Thiết bị truyền động khí nén

Để có thể điều khiển hoạt động đóng mở của các dòng van công nghiệp 1 cách tự động, người ta thường dùng đến các thiết bị truyền động khí nén hoặc các thiệt bị truyền động điện. Thiết bị truyền động khí nén là thiết bị có khả năng điều khiển hoạt động đóng, mở của van công nghiệp nhanh chóng, chính xác, sử dụng nguồi năng lượng tự nhiên là khí nén để hoạt động không gây hại đến môi trường và khống tốn nhiều chi phí hoạt động đó là bộ truyền động khí nén.

Thiết bị truyền động khí nén là sản phẩm rất được tin dụng trên thị trường hiện nay với độ tin cậy cao, đạt hiệu quả tốt khi sử dụng và an toàn. Để biết thêm chi tiết về thiết bị truyền động này, chúng được cấu tạo như thế nào, cách hoạt động ra sao, có bao nhiêu loại và chúng có thể mang lại những hiệu quả gì cho hệ thống. Mời các bạn theo dõi bài viết dưới đây để có thể làm rõ những điều trên.

Giới thiệu về thiết bị truyền động khí nén 

Thiết bị truyền động khí nén hay còn được gọi là bộ điều khiển khí nén có tên tiếng anh là ( Pneumatic Actuator ), là 1 thiết bị quan trọng trong các ứng dụng công nghiệp và hệ thống đường ống. Được thiết kế để chuyển đổi năng lượng khí nén thành năng lượng cơ học, thiết bị này cho phép điều khiển hoạt động của van công nghiệp hoặc 1 bộ phận cơ khí khác đóng hoặc mở 1 các nhanh chóng và chính xác.

Với thiết kế đa dạng, bộ điều khiển khí nén có khả năng thực hiện cả chuyển động quay và chuyện động thẳng, tùy thuộc vào loại thiết bị và môi trường ứng dụng. Bằng vào việc cung cấp khí nén vào thiết bị, áp lực khí nén sẽ tạo ra sự mở rộng hoặc thu hẹp khoảng cách giữ các bộ trên trong thiết bị từ đó dẫn đến các chuyển động của thiết bị đã được định trước.

Bộ truyền động khí nén có thể được điều khiển từ xa và được sử dụng phổ biến trong các hệ thống đường ống công nghiệp. Đặc biệt chúng đáng tin cậy và an toàn vì hoạt động chủ yếu dựa trên áp lực khí nén, giúp tránh nguy hiển cháy nổ hay chập điện như các thiết bị hoạt động bằng điện.

Trên thực tế, bộ điều khiển khí nén đã chứng tỏ được vai trò quan trọng của nó trong việc cải thiện hiệu suất và đảm bảo an toàn trong các ứng dụng công nghiệp và các hệ thống chuyền tải chất lỏng và chất khí. Với tính linh hoạt, độ bền cao, đa dạng chủng loại và khả năng điều khiển từ xa, bộ điều khiển khí nén được xem là 1 giải pháp đáng tin cậy trong các ngành công nghiệp hiện đại hiện nay.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động thiết bị truyền động khí nén

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của thiết bị truyền động khí nén phụ thuộc vào từng loại thiết bị khác nhau, nhưng nhìn chung chúng đều có những thành phần chính và nguyên lý hoạt động tương tự nhau. Dưới đây là một mô tả tổng quan về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của thiết bị truyền động khí nén:

Cấu tạo

Cấu tạo của bộ điều khiển khí nén bao gồm các thành phần chính sau đây:

Vỏ: Thân của bộ điều khiển khí nén, thường được chế tạo từ hợp kim nhôm nguyên khối hoặc thép không gỉ. Bề ngoài của vỏ có thể được phủ một lớp sơn tính điện, giúp tăng khả năng cách điện, chịu nhiệt cao, chống oxy hóa và tăng tuổi thọ.

