Trong hệ thống công nghiệp hiện đại ngày nay, việc sử dụng các dòng van điều khiển tự động không còn gì xa lạ nữa. Ngoài các dòng van đóng hoặc mở tự động thông thường còn có một dòng van vô cùng đặc biệt và sử dụng nhiều đó chính là các dòng van tuyến tính. Vậy Van tuyến tính là gì? Hôm nay cùng chúng tôi tìm hiểu chi tiết về dòng van điều khiển tuyến tính này nhé các bạn. Nào chúng ta cùng theo dõi chi tiết dưới bài viết này
Van tuyến tính là gì?
Van tuyến tính là gì?
Van tuyến tính hay chúng ta thường quen gọi là van điều khiển tuyến tính là thiết bị được sử dụng trong đường ống công nghiệp với nhiệm vụ đóng mở điều tiết lưu chất đi qua trên đường ống. Tuyến tính có nghĩa là van được điều khiển theo góc mở khác nhau hoàn toàn tự động theo tín hiệu điều khiển mà đặc trưng ở đây thường sử dụng là tín hiệu Analog 4-20mA, 0-10V
Van tuyến tính hiện nay có hai dòng điều khiển cơ bản là van điều khiển tuyến tính bằng khí nén và van điều khiển tuyển tính bằng điện. Tức là van sẽ sử dụng năng lượng khí nén hoặc điện năng, biến đổi dòng năng lượng này thành cơ năng để đóng van theo góc.
Van điều khiển tuyến tính(Linear Control Valve) thường được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm dầu khí, hóa chất, năng lượng, thực phẩm và nước uống. Nó có vai trò quan trọng trong việc kiểm soát lưu lượng, kiểm soát dòng chảy theo mong muốn của chất lỏng hoặc khí để đảm bảo hiệu suất hoạt động của hệ thống và đáp ứng yêu cầu cụ thể của quá trình sản xuất.
Khi nào chúng ta sử dụng van điều khiển tuyến tính
Một câu hỏi khá hay khi bạn hay doanh nghiệp quyết định đầu tư sử dụng các dòng van điều khiển tự động. Van tuyến tính là một dòng van có giá trị cao nhất trong các loại van điều khiển. Chúng ta sử dụng van điều khiển tuyến tính khi cần điều chỉnh dòng chảy của chất lỏng hoặc khí trong hệ thống ống dẫn một cách tuyến tính, tức là tỷ lệ giữa đầu vào điều khiển và đầu ra của hệ thống là tuyến tính. Dòng van điều khiển tuyến tính thường được ưa chuộng và sử dụng trong các trường hợp sau:
- Kiểm soát lưu lượng chất lỏng hoặc khí: Van tuyến tính được sử dụng để kiểm soát lưu lượng dòng chảy của chất lỏng hoặc khí trong các quy trình công nghiệp, hệ thống cấp nước, hệ thống xử lý nước thải và các ứng dụng khác.
- Điều chỉnh áp suất: Van điều khiển tuyến tính có thể được sử dụng để điều chỉnh áp suất trong hệ thống. Khi van mở hoàn toàn, áp suất đầu ra của hệ thống tương đối tương đồng với áp suất đầu vào điều khiển.
- Kiểm soát nhiệt độ: Trong một số ứng dụng, van điều khiển tuyến tính có thể được sử dụng để kiểm soát nhiệt độ bằng cách điều chỉnh dòng chảy của chất lỏng nhiệt độ cao hoặc nhiệt độ thấp.
- Điều khiển quá trình: Van điều khiển tuyến tính được sử dụng trong quá trình công nghiệp như sản xuất hóa chất, chế biến thực phẩm, sản xuất giấy, và nhiều lĩnh vực khác để kiểm soát quá trình sản xuất và đảm bảo chất lượng sản phẩm. Ở các hệ thống này thường có tỉ lệ phối trộn nguyên liệu để chế tạo thành phẩm, việc tăng giảm nguyên vật liệu là vô cùng quan trọng. Hiện nay sử dụng van này chính là giải pháp thay thế cho điều khiển bằng tay
- Tích hợp vào hệ thống tự động hóa: Van điều khiển tuyến tính có thể được kết nối với các hệ thống tự động hóa để tự động điều chỉnh dòng chảy theo các điều kiện được cài đặt trước, giúp tối ưu hóa hoạt động của hệ thống.
