Van bi điều khiển khí nén

Trong công nghiệp hay trong đời sống hằng ngày, chúng ta vẫn được nghe nhắc đến van bi điều khiển khí nén. Cấu tạo van ra sao, nguyên lý hoạt động như thế nào là những câu hỏi bỏ ngỏ mà nhiều người đi tìm lời giải. Nếu bạn có chung thắc mắc giống TKĐ thì hãy đọc ngay bài viết này nhé.

van bi điều khiển khí nén

Van bi điều khiển khí nén là gì?

Van bi điều khiển được thiết kế theo kiểu thân van là van cơ học, bộ điều khiển bằng khí nén. Nó sẽ giúp van làm việc tự động, tiết kiệm thời gian, nhân công và đảm bảo an toàn kể cả môi trường độc hại.

Người dùng chọn van để đóng mở, cấp và phân phối dòng lưu chất thông qua bộ điều khiển bằng khí nén thân thiện. Van có 2 cách thức hoạt động là tuyến tính hoặc on/off, dải kích thước từ DN15 đến DN200 và kiểu thiết kế 3 mảnh, 2 mảnh để lựa chọn theo ý muốn.

Van có thể dùng trong các hệ thống nước thải, gas, hoạt chất, xăng dầu, hơi, khí đốt hay các chất yêu cầu độ sạch cao: sữa, dược phẩm, bia rượu…

van bi điều khiển khí nén là gì

Cấu tạo van bi điều khiển bằng khí nén

Cấu tạo của van bi sẽ bao gồm 2 phần: phần điều khiển khí nén và phần van cơ.

Bộ điều khiển khí nén

Bộ điều khiển khí nén có lớp vỏ làm từ hợp kim nhôm, đảm bảo tiêu chuẩn chống nước, chống thấm IP67. Bộ này có thể được sản xuất bởi Haitima hoặc Kosaplus. Một số còn được bao phủ 1 lớp sơn tĩnh điện, bộ điều khiển sẽ bền, tránh được tác nhân gây hại.

Người dùng chọn bộ tác động đơn hoặc bộ tác động kép để lắp cho van bi khí nén. Tuy khác nhau về cấu tạo, nguyên lý nhưng cả 2 đều chung mục đích là giúp con người điều khiển van tự động.

bộ điều khiển khí nén

Thân van bi cơ học

Thân van bi cơ học sẽ gồm các bộ phận sau:

Bộ phận bi van: Nó được chứa trong thân van, bi được làm từ nhựa hoặc inox. Chất liệu bi van sẽ phụ thuộc chất liệu sản xuất thân van.

Thân van bi: Chất liệu đa dạng với gang, inox 304, đồng, inox 316, nhựa… Ở ngoài van thì sẽ thiết kế để lắp ren vặn hoặc lắp bích. Van lắp bích dùng cho hệ thống lớn trong khi đó, lắp ren dành cho van nhựa, van có kích thước nhỏ.

Trục van bi: Trục cần cứng cáp nên có thể làm từ inox hoặc hợp kim cứng, hạn chế ăn mòn, hoen gỉ. Nó khá quan trọng vì nó nhận lực và truyền lực đến van.

Gioăng phớt làm kín: Chức năng là làm kín, không cho rò rỉ lưu chất, áp suất ra ngoài khi van trong tình trạng đóng. Chất liệu của nó là cao su EPDN hoặc Teflon sao cho mềm, dẻo, linh hoạt và có thể hoạt động ngay cả trong môi trường hóa chất, độc hại.

thân van bị cơ học

Nguyên lý hoạt động van bi khí nén

Nguyên lý của van gồm khi van đóng, van mở của loại tác động đơn và tác động kép.

Tác động đơn (single acting)

Quá trình mở: Van điện từ làm việc, cấp khí nén vào buồng 1 của xi lanh. Áp lực khí đẩy piston di chuyển tịnh tiến về 2 phía. Hai thanh răng của 2 piston sẽ tác động lên trục răng và tạo ra những chuyển động quay 1 góc đến vị trí 90 độ. Trục răng nối với trục van và làm cho bi van xoay góc 1/4.

