ lực cố gắng hoàn thiện các quy trình bán hàng và vận hành thử trước khi bàn giao là một trong những qui định đó. Giúp khách hàng yên tâm trong suốt quá trình mua và khi đưa van điều khiển khí nén vào sử dụng