Các thành phần cấu tạo của van tuyến tính
Về cơ bản van tuyến tính được chia làm 2 thành phần riêng biệt: Bộ phận van cơ và phần động cơ điều khiển. Tuy nhiên có một số điểm khác biệt nhỏ giữa van tuyến tính bằng điện và van điều khiển tuyến tính bằng khí nén
Van tuyến tính bằng điện
Có hai phần riêng biệt là phần thân van và bộ điều khiển bằng điện kết hợp với nhau để tạo thành một thiết bị hoàn chỉnh
- Thân van sử dụng có thể là van bi, van bướm, van cổng, van cầu như các dòng van cơ chúng ta thường sử dụng hiện nay. Nó đóng nhiệm vụ chính trong việc đóng mở lưu chất và kết nối vào đường ống
- Có thể có nhiều loại khác nhau như nối ren, nối bích, nối hàn…theo nhu cầu và cấu tạo. Phần vật liệu chế tạo cũng vô cùng đa dạng với các vật liệu phổ biến như Inox, thép, gang, nhựa, nhôm…
- Phần bộ điện cấu tạo bên trong của nó sẽ là mô tơ điện. Mô tơ này sử dụng điện năng tạo ra lực quay mô men xoắn. Ngoài ra bên trong nó được bố trí thêm bộ tín hiệu Analog 4-20mA, 0-10V nhận tín hiệu đầu vào tương ứng, trả tín hiệu đầu ra để có thể điều chỉnh phần góc quay.
Van tuyến tính bằng khí nén
Ngoài việc sử dụng các dòng van điều khiển tuyến tính bằng điện thì hiện nay người ta còn sử dụng van tuyến tính bằng khí nén. Tận dụng nguồn năng lượng khí nén sử dụng cho dòng van này
Cấu tạo của van tuyến tính bằng khí nén phức tạp hơn so với các dòng van điều khiển điện. Nó bao gồm các thành phần cơ bản như sau:
- Phần thân van: Thân van được sử dụng cũng như các dòng van bằng điện mà chúng tôi đã nêu ở trên
- Bộ điều khiển khí nén: Dạng như một xy lanh khí nén có thể chuyển động ngang 0-90 độ(Sử dụng cho van bi, van bướm) hoặc chuyển động tịnh tiến lên xuống(Sử dụng cho van cầu, van cổng).
- Bộ định vị điều tiết khí nén(Positioner): Hay chúng ta thường quen gọi là bộ tuyến tính khí nén. Sử dụng tín hiệu Analog 4-20mA để điều khiển góc mở giúp chúng ta điều khiển được thân van đóng mở theo các góc mở mong muốn.