Khi van điện từ không cấp khí nén thì nó sẽ mở lỗ thoát khí, sau đó nó đi ra môi trường bên ngoài. Lúc này thì piston không bị tác động của áp lực khí nén. Lực của lò xo tại buồng 3, buồng 2 nén piston di chuyển tịnh tiến sao cho gần nhau. Hai thanh răng của 2 piston tác động lên trục răng để tạo ra chuyển động quay 1 góc về vị trí 0 độ. Trục răng sẽ kết nối với trục van, xoay ngược bi van góc 1/4 để đóng.

van bi khí nén tác động đơn

Tác động kép (double acting)

Quá trình mở của van tác động kép tương tự như với van tác động đơn.

Quá trình đóng bắt đầu khi van điện từ không cấp khí nén vào buồng, lỗ thoát khí mở cho khí xả ra bên ngoài. Nó cấp khí nén cho buồng số 2, số 3, lúc này 2 piston chịu áp suất của khí nén sẽ chuyển động tịnh tiến gần nhau.

Hai thanh răng của 2 piston tác động lên trục răng tạo ra chuyển động quay 1 góc đến vị trí 0 độ. Trục răng sẽ kết nối trục van, van bi xoay lại góc 1/4.

van bi khí nén tác động kép

Thông số kỹ thuật van bi điều khiển khí nén

  • Tên gọi: Van bi điều khiển khí nén
  • Chất liệu: Inox, nhựa, gang, gang dẻo
  • Chất liệu đầu khí nén: Hợp kim nhôm
  • Chất liệu đĩa, trục: Inox
  • Chất liệu gioăng, đệm: EPDM, Viton, Teflon, Inox
  • Nhiệt độ làm việc: Từ -20ºC ~ 250ºC
  • Môi trường làm việc: Gas, nước, hơi, khí nén
  • Kiểu lắp đặt: Lắp bích, lắp ren
  • Bảo hành: Thời gian 3-6 tháng

thông số kỹ thuật van bị điều khiển khí nén

Phân loại van bi điều khiển bằng khí nén

Chúng ta có thể phân chia van bi dựa trên các yếu tố sau:

Theo kiểu kết nối

Lắp ren

Van bi điều khiển khí nén có dạng nối lắp ren thì thường sẽ là loại nhỏ, kích thước chỉ từ DN 15 đến DN65. Loại van bi có kiểu kết nối thường được lắp đặt trong những hệ thống trung bính, nhỏ. Ưu điểm của van lắp ren là đơn giản, trọng lượng nhẹ, lắp đặt thanh, thao tác thuận tiện.

van bi điều khiển khí nén lắp ren

Lắp mặt bích

Đối với những hệ thống có quy mô lớn thì van bi điều khiển bằng khí nén loại lắp mặt bích được khuyến khích dùng. Mặt bích của van được sản xuất theo tiêu chuẩn và rất đa dạng vì thế chỉ cần xem xét tiêu chuẩn hệ thống như thế nào thì chọn mặt bích như thế đấy. So với lắp ren thì lắp mặt bích sẽ an toàn, chắc chắn hơn.

van bi điều khiển khí nén lắp bích

Theo cấu tạo thân van

Van bi 3 mảnh

Cấu tạo của van bi này là 3 mảnh riêng biệt với nhau. Khi chúng ta muốn lắp lại thì cần có ốc vít, bulong. Những van 3 ngã này thì nó tạo điều kiện để tháo lắp linh kiện bên trong 1 cách dễ dàng. Hệ thống làm việc thường xuyên thì dùng van 3 mảnh sẽ thích hợp hơn.

van bi 3 ngã điều khiển khí nén

Van bi 2 mảnh

Van 2 mảnh là loại van có cấu tạo thân từ 2 mảnh, được kết nối với nhau bằng ốc xiết chặt lại. Van này dùng cho những công việc có dòng lưu chất lớn chảy qua hoặc áp lực cao.

Van bi đa cửa

Dòng van bi này sẽ có nhiều cửa để dòng lưu chất đi ra. Nó sẽ dùng cho những hệ thống mà nguồn chất thường thay đổi, hướng đi ra cũng thay đổi và xuất hiện sự pha trộn lưu chất.