Bánh răng và Piston: Hai bộ phận này được kết nối để tạo chuyển động xoay cho trục van khi khí nén được cấp vào. Bánh răng và piston hoạt động cùng nhau để chuyển động và điều chỉnh van.

Bulong: Có nhiệm vụ điều chỉnh góc đóng mở van, đảm bảo hoạt động của van diễn ra một cách chính xác và hợp lý.

Vòng bi: Chức năng chính của vòng bi là giúp quá trình hoạt động của thiết bị trơn tru và dễ dàng. Vòng bi giúp giảm ma sát và hỗ trợ trục bánh răng truyền lực quay đến trục van.

Trục bánh răng: Đây là bộ phận nhận momen xoắn từ piston và truyền lực quay đến trục van. Khi trục bánh răng quay, đĩa van sẽ tạo ra trạng thái đóng hoặc mở của van.

Chốt định vị: Chốt định vị giúp các bộ phận bên trong thiết bị hoạt động theo một quy trình, một định dạng nhất định, đảm bảo tính chính xác và ổn định của hệ thống.

Lò xo đàn hồi: Lò xo đàn hồi thường được sử dụng dưới dạng tác động đơn, và có chức năng làm đàn hồi piston. Lực đẩy của khí nén và sự chênh lệch áp suất bên trong bộ khí nén giúp lò xo đẩy piston lên và hạ xuống, thực hiện chuyển động van.

Vòng bi bảo vệ: Vòng bi bảo vệ có chức năng bảo vệ trục bánh răng khỏi các va đập mạnh, giúp tăng tuổi thọ và bảo trì hiệu suất của thiết bị.

Bulong: Đây là bộ phận giúp cố vỏ ốp ngoài kết hợp với lưng bộ điều khiển, đảm bảo cấu trúc và ổn định của thiết bị.

Nắp bộ điều khiển: Nắp này thường có hai màu, thể hiện hai trạng thái đóng mở của van, giúp người sử dụng nhận biết và điều chỉnh van một cách dễ dàng.

Nguyên lý hoạt động

Bộ chuyền động khí nén hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển đổi năng lượng từ khí nén thành năng lượng cơ năng để điều khiển các cơ cấu chấp hành. Khi bộ điều khiển tiếp nhận nguồn khí nén từ bên ngoài, bộ phận xy lanh sẽ được kích hoạt để chuyển đổi khí nén thành chuyển động cơ năng. Có hai loại chuyển động chính trong cơ cấu này là chuyển động xoay và chuyển động thẳng đứng.

Trục bánh răng được liên kết với bộ phận bánh răng, và khi trục bánh răng quay, trục van kết nối với van cơ sẽ cũng quay theo. Chuyển động quay của trục van sẽ làm cho van mở hoặc đóng theo chiều chuyển động của bánh răng.

Đối với dạng van tác động đơn, để duy trì trạng thái mở của van, cần cấp khí liên tục. Nếu nguồn khí bị ngắt, lo xo đàn hồi sẽ đưa van trở về trạng thái ban đầu.

Ưu điểm và 1 số hạn chế của bộ điều khiển khí nén

Bộ điều khiển khí nén đã trở nên phổ biến và không còn xa lạ đối với chúng ta. Chúng được áp dụng rộng rãi trong cả lĩnh vực dân dụng và công nghiệp, đóng vai trò quan trọng trong hầu hết các hệ thống đường ống hiện nay.

So với các van hoạt động thủ công bằng tay, bộ điều khiển khí nén tích hợp đầy đủ các ưu điểm vượt trội của thiết bị tự động hóa. Điều này giúp hiện đại hóa hệ thống, tăng cường sự ổn định hoạt động, nâng cao năng suất làm việc và giảm bớt chi phí nhân công và vận hành hệ thống.

Tuy nhiên, như bất kỳ loại van nào, bộ điều khiển khí nén cũng có nhược điểm đi kèm với các ưu điểm vượt trội. Dưới đây, chúng ta sẽ điểm qua một số ưu điểm và hạn chế của thiết bị chuyền động khí nén.

