van cầu điều khiển bằng khí nén là gì? cấu tạo, hoạt động, ưu nhược điểm của các loại van cầu điều khiển khí nén. Van được ứng dụng phổ biết trong các hệ thống đường ống công nghiệp.
1 Van cầu điều khiển bằng khí nén là gì?
Van cầu điều khiển bằng khí nén (tiếng anh: Controls globe valve with pneumatic actuator) là một van tự động sử dụng áp suất của khí nén để kiểm soát lượng dòng chảy trong một hệ thống hoặc quy trình. Ngoài việc đóng mở on/off đơn giản.
Van cầu điều khiển bằng khí nén là loại van cho phép kiểm soát chính xác tốc độ, lưu lượng dòng chảy trong hệ thống. Các bộ truyền động bằng khí nén trên các van này sử dụng tín hiệu phản hồi và điều khiển để mở và đóng van chính xác.
2 Cấu tạo van cầu điều khiển khí nén
Cấu tạo của van cầu điều khiển gồm hai phần chính là thiết bị truyền động bằng khí nén (Pneu matic actuator) và van cầu (Globe valve). Ngoài ra còn có các thiết bị khác như: Bộ định vị van khí nén, van điện từ khí nén…
1. Van cầu
Thân van cầu là bộ phận tiếp xúc trực tiếp với lưu chất chịu áp lực chính và là nơi chứa tất cả các chi tiết của van. Van cầu gang thường có hai cổng mặc dù loại ba cổng cũng được sản xuất nhưng không thông dụng, chủ yếu dùng để đổi hướng và phân chia dòng chảy. Hai cổng có thể được định hướng thẳng đối diện nhau hoặc bất cứ nơi nào trên thân van, hoặc tạo với nhau một góc 90 ° ( van cầu góc).
Van cầu chủ yếu được sử dụng cho các chất lỏng nhớt có tính ăn mòn, nhiệt độ và áp lực cao. Nếu van cầu đươc lắp trên đường ống nằm ngang thì sẽ tồn dư lại chất lỏng trong thân van sẽ gây tắc ngẽn hoặc ăn mòn thân van nếu qua thời gian dài không sử dụn. Để tránh tình trạng này thì chúng ta có thể sử dụng van cầu góc hoặc van cầu xiên. Thân van thường được chế tạo từ các hợp kim chịu lực chịu nhiệt như, Gang, inox, thép …
2. Thiết bị truyền động bằng khí nén
Thiết bị truyền động khí nén cho van cầu thường có hai dạng piston và dạng màng. Khác với bộ truyền động cho van bi và van bướm là chuyển động quay thì van cầu là dạng chuyển động thẳng, lên xuống.
a. Bộ truyền động bằng khí nén dạng piston
Có cấu tạo và hoạt động giống như một xilanh khí nén bao gồm một pistong di chuyển trong một nòng xilanh. Trục van cầu được kết nối với piston, khi khí nén đẩy pistong đi lên kéo theo trục van, van mở, khí nén đẩy pistong đi xuống đẩy theo trục van, van đóng.
Bộ truyền động bằng khí nén dạng piston có hai dạng tác động đơn và tác động kép.
Tác động kép là dạng sử dụng áp suất của khí nén để đẩy piston trong cả hai quá trình đóng và mở van. Trong bộ truyền động tác động kép không có lò xo, đóng mở van hoàn toàn dựa vào áp suất của khí nén.
Tác động đơn là chỉ sử dụng áp suất khí nén trong một chu trình đóng hoặc mở van, nhờ vào lực đàn hồi của lò xo được tích hợp thêm để thực hiện chu trình còn lại. Có nghĩa là bộ truyền động tác động đơn có thêm một hoặc nhiều lò xo để thực hiện một trong hai chu trình đóng hoặc mở van.
Thiết bị truyền động bằng piston thường có hành trình dài hơn và lực đẩy lớn hơn so với thiết bị truyền động dạng màng.
b. Bộ truyền động bằng khí nén dạng màng
Là thiết bị truyền động tác động đơn, cấu tạo bao gồm: màng chính, lò xo. Hoặt động nhờ vào lực đàn gồi của lò xo và hành trình di chuyển của màng.
Loại thiết bị này được sử dụng phổ biến trong việc điều khiển các van cầu vì có giá rẻ, cấu tạo đơn giản, lắp đặt và vận hành dễ dàng.