Van bi 2 cửa, 3 cửa, 4 cửa, riêng loại 4 cửa thì nó là van tuyến tính.

Theo vật liệu

Van bi nhựa

Van được làm từ nhựa chuẩn nhựa PVC, UPVC. Nó có độ cứng cáp cao, giá thành thì chắc chắn sẽ cao hơn so với van inox. Van dùng được trong môi trường có tính ăn mòn cao như: axit, kiềm… để chống gỉ sét, ăn mòn.

Van có áp lực làm việc tối đa PN16. Kiểu lắp: Ren – rắc co (cả 2 đầu bằng rắc co). Nhiệt độ làm việc: từ 0 độ đến 80 độ C. Các kích cỡ ống: DN15, DN20, DN25, DN32, DN40, DN50…

van bi nhựa điều khiển khí nén

Van bi inox

Điều đầu tiên phải nói đó chính là chất liệu van, 100% làm từ inox 304 hoặc 316, đệm gioăng làm kín là EPDM, teflon. Kích thước van dao động từ DN15 đến DN1500, áp suất khí nén: từ 1 đến 10 bar, nhiệt độ làm việc van bi: -20 đến 250 độ C. Bộ điều khiển khí nén làm từ hợp kim nhôm. Thân van: 2 mảnh, 3 mảnh hoặc 2 ngã hoặc 3 ngã.

van bi inox điều khiển khí nén

Theo xuất xứ

Hàn Quốc

Các van bi đến từ hãng Alohan, KosaPlus, Sypa… của xứ kim chi Hàn Quốc tuy còn xa lạ với nhiều khách hàng Việt Nam nhưng trên thế giới thì nó tạo được sự tin tưởng lớn không chỉ về chất lượng vận hành mà còn về độ bền, thẩm mỹ.

Nhưng do xuất xứ chính hãng, rõ ràng và hiệu quả làm việc tốt nên giá thành cao hơn so với van Đài Loan, Trung Quốc.

Đài Loan

Van bi khí nén Đài Loan là những loại như: Geko, Jaki, Haitima… Van này được khách hàng đánh giá tốt bởi nó chất lượng, giá thành rẻ, độ bền cơ học cao, có thể tạo được momen xoắn lớn, phổ biến trên thị trường nên dễ dàng tìm mua.

Nhật Bản

Nhật Bản sẽ mang đến cho các khách hàng những van bi khí nén chất lượng cao, đạt tiêu chuẩn kỹ thuật như: Kitz, Ashahi…

Các van Nhật thì có giá thành cao hơn các loại van còn lại.

Theo dạng đóng mở

Dạng ON/OFF

Van này sẽ vận hành với 2 góc đã cài đặt sẵn là: đóng hoàn toàn, mở hoàn toàn. Van bi khí nén on/off chỉ dùng cho những hệ thống đơn thuần: đóng hoặc mở mà không dùng thêm chức năng điều tiết dòng chất.

Dạng điều khiển tuyến tính

Van bi khí nén tuyến tính là nó được điều khiển hoạt động theo nhiều góc độ khác nhau thông qua bộ điều khiển tuyến tính.

Nó nhận tín hiệu 4 – 20 mA để điều khiển vận hành van bi, lúc này van làm việc chính xác và phân chia dòng chảy theo tỉ lên %.

Khi van bi khí nén đã hoạt động đạt góc đóng mở đúng với yêu cầu thì điều khiển tuyến tính báo tình trạng hiện tại của van và gửi về tủ điều khiển để người vận hành nắm được trạng thái đóng mở.

Theo kiểu tác động

Van bi điều khiển khí nén tác động đơn

Nó có vật liệu là inox 304, 316, bộ khí nén làm từ hợp kim nhôm. Van đạt tiêu chuẩn IP67. Đệm làm kín: Teflon. Áp suất khí nén: 0-8bar, áp suất làm việc của van: PN16, PN25. Nhiệt độ bộ khí: -20 đến 60 độ C, nhiệt độ của lưu chất qua van cho phép: 0-180 độC. Thời gian đóng mở ngắn, chỉ khoảng 1 giây.