Ưu điểm

• Vì thiết bị hoạt động dựa trên áp lực khí nén, không có nhiên liệu hoặc nguồn điện tham gia trực tiếp vào quá trình làm việc, do đó giảm nguy cơ cháy nổ và đảm bảo độ an toàn cao.
• Thiết bị truyền động khí nén có khả năng vận hành nhanh chóng, giúp điều khiển van mở hoặc đóng trong thời gian ngắn, từ 1 đến 3 giây.
• Sử dụng khí nén nên thiết bị này có thể hoạt động ngay cả khí gặp sự cố điện, thuận tiện hơn so với các thiết bị điều khiển điện.
• Thiết bị truyền động khí nén có khả năng sử dụng với nhiều loại van khác nhau, bao gồm van bi, van bướm, van cổng, van cầu, và nhiều loại van khác.
• Bộ truyền động khí nén được sản xuất theo tiêu chuẩn IP67, đảm bảo độ bền cao và khả năng hoạt động tốt trong môi trường khắc nghiệt như môi trường ẩm ướt, bụi bẩn, hay môi trường có tác động hóa chất.
• Bộ điều khiển khí nén có thiết kế đơn giản và kích thước nhỏ gọn, giúp dễ dàng lắp đặt vào các hệ thống, ngoài ra, việc bảo dưỡng và thay thế cũng trở nên đơn giản do các linh kiện có sẵn và dễ tìm thấy trên thị trường.
• Thiết bị truyền động khí nén có nhiều mẫu mã, model và thương hiệu khác nhau, cho phép khách hàng lựa chọn phù hợp với yêu cầu và hệ thống của họ, việc này mang lại sự linh hoạt và tùy chọn đa dạng cho người dùng.
• Thiết bị truyền động khí nén có giá thành thường thấp hơn so với thiết bị truyền động điện tương đương.

Một số hạn chế của bộ điều khiển khí nén

Thiết bị chuyền động khí nén cũng có 1 số hạn chế nhất định khí sử đụng đó là:

• Trong qúa trình hoạt động bộ truyền động khí nén phả xả khí thừa ra ngoài, việc này sẽ gây ra tiếng ồn.
• Với các dòng van có kích thước lớn nên sử dụng thiết bị truyền động điện thay vì thiết bị truyền động khí nén.

Thương hiệu và xuất xứ thiết bị truyền động khí nén

Công ty XNK HT Việt Nam, chúng tôi nhập khẩu các thiết bị truyền động khí nén từ các thương hiệu hàng đầu trên thế giới, bao gồm Geko (xuất xứ Đài Loan) và KB (xuất xứ Hàn Quốc). Các sản phẩm của chúng tôi đáp ứng tiêu chuẩn IP67 và đã được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp tại thị trường Việt Nam và quốc tế, do đó quý vị và các bạn không cần lo lắng về chất lượng.

Bộ điều khiển khí nén từ Geko và KB cho phép lắp đặt nhiều loại van cơ điển hình như van bướm, van bi, van cầu,… Cách lắp đặt và cơ chế hoạt động cũng đơn giản và dễ dàng.

Phân loại thiết bị truyền động khí nén

Để phân loại bộ chuyền động khí nén, chúng ta có thể phân chúng thành 2 loại chính theo dạng điều khiển của chúng là điều khiển ON/OFF và điều khiển tuyến tính.

Thiết bị truyền động khí nén ON/OFF

Đối với dạng điều khiển ON/OFF này chúng ta có thể hiểu chúng hoạt động theo dạng đóng hoàn toàn và mở hoàn toàn.  Ở dạng này có 2 loại chính là tác động đơn và tác động kép, dưới đây là chi tiết của từng loại.

Tác động kép

Bộ khí nén tác động kép là dạng phổ biến nhất hiện nay. Nó cung cấp áp lực khí nén hai lần trong hai chu kỳ, một cho giai đoạn đóng và một cho giai đoạn mở. Khi áp lực khí nén được đưa vào khoang bên trong của bộ khí, nó tạo ra áp lực ép lên piston và thanh răng, tạo ra một momen xoắn xoay chuyển động truyền đến trục và đĩa van thông qua trục chuyền.