Như vậy là chúng ta cũng đã hiểu qua về cấu tạo chung của dòng van tuyến tính, vậy hiện nay có những loại van tuyến tính nào? Chúng ta cùng tiếp tục tìm hiểu các bạn nhé
Các loại van điều khiển tuyến tính hiện nay
Van bướm điều khiển tuyến tính
Là dòng van được kết hợp giữa thân van kết nối vào đường ống là dòng van bướm. Thân van được kết nối cùng với bộ truyền động bằng điện hoặc bộ truyền động bằng khí nén. Được điều khiển theo góc mở từ 0-90 độ dạng tuyến tính bởi nguồn tín hiệu Analog 4-20mA hoặc 0-10V
Hiện nay đây là dòng van phổ biến và vô cùng thông dụng trong công nghiệp. Nó có thể linh hoạt tùy chọn thân van cũng như bộ điều khiển theo yêu cầu lắp đặt riêng của mỗi hệ thống và nhu cầu của người dụng. Chúng ta thường gặp các dòng van này như sau:
- Van bướm điện tuyến tính
- Van bướm điều khiển khí nén tuyến tính
- Van bướm khí nén vô cấp tuyến tính
- Van bướm gang tuyến tính
- Van bướm inox điều khiển tuyến tính
- Van bướm nhựa tuyến tính
- Van bướm vi sinh điều khiển tuyến tính
Van bi điều khiển tuyến tính
Tương tự như dòng van bướm thì van bi cũng là dòng van thông dụng trong công nghiệp. Nó cũng được lắp đặt thêm bộ điều khiển điện hay bộ điều khiển khí nén để đóng mở tự động. Van bi điều khiển tuyến tính cũng sử dụng tín hiệu điều khiển như dòng van bướm. Hai dòng này chỉ khác nhau phần thân van mà thôi. Tuy nhiên ưu điểm của dòng van bi là nó có độ kín cao, không bị ảnh hưởng bởi áp lực dòng chảy hay lưu lượng của dòng chảy
Hiện nay có các dòng van tuyến tính lắp bằng van bi như sau
- Van bi điện tuyến tính
- Van bi điều khiển khí nén vô cấp tuyến tính
- Van bi inox điều khiển tuyến tính
- Van bi thép điều khiển tuyến tính
- Van bi nhựa tuyến tính
- Van bi gang tuyến tính
- Van bi ba ngã điều khiển tuyến tính
- Van bi vi sinh điều khiển tuyến tính
Van cầu điều khiển tuyến tính
Van cầu điều khiển tuyến tính chính là dòng van cầu(globe Valve) được lắp bộ điều khiển để thay cho việc đóng mở bằng tay. Nó cũng dùng điện hoặc khí nén để thao tác đóng mở van. Tín hiệu sử dụng thường gặp ở van cầu để điều khiển dòng van tuyến tính này chính là Analog 4-20mA
Khác biệt giữa van cầu tuyến tính và dòng van bi, van bướm chính là hướng chuyển động và khả năng điều tiết đĩa van của dòng van cầu. Nó là sự khác biệt rất lớn so với các dòng van còn lại, sinh ra làm nhiệm vụ điều tiết dòng chảy. Chính vì thế khi kết hợp van cầu với bộ điều khiển tuyến tính cho thấy sự hiệu quả cao trong khả năng điều tiết của dòng van tuyến tính này
Có thể kể đến các dòng van cầu tuyến tính như sau:
- Van cầu điều khiển điện tuyến tính
- Van cầu điều khiển khí nén tuyến tính
- Van dù tuyến tính
- Van cầu gang điều khiển điện tuyến tính
- Van cầu thép tuyến tính…
Van cổng điều khiển tuyến tính
Đây là dòng van cổng được thay thế phần tay quay bằng cơ bởi bộ truyền động khí nén hoặc bộ truyền động bằng điện. Dòng van tuyến tính này được sử dụng nhiều ở các hệ thống lớn, hệ thống thủy điện, thủy lợi chúng ta thường gặp nhiều
Hiện nay van cổng tuyến tính có các dòng van thông dụng như sau:
- Van cổng điện tuyến tính
- Van cổng khí nén tuyến tính
- Van dao điều khiển khí nén
- Van cổng thép điều khiển tuyến tính
Ứng dụng của van tuyến tính
- Công nghiệp dầu khí: Nó được sử dụng trong hệ thống dẫn dầu, khí và các loại chất lỏng khác để kiểm soát dòng chảy và áp suất.
- Công nghiệp hóa chất: Trong quá trình sản xuất và xử lý hóa chất, các loại van điều khiển tuyến tính giúp kiểm soát lưu lượng, nhiệt độ, và áp suất để đảm bảo an toàn và hiệu suất của quá trình.
- Công nghiệp thực phẩm và nước uống: Van tuyến tính được sử dụng trong các hệ thống chế biến thực phẩm và sản xuất nước uống để kiểm soát lưu lượng và áp suất, đảm bảo chất lượng sản phẩm và tuân thủ các tiêu chuẩn vệ sinh.
- Công nghiệp giấy: Trong quá trình sản xuất giấy, dòng van này được sử dụng để kiểm soát dòng chảy và áp suất của hỗn hợp giấy và chất lỏng.
- Công nghiệp điện: Trong nhà máy điện, van tuyến tính được sử dụng để điều chỉnh dòng chảy của nước làm mát, hơi nước hoặc khí để đảm bảo hiệu suất và an toàn hoạt động của các thiết bị.
- Xử lý nước thải: Được sử dụng trong các hệ thống xử lý nước thải để kiểm soát lưu lượng và các yếu tố quan trọng khác để đảm bảo quá trình xử lý hiệu quả.
- Hệ thống nước sạch, thủy lợi: Là ứng dụng phổ biến của các dòng van này giúp kiểm soát lưu lượng dòng chảy một cách chủ động và hợp lý
- Công nghiệp năng lượng: Trong các nhà máy nhiệt điện và các loại nhà máy sản xuất năng lượng khác, van tuyến tính được sử dụng để kiểm soát dòng chảy của chất làm nhiệt.
- Công nghiệp khai thác và chế biến quặng: Nó được sử dụng trong các quy trình khai thác và chế biến quặng để kiểm soát lưu lượng và áp suất.
- Công nghiệp sản xuất và chế biến sản phẩm hóa học: Van tuyến tính được sử dụng trong quá trình sản xuất và chế biến các sản phẩm hóa học phức tạp, nơi việc kiểm soát lưu lượng và quá trình hóa học là cực kỳ quan trọng.
Cách lựa chọn và sử dụng van tuyến tính
Cách lựa chọn van tuyến tính phù hợp
Lựa chọn van tuyến tính phù hợp là một quá trình quan trọng và phức tạp, đòi hỏi sự hiểu biết về yêu cầu cụ thể của ứng dụng và tính chất của chất lỏng hoặc khí, lưu chất sử dụng cũng như loại năng lượng sử dụng van điều khiển. Dưới đây là một hướng dẫn cơ bản để lựa chọn loại van điều tiết này
- Xác định yêu cầu ứng dụng: Đầu tiên, xác định rõ mục tiêu và yêu cầu cụ thể của ứng dụng. Điều này bao gồm việc xác định dòng chảy cần kiểm soát, áp suất và nhiệt độ hoạt động, kích thước ống dẫn, loại chất lỏng hoặc khí, và các yêu cầu khác như độ chính xác, đáp ứng tốc độ, và điều kiện hoạt động.
- Xem xét tính chất của lưu chất sử dụng: Hiểu rõ các tính chất của chất lỏng hoặc khí sẽ giúp xác định loại van tuyến tính phù hợp. Các tính chất cần xem xét bao gồm độ nhớt, mật độ, áp suất hơi bão hòa, nhiệt độ, và pH.
- Chọn loại van tuyến tính: Dựa vào yêu cầu ứng dụng và tính chất của chất lỏng hoặc khí, lựa chọn loại van tuyến tính phù hợp. Có một số loại van điều khiển tuyến tính phổ biến, bao gồm van cửa, van bi, van điều khiển bước sóng, van cầu và van cần.
- Xem xét vật liệu: Chọn vật liệu phù hợp cho van dựa trên tính chất của chất lỏng hoặc khí và điều kiện hoạt động. Vật liệu thông thường cho van bao gồm thép không gỉ, gang, đồng, nhôm và nhựa.
- Điều kiện hoạt động: Xem xét các yếu tố vận hành như áp suất, nhiệt độ, môi trường, tần suất điều khiển, và điều kiện bảo trì để chọn van có khả năng hoạt động tốt trong điều kiện đó. Cần nắm rõ các thông số Min, max của hệ thống để lựa chọn loại tốt nhất các bạn nhé
- Hiệu suất và đáp ứng: Xem xét hiệu suất của van tuyến tính, tức là khả năng kiểm soát chính xác dòng chảy và áp suất. Đáp ứng nhanh và chính xác là một yếu tố quan trọng, đặc biệt đối với các quy trình yêu cầu điều khiển chính xác và linh hoạt.