Van bi điều khiển khí nén tác động kép

Nhìn chung, van được làm từ inox 316, 304 và làm hoàn toàn từ hợp kim nhôm với kiểu lắp ren hoặc mặt bích. Van bi tác động kép có tiêu chuẩn mặt bích: JIS, BS, ANSI, áp lực làm việc: PN16, PN25, PN40 và áp lực khí nén: 0 ~ 8 bar. Kiểu tác động là Double acting – Tác động kép.

Ưu nhược điểm van bi khí nén

Ưu điểm

+ Dễ dàng vận hành, bảo dưỡng, bảo trì cũng như thay thế nếu gặp hỏng hóc hoặc sự cố.

+ Thời gian đóng mở cửa van để cấp hoặc ngắt dòng chất khá nhanh, chỉ 1-3s nên đáp ứng các công việc mà yêu cầu cao về tốc độ đóng mở.

+ Tính ứng dụng rộng khắp tại hầu hết các dự án, công trình tại nước ta.

+ Do nhỏ gọn nên khi di chuyển, lắp đặt đều thao tác thuận tiện. Đặc biệt, van thích hợp cho các vị trí, không gian chật hẹp.

+ Ngoài dùng cho nước nóng, nước sạch thì van còn dùng cho hệ thống nước thải công nghiệp, hệ thống nước sạch, hóa chất.

+ Có áp suất làm việc lớn từ 0 đến 100 bar.

ưu nhược điểm van bị khí nén

Nhược điểm

Có 2 nhược điểm mà chúng ta cần chú ý đó là:

+ Cùng cho về giá thành thì van bi sẽ cao hơn van y xiên hay van bướm khí nén.

+ Trọng lượng của van nhỏ nhẹ nên thích hợp lắp cho các hệ thống nhỏ, vừa. Tuy nhiên những hệ thống lớn nhưng cần điều tiết dòng chảy thì van bi vẫn được cân nhắc sử dụng.

Ứng dụng của van bi điều khiển khí nén

Van bi khí nén là loại van công nghiệp và có ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống sản xuất tự động hóa hay các đường ống cấp dẫn lưu chất. Ví dụ như:

  • Xử lý nước thải, nước sạch, các bể hóa chất của nhà máy.
  • Sản xuất đồ uống, nước giải khát, bia, thực phẩm.
  • Có mặt trong hệ thống điện phân, mạ, sản xuất bán dẫn điện tử.
  • Sản xuất cao su, hóa chất phục vụ cho ngành hóa mỹ phẩm.

Van công nghiệp dùng trên hệ thống ống dẫn. Van được đóng mở hoàn toàn tự động, thông qua tín hiệu từ bộ điều khiển khí nén mà không cần con người tác động trực tiếp.

Van hiện tại có rất nhiều loại, mỗi 1 loại thì sẽ thích hợp cho các vị trí, môi chất khác nhau.

Van không chỉ dùng cho công nghiệp với các ngành sản xuất mà nó còn dùng cho viện hóa học, trung tâm nghiên cứu, viện hóa chất, phòng thí nghiệm. Van không chỉ dùng cho nước nóng, nước lạnh mà còn dùng cho hơi, khí đốt…

ứng dụng của van bi điều khiển khí nén

Hướng dẫn cách chọn van bi điều khiển khí nén

Chúng ta khi chọn van bi thì nên chú ý những điều gì? Đó là:

+ Chọn van có chất liệu thân sao cho phù hợp với môi trường lắp, lưu chất và chi phí.

+ Van sẽ được phân thành 2 bộ đó là tác động đơn, tác động kép. Nếu xét về độ an toàn thì van đơn sẽ được đánh giá cao hơn.

+ Người dùng có thể trang bị thêm 1 số phụ kiện. Đối với van ứng dụng tuyến tính theo tín hiệu analog thì cần am hiểu về tự động hóa và có kiến thức thì mới lắp và sử dụng tốt.

+ Van hoạt động nhờ vào khí nén nên nguồn khí cấp vào rất quan trọng. Một số khách hàng nên lắp thêm: bộ lọc khí, bình dầu bôi trơn, bộ tách nước… và duy trì áp suất khí nén luôn trong phạm vi an toàn.