Khi yêu cầu đóng, áp lực khí nén được đưa vào hai khoang bên ngoài của piston và thanh răng. Lúc này, hai piston và thanh răng được ép về vị trí ban đầu tương ứng với trạng thái đóng của van.

Tác động đơn

Khác với dòng tác động đơn dòng tác động đơn này hoạt động dựa trên nguyên tắc cung cấp áp suất khí nén một lần để khởi động quá trình mở, và khi quá trình kết thúc, chỉ cần ngừng cung cấp áp suất khí nén. Bằng cách sử dụng lò xo đàn hồi, hệ thống tự động đưa bộ khí về trạng thái đóng.

Khi áp suất khí nén được cung cấp vào không gian bên trong, áp suất này vượt quá lực đàn hồi của lò xo và lực ép lò xo, gây di chuyển của piston và thanh răng theo hai hướng khác nhau, tạo ra một moment xoắn tương ứng với trạng thái mở. Để duy trì hoạt động của hệ thống, chúng ta cần tiếp tục cung cấp áp suất khí nén trong quá trình vận hành.

Bộ truyền động khí nén tuyến tính

Bộ truyền động khí nén tuyến tính là một thiết bị quan trọng trong hệ thống điều tiết dòng chảy ở áp suất thấp. Với khả năng tự điều chỉnh khả năng đóng mở của van theo các góc từ 1 đến 90 độ, nó mang lại sự linh hoạt và tiện ích cho mỗi người dùng.

Bộ truyền động này sử dụng tín hiệu đầu vào từ 4-20mA để điều khiển cánh van cơ, tương ứng với các góc từ 0 đến 90 độ. Điều này cho phép người dùng tùy chỉnh van theo nhu cầu sử dụng cụ thể của họ, đảm bảo hiệu suất tối ưu trong quá trình vận hành.

Với tính năng linh hoạt và khả năng điều chỉnh dễ dàng, bộ truyền động khí nén tuyến tính trở thành một thiết bị quan trọng và không thể thiếu trong các nhà máy sản xuất. Nó đảm bảo sự ổn định và hiệu quả trong việc điều tiết dòng chảy ở áp suất thấp, đáp ứng được các yêu cầu khắt khe của quy trình sản xuất.

Các dòng bộ truyền động khí nén phổ biến hiện nay

Hiện nay, trên thị trường có một số lượng lớn các dòng sản phẩm bộ chuyền động do các hãng sản xuất nổi tiếng trên toàn cầu cung cấp. Các sản phẩm này được đánh giá cao về chức năng, độ bền và hiệu quả sử dụng. Dưới đây là ba dòng sản phẩm đang được sử dụng phổ biến từ các hãng sản xuất nổi tiếng.

Bộ truyền động khí nén Gekovalve

Bộ truyền động khí nén Gekovalve là một sản phẩm được sản xuất bởi thương hiệu Geko, một thương hiệu nổi tiếng đến từ Đài Loan chuyên về tự động hóa. Được thiết kế nhằm vào hiệu suất và độ chính xác, bộ truyền động này cung cấp momen xoắn mạnh mẽ và đảm bảo hoạt động suôn sẻ với các chi tiết chính xác.

Với tốc độ vận hành nhanh chóng và khả năng chịu áp lực cơ học tốt, bộ truyền động khí nén Gekovalve được đánh giá rất cao trong quá trình sử dụng. Thương hiệu Geko luôn đáp ứng đa dạng nhu cầu của người dùng, và do đó, dòng sản phẩm này được thiết kế phù hợp với mọi nhu cầu và có mức giá hợp lý.

Bộ truyền động khí nén Kosaplus

Là sản phẩm được thiết kế và sản xuất bởi thương hiệu Kosaplus, xuất xứ từ Hàn Quốc. Với sự chú trọng đến hiệu quả và an toàn, Kosaplus luôn cam kết mang đến cho người dùng sự tin cậy và chất lượng cao trong quá trình lắp đặt và sử dụng.

Được sản xuất trên dây chuyền hiện đại và tiên tiến, bộ truyền động khí nén Kosaplus trải qua quy trình kiểm tra nghiêm ngặt để đảm bảo mỗi sản phẩm đạt đến chất lượng tốt nhất trước khi đến tay người dùng. Điều này đảm bảo rằng bộ điều khiển này hoạt động một cách hiệu quả và ổn định, đáp ứng tốt các yêu cầu của các ứng dụng công nghiệp.

Tuy nhiên, điểm đặc biệt của dòng sản phẩm Kosaplus chính là sự hiện đại và chất lượng cao, điều này dẫn đến giá thành cao hơn so với các dòng sản phẩm khác từ các hãng khác.

Bộ truyền động khí nén Haitima

Đây là dòng sản phẩm đến từ đất nước Đài Loan, được sản xuất và phân phối bởi thương hiệu sản xuất van nổi tiếng thế giới Haitima. Với uy tín đã được khẳng định thông qua nhiều dự án lớn trên toàn cầu, Haitima tự hào mang đến thị trường van những sản phẩm chất lượng cao.

Bộ điều khiển khí nén Haitima được thiết kế để cung cấp hiệu suất tối đa trong các ứng dụng truyền động khí nén. Với độ bền vượt trội và khả năng hoạt động đáng tin cậy, các bộ điều khiển này đảm bảo sự ổn định và chính xác trong việc điều khiển các thiết bị và hệ thống.

Tìm hiểu thêm: Tính chất của vật liệu gang – sản xuất van công nghiệp

Ứng dụng của bộ điều khiển khí nén

Bộ truyền động khí nén là một thành phần quan trọng trong nhiều hệ thống công nghiệp và được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau. Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến của bộ truyền động khí nén:

• Nhà máy sản xuất thực phẩm và dược phẩm,..
• Khu công nghiệp và trạm thủy điện, nhiệt điện,…
• Hệ thống cấp thoát nước và xử lý nước,…
• Hệ thống đường ống sử lý hóa chất,..
• Các hệ thống khai thác khí tự nhiên, chất đốt, dầu mỏ,…

Bộ truyền động khí nén cung cấp nhiều lợi ích trong các ứng dụng này, bao gồm khả năng điều khiển linh hoạt, khả năng truyền tải công suất cao, độ tin cậy và khả năng làm việc trong môi trường khắc nghiệt. Nó giúp tối ưu hóa hiệu suất và tiết kiệm năng lượng trong quá trình vận hành các hệ thống công nghiệp và đảm bảo sự ổn định và an toàn của các quy trình sản xuất và xử lý.

Công dụng của thiết bị truyền động khí nén trong công nghiệp

Thiết bị truyền động khí nén thường được sử dụng chủ yếu để điều khiển tự động trong các ngành công nghiệp như xử lý nước, hóa chất, thực phẩm, và nhiều lĩnh vực khác. Đồng thời, chúng thường được kết hợp với các loại van cơ để tối ưu hóa hiệu suất làm việc của mình. Có một số loại van điều khiển khí nén phổ biến như:

• Van bướm điều khiển khí nén.
• Van cầu điều khiển khí nén.
• Van bi điều khiển khí nén.
• Van y xiên khí nén.
• Van cổng điều khiển khí nén.

Qua bài viết này, chúng tôi hy vọng có thể giúp bạn hiểu rõ hơn về những đặc điểm nổi bật và cách hoạt động của thiết bị truyền động khí nén, cũng như khả năng lắp đặt cho các loại van khác nhau. Đặc biệt, nếu bạn đang quan tâm đến việc sử dụng các loại van công nghiệp chung và van điều khiển khí nén cụ thể, bạn có thể tham khảo các sản phẩm tại Công ty XNK HT Việt Nam.

Có thể bạn chưa biết: Bơm thủy lực là gì – Các loại bơm thủy lực