- Tích hợp tự động hóa: Nếu cần, xem xét khả năng tích hợp van tuyến tính vào hệ thống tự động hóa để tăng tính tự động và hiệu quả của quá trình điều khiển. Đây cũng chính là ứng dụng cần phải hiểu biết sâu về tự động hóa cũng như hiểu về lập trình PLC trong các hệ thống tự động
- Đánh giá chi phí: Cuối cùng, xem xét chi phí của van và đảm bảo rằng nó phù hợp với ngân sách và giá trị đem lại cho ứng dụng.
Một số lưu ý khi sử dụng các loại van tuyến tính
Để sử dụng các dòng van tuyến tính đạt hiệu quả cao nhất, tối ưu được hiệu năng sử dụng của van chúng tôi có một vài gợi ý như sau:
- Bảo trì định kỳ: Thực hiện bảo trì định kỳ cho van để đảm bảo hoạt động ổn định và tránh sự cố không mong muốn. Kiểm tra, bôi trơn và làm sạch van theo lịch trình bảo trì được quy định.
- Điều chỉnh và kiểm tra trước khi vận hành: Trước khi đưa van vào hoạt động, hãy đảm bảo rằng van đã được điều chỉnh đúng cách và kiểm tra kỹ lưỡng để đảm bảo hoạt động chính xác và an toàn.
- Kiểm tra độ kín: Thường xuyên kiểm tra độ kín của van để đảm bảo ngăn ngừa rò rỉ và mất mát dòng chảy không mong muốn.
- Tránh quá tải: Hạn chế việc đóng/mở van quá nhanh hoặc áp suất vượt quá giới hạn cho phép, để tránh hỏng hóc van và giảm tuổi thọ của nó.
- Điều khiển bằng tay cẩn thận: Nếu van được điều khiển bằng tay, cần cẩn thận và chính xác trong quá trình điều chỉnh, đóng và mở van.
- Kiểm soát lưu lượng: Đảm bảo kiểm soát lưu lượng chất lỏng hoặc khí bằng cách điều chỉnh van một cách cẩn thận và nhẹ nhàng để tránh giật mạnh và biến đổi lưu lượng không mong muốn.
- Tùy chỉnh van: Nếu cần tùy chỉnh van để đáp ứng yêu cầu cụ thể, hãy tuân thủ hướng dẫn của nhà sản xuất và đảm bảo tùy chỉnh được thực hiện đúng cách.
- Tích hợp tự động hóa: Trong trường hợp sử dụng van trong hệ thống tự động hóa, hãy đảm bảo tích hợp và cài đặt van theo đúng cách và kiểm tra tính tương thích với hệ thống tự động hóa.
- Lưu ý môi trường: Lựa chọn và sử dụng van phù hợp với môi trường làm việc, đặc biệt là trong trường hợp ứng dụng trong môi trường hóa chất, cao su, hoặc ăn mòn.
- Tuân thủ hướng dẫn nhà sản xuất: Cuối cùng, hãy luôn tuân thủ hướng dẫn của nhà sản xuất và các quy định, quy chuẩn về sử dụng, bảo trì và an toàn khi sử dụng các loại van tuyến tính.
Các bạn thân mến, như vậy đến đây các bạn đã giải đáp được câu hỏi chính cho chủ đề hôm nay: van tuyến tính là gì? rồi phải không ạ
Có thể nói, cách đây một vài năm về trước. Nghe đến các dòng van tuyến tính tại thị trường Việt Nam chúng ta thấy đang còn rất mới mẻ. Chưa hình dung được rõ ràng đây là dòng van gì? Các sử dụng van tuyến tính, ứng dụng của van điều khiển tuyến tính như thế nào. Tuy nhiên hiện nay, nhu cầu thay thế các dòng van tự động ngày càng trở nên cấp thiết, chính vì vậy hiện nay hầu hết các hệ thống nhà máy, khu công nghiệp đang dần chuyển đổi sang các dòng sản phẩm này
Bài viết giới hạn nên chúng tôi chỉ giới thiệu qua mà không đi sâu phân tích từng loại van tuyến tính như thế nào. Các bạn có thể tìm hiểu ở Website này để biết chi tiết các dòng van tuyến tính hiện nay
Hẹn gặp lại ở các bài viết sau!