+ Tính toán và nghiên cứu kỹ những thông số cơ bản như: áp suất, nhiệt… để lựa chọn thân van, chất liệu van.

+ Dựa trên yêu cầu công việc của van mà chọn van đóng mở theo góc hoặc van đóng mở thông thường, van 3 ngã hay van 2 ngã.

+ Lựa chọn van và hãng sản xuất, nguồn gốc, giá thành phù hợp.

+ Thông số kỹ thuật của van bi khí nén phải đáp ứng các yêu cầu công việc.

+ Nên chọn mua van tại các nhà phân phối, công ty, đại lý sao cho uy tín, bảo hành tốt và năng lực tư vấn, hỗ trợ.

Cách lắp đặt van bi khí nén

Để lắp đặt van bi khí nén nhanh, chính xác thì chắc chắn chúng ta phải lần lượt thực hiện đầy đủ 5 bước sau:

Bước 1: Kiểm tra van

Vận hành van ở trạng thái không dòng chảy, xem van có bị kẹt khi hoạt động không? Đối với van lắp ren hoặc van lắp bích thì xem có bị bám cặn bẩn hay không, nếu có thì phải loại bỏ ngay để tránh làm hỏng gioăng, phớt.

Bước 2: Vệ sinh vị trí lắp và đường ống

Chúng ta phải loại bỏ bụi bẩn, đất cát bám trên đường ống do làm việc lâu ngày trong các môi trường, nhất là ở các vị trí tiếp nối để không gây rò rỉ van.

Khách hàng có thể dùng hóa chất tẩy rửa, sau khi vệ sinh xong thì sơn phủ 1 lớp sơn epoxy để chống oxi hóa, ăn mòn.

Bước 3: Gỡ bỏ các vết cắt, vết hàn trên ống

Tại các vết cắt, lắp ren, lắp bích để kết nối van thì bao giờ cũng có vụn chất, mảnh vỡ li ti. Chúng ta cần loại bỏ để tránh nó đi vào theo dòng khí nén gây hỏng hóc, tắc nghẽn.

Bước 4: Đưa van vào vị trí cần lắp

Đối với từng loại van như: Van lắp ren, van lắp bích, van bi nhựa thì các cố định lắp van cũng sẽ không giống nhau. Đối với van bi nhựa thì sử dụng keo nối chuyên dụng để dán ống với đường vào van. Đối với van lắp bích thì nên đặt van giữa 2 đầu mặt bích đường ống dẫn và dùng đai ốc và bulong xiết chặt. Van lắp ren thì dùng cờ lê đúng với đai ốc được thiết kế thân van và tiến hành vặn.

Bước 5: Kiểm tra

Đánh giá tổng thể xem đã lắp đặt van an toàn, chính xác hay chưa, phần quả cầu phải không bị mắc kẹt hoặc chạm vào thành ống.

So sánh van bi dạng cơ với van bi điều khiển khí nén

Van bi điều khiển bằng khí nén dùng bộ điều khiển khí để hoạt động, không cần dùng sức người. Trong khi đó, van bi dạng cơ thì nó phải dùng sức người để tác động lên tay quay hoặc tay gạt.

Van bi khí nén thì nó tiết kiệm nhân công và cả chi phí đầu tư ban đầu trong khi đó van bi cơ chỉ tiết kiệm cho con người khoản tiền đầu tư ban đầu.

Kích thước của van bi khí nén nhỏ từ DN15 – DN600 trong khi đó van bi cơ thì kích thước từ DN15 đến DN1200.

Van khí nén thì sử dụng nguồn năng lượng khí nén có sẵn trong tự nhiên, an toàn cho con người và các thiết bị trong hệ thống. Van bi cơ thì nó chỉ dùng sức con người, không dùng điện năng, khí nén nên tối ưu về chi phí hơn.

Tuy thời gian đóng mở của van bi khí nén nhanh nhưng lại tốn các chi phí nhiều hơn so với van bi cơ. Còn với van bi cơ, do dùng bằng tay nên những hệ thống cần van làm việc nhiều, liên tục thì sẽ tốn nhân công và sức lực nhiều.

5/5 (1 bình chọn)

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *