Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại van công nghiệp, trong đó van bi điều khiển khí nén chiếm một phần không nhỏ, và ngày càng được sử dụng phổ biến trong các nhà máy sản suất, hệ thống tự động hóa, các hệ thống cần độ an toàn cao, đòi hỏi phòng tránh cháy nổ như hệ thống gas, khí đốt, dầu…

Van bi điều khiển khí nén là một bộ thiết bị bao gồm một van bi và một thiết bị truyền động bằng khí nén. Được lắp đặt lên hệ thống đường ống, và sử dụng áp suất của khí nén để đóng mở, điều tiết lưu lượng của lưu chất chảy qua van. Đồng thời cũng là điều tiết cho cả hệ thống.

Loại van này có khá nhiều chủng loại, kích cỡ cũng như các thương hiệu, suất xứ. Từ hàng cao cấp nhập khẩu Châu Âu, Nhật Bản, hàng tầm trung được sản suất ở châu á, Đài Loan, Hàn Quốc đến hàng rẻ tiền từ Trung Quốc…

Van bi điều khiển bằng khí nén hiện nay được sử dụng đa dạng về các loại van có thể kể đến các loại van bi điều khiển

Dù được sản suất ở đâu, mang thương hiệu gì, đắt hay rẻ. Nhưng tất cả các loại van bướm khí nén đều có chung thành phần cấu tạo.

1. CẤU TẠO CỦA VAN BI ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN:

Nghe tên gọi chúng ta đã hình dung ra được sản phẩm được cấu tạo từ hai thiết bị chính là “Van bi” và phần “điều khiển bằng khí nén”. Tới đây mình sẽ bóc tách van ra thành các chi tiết riêng biệt để các bạn có cái nhìn kỹ hơn.

Thiết bị đầu tiên mình muốn đề cập đó là:

a. Van bi

Là một loại van công nghiệp với công dụng là đóng mở, điều tiết lưu chất trên đường ống. Cấu tạo của van gồm có: Thân van, Bi van, trục van, vòng làm kín, và thiết bị truyền động. Van có nhiều loại được thiết kế và sản suất với nhiều mục đích và ứng dụng khác nhau.

Loại được sử dụng lắp đầu khí nén phải có tán với tiêu chuẩn kết nối ISO 5211, cùng với tiêu chuẩn kết nối của mọi loại thiết bị truyền động bằng khí nén.

Cùng với đó là sử dụng các loại van bi khác nhau để có thể lắp động cơ khí nén như van bi Inox, va bi nhựa, van bi gang…

Ngoài ra loại van bi này còn phải được thiết kế sao cho có mô men soắn nhỏ nhất có thể (lực xoay viên bi + lực ma sát của truc van).

Thiết bị thứ 2 tiếp theo là thành phần chủ chốt của sảm phầm. Mình sẽ tập trung mô tả chi tiết cho thiết bị này.

b. Thiết bị truyền động bằng khí nén ( Pneumatic actuator)

Thiết bị truyền động bằng khí nén gọi tắt là “đầu khí nén”, có tên tiếng anh là Pneumatic actuator, Là thiết bị phụ kiện của van, có hai loại cơ bản.

Loại thứ nhất sử dụng áp suất khí nén để tạo ra lực đẩy tịnh tiến theo phương thẳng đứng. Loại này thường được sử dụng trên các van cầu, van màng, van dao…

Loại thứ hai sử dụng áp suất của khí nén để tạo ra lực quay góc ¼ (góc 90 độ). Loại này thường được sử dụng trên các van có góc quay 90 độ như van bi van bướm.

Trong bài bày mình chỉ đề cập đến loại loại thứ hai tức là loại chuyển động quay.

Ở loại này chúng ta có 2 dang, tác động đơn (single acting), và tác động kép (double acting). Cả hai đều có chung cấu tạo, chỉ khác là dạng tác động đơn có tích hợp thêm các lò xo, còn tác động kép thì không.

Cấu tạo của bộ truyền động dạng quay tương tự như một xilanh khí nén, chúng ta sẽ đi tìm hiểu chi tiết từng bộ phận.