3. Bộ định vị van khí nén
Positioner là gì? (Bộ định vị van khí nén): là một thiết bị hoạt động dựa trên nguyên lý cân bằng lực để định vị đĩa Van điều khiển theo tín hiệu khí nén nhận được. Rotary Positioner sẽ xác định vị trí chính xác của van và cấp khí cho bộ truyền động để đóng/mở theo góc yêu cầu. Do đó, bộ định vị đảm bảo hoạt động đáng tin cậy và chính xác của van điiều khiển bằng khí nén.
Đây là một thiết bị bổ sung thường được lắp vào trục của bộ truyền động để theo dõi vị trí van và định vị đĩa van.
4. Van điện từ khí nén
Có nhiệm vụ phân chia và điều khiển dòng khí nén đi vào bộ truyền động giúp van hoạt động. Van này thường hoạt động với điện áp 220V AC, 110V AC, 24V DC …vv.
3 Hoạt động
Hoạt động của van cầu điều khiển bằng khí nén được chia làm hai chu trình chính là đóng và mở, ngoài ra còn có các chu trình nhỏ hơn cho các van điều tiết.
Chu trình đóng van (đóng hoàn toàn)
Khi van điện từ cấp khí nén cho thiết bị truyền động, áp suất khí nén đẩy piston hoặc màng bằng một lực thắng lực đàn hồi của lò xo nén pistong hoặc màng đẩy theo trục van đi xuống hết hành trình, van đóng hoàn toàn.
Chu trình mở van (mở hoàn toàn)
Khi van điện từ ngừng cấp khí nén và chuyển qua trạng thái mở thì lượng khí nén thoát ra ngoài qua lỗ mở trên van điện từ. Lực đàn hồi của lò xo đẩy pistong hoặc màng kéo theo trục van đi lên, van mở hoàn toàn.
Chu trình điều tiết (đóng/mở một phần)
Là các chu trình nhỏ nằm trong các chu trình đóng và mở. Ở chu trình này áp suất của khí nén chỉ đẩy pistong hoặc màng di chuyển một đoạn ngắn hơn so với hành trình đóng/mở van hoàn toàn, mục đích là đóng/mở một phần đĩa van phục vụ cho việc điều khiển và điều tiết lưu lượng.
4 Ưu nhược điểm
Ưu điểm
Ưu điểm của van cầu điều khiển bằng khí nén là về bản chất là an toàn, tức là không có nguy cơ cháy nổ nguy hiểm và nó có thể cung cấp một lực lớn để đóng van chống lại áp suất chênh lệch cao.
– Có thể điều chỉnh tốc độ đóng/mở van nhanh hoặc chậm
– Có khả năng điều khiển và điều tiết lưu lượng tốt.
– Có hành trình đóng mở van ngắn.
– Có nhiều chủng loại với nhiều lựa chọn như van cầu dạng chữ “Z”, chữ “T” (van góc), van cầu xiên phù hợp cho các ứng dụng cụ thể.
– Có nhiều tùy chọn cho các thiết bị truyền động bàng khí nén.
– Cấu tạo đơn giản dễ dàng cho việc lắp đặt và bảo trì bảo dưỡng.
– Vận hành hoàn toàn tự động
Nhược điểm
– Áp suất lưu chất bị giảm một phần khi qua van cầu kể cả lúc van mở hoàn toàn.
– Van yêu cầu bộ truyền động lớn hơn để điều hành van. Vì van cầu cần lực đóng mở lớn hơn các van khác
– Màng của bộ truyền động nhanh bị hư hỏng do bị lão hóa và không chịu được áp suất lớn.
– Đối với van không có thiết bị truyền động bằng tay thì phải có khí nén van mới hoạt động được.
5 Các ứng dụng
Với phạm vi ứng dụng rộng rãi của van cầu điều khiển bằng khí nén cho phép các van này được sử dụng với các chất lỏng phổ biến nhất, bao gồm nước, hơi nóng, khí nén, khí và các chất lỏng ăn mòn khác.
– Hệ thống nước làm mát nơi dòng chảy cần được điều tiết
– Hệ thống dầu nhiên liệu, dầu nóng dòng chảy được điều tiết và độ rò rỉ có tầm quan trọng
– Hệ thống cấp nước hoặc hóa chất.
– Hệ thống nồi hơi.
– Hệ thống dầu bôi trơn…
Nếu quý khác hàng đang phân vân chưa biết lựa chọn van cầu điều khiển bằng khí nén như thế nào, hoặc đơn giản là muốn biết thêm thông tin và hướng dẫn, báo giá sản phẩm, hãy liên hệ với chúng tôi.
Mời bạn xem các sản phẩm van điều khiển khí nén khác: https://vancongnghiepvn.net/van-dieu-khien-khi-nen-d89.html
Đình Tuyền –
Chất lượng quá tốt