Như hình trên chúng ta có thể thấy bộ truyền đông có cấu tạo từ các chi tiết sau:

1. Thân bộ truyền động: là bộ phận chứa các các thành phần khác và cũng đóng vai trò là một cái xi lanh. Đa số được đúc bằng nhôm nguyên khối có thể chịu được áp suất cao. Bên ngoài được phủ một lớp oxit nhôm hoặc sơn để chống sự ăn mòn từ môi trường xung quanh.
2. Piston: là chi tiết chịu áp suất của khí nén và sinh ra chuyển động tịnh tiến thẳng. Bộ phận này được chế tạo từ hợp kim ít bị ăn mòn cơ học phù hợp với cường độ chuyển động cao. Trên pistong có các thanh răng để truyền động cho trục. Bộ truyền động được tích hợp hai piston để tăng mô men xoăn (lực xoay).
3. Trục: là bộ phần chuyển đổi từ chuyển động tịnh tiến thẳng thành chuển động quay. Một đầu của trục kết nối với bộ báo trạng thái on/off hoặc các phụ kiện khác. Trên thân trục có các răng ăn khớp với thanh răng trên hai pistong. Đầu còn lại được đục lỗ hình vuông hoặc bát giác, bán nguyệt.. để kết nối với trục van.
4. Nắp đậy hai bên đầu khí: có tác dụng bịt kín và bảo vệ các chi tiết phía trong và hạn chế hành trình của piston. Ngoài ra cung là nơi gắn lò xo.
5. Ốc hãm hành trình quay của trục. Khi nới hai ốc này ra thì góc quay của trục lớn hơn 90 độ. Khi vặn vào thì góc quay của trục nhỏ hơn 90 độ. Hai ốc này để căn chỉnh trong trường hợp van đóng/mở không hết (đóng/mở không hoàn toàn).
6. Lò xo: chỉ có trong bộ truyền động tác động đơn. Lò xo có nhiệm vụ đẩy piston chuyển động theo chiều ngược lại. Bộ truyền động tác động đơn có thể lắp một hoặc nhiều lò xo tùy theo thiết kế của nhà sản suất hoặc phụ thuộc vào mô men xoắn của các loại van, van có mô nen xoắn càng nhỏ thì cần số lượng lò xo càng ít.
7. Bộ phận báo trạng thái on/off của van: Chúng ta cũng có thể thay thế bằng các phụ kiện khác như, công tắc giới hạn, bộ điều tiết khí nén tuyến tính…
8. Ngoài ra còn nhiều chi tiết phụ khác như vòng làm kín, giăng, phớt, bu lông, vv…

c. Các phụ kiện đi kèm

Để van bi điều khiển bằng khí nén hoạt động trơn tru, và bề bỉ và hoàn toàn tự động, hoặc cần thêm các tính năng khác như đóng mở theo góc, lấy tín hiệu đóng/mở …Chúng ta cần có các thiết bị phụ tích hợp thêm vào sản phẩm.

Van điện từ khí nén (solenoid valve): Van này có nhiệm vụ phân chia khí nén vào các buồng xilanh. Sử dụng điện áp 24V, 220V để có thể điều tiết khí nén đến động cơ

Công tắc giới hạn (Limit switch box): có tính năng lấy tín hiệu điện đóng/mở về tủ điều khiển.

Bộ định vị điều tiết khí nén (Rotary Positioner): bộ này có tính năng điều tiết khí nén để van có thể hoạt động đóng mở theo các góc độ khác nhau theo mong muốn. Đây là một bộ phận quan trọng đối với dòng van bi điều khiển khí nén dạng tuyến tính, nó cho phép van đóng mở ở các góc khác nhau theo ý muốn sử dụng của người sử dụng bằng tín hiệu 4-20mA.

Bộ tách nước (Auto drain) có chức năng tách nước ngưng tụ ra khỏi đường khí nén. Giúp không bị nước ngưng tụ trong xilanh.

Nguồn: vancongnghiepvn.net