Van bi điều khiển khí nén

Van bi điều khiển khí nén là một trong những dòng van công nghiệp được sử dụng nhiều nhất hiện nay. Phục vụ cho các hệ điều hành tự động hóa, công nghiệp hóa trong một số hệ sản xuất, chăn nuôi. Không chỉ đổi mới và nâng cấp hệ thống lên một tầm cao mới. Van bi khi kết hợp với khí nén còn đưa đến cho người sử dụng những góc nhìn mới lạ. Vậy, chúng là dòng van công nghiệp như nào? Dưới đây là một số giới thiệu về dòng van bi điều khiển này.

Tại sao gọi là van bi điều khiển khí nén

Van bi điều khiển khí nén hay van bi khí nén, van bi điều khiển bằng khí nén là một dòng van bi được lắp đặt thêm bộ điều khiển tự động bằng khí nén thay thế các bộ điều khiển cơ học ban đầu ( dạng tay gạt, tay quay, núm vặn)… Hoạt động dựa trên sự truyền động của bộ khí nén khi được cung cấp áp lực khí nén tương đồng.

Mục đích của chúng là giúp vận hành van đóng mở một cách tự động thay vì sử dụng tay gạt điều khiển. Từ sự truyền động đó có thể làm cho van bi đóng/mở hay điều tiết được dòng chảy đi qua chúng một cách dễ dàng hơn.

Với cơ chế đóng / mở nhờ vào một xy lanh chuyển động của bộ khí nén. Các xy lanh này sau khi được bơm khí nén sẽ tự động thay đổi trạng thái On/Off chỉ khoảng 1 – 2s.

Được biết đến là dòng van điều khiển từ xa, van thích hợp sử dụng và lắp đặt ở những vị trí khuất tầm nhìn. Những vị trí trên cao hay những nơi mà con người ít đặt chân đến.

Van bi điều khiển khí nén có cấu tạo 2 phần rõ rệt: Bộ điều khiển khí nén & Bộ van bi lắp đặt vào hệ thống

Một số hình ảnh của van bi điều khiển khí nén

Nguyên lí hoạt động của van bi điều khiển khí nén

Là dòng van công nghiệp điều khiển tự động, van bi khí nén rất được ưa chuộng sử dụng. Tuy nhiên, không phải ai cũng có thể hiểu được chúng vận hành như thế nào. Dưới đây chúng tôi mô phỏng cho người dùng cách thức van bi khi nén làm việc.

Với cơ chế đóng mở theo góc vuông, làm việc hòa toàn bằng khí nén. Tạo cho van bi khí nén kiểu đóng mở nhanh gọn, đặc biệt đem lại độ an toàn cao.

Để dòng chảy có thể đi qua van bi, chúng ta sử dụng một lượng khí nén ổn định để cấp vào hệ thống. Áp lực của khí nén làm di chuyển piston thông qua hệ thống bánh răng. Và cung cấp lực momen xoắn cho trục vít làm xoay bi van một góc 90 độ.

Khi đưa khí qua van điện từ khí nén, áp lực khí nén tạo ra lực soắn liên kết với trục và viên bi xoay 1 góc 90 độ thực hiện quá trình mở hoặc đóng van.

Đặc biệt là dòng chất liệu đa dạng, có nhiều cơ chế lắp đặt hệ thống và mức giá khác nhau. Cũng có thể đáp ứng được những môi trường làm việc khác nhau lên đến PN25.

Kích thước nhỏ gọn bắt mắt của thân van, giúp tiết kiệm tối đa diện tích và không gian làm việc. Đặc biệt hơn, khi dòng chảy đi qua van bi khí nén, sẽ không bị ảnh hưởng về tốc độ dòng chảy.

Sơ lược qua cách vận hành của van bi điều khiển bằng khí nén. Vậy bạn đọc đã hiểu về van bi khí nén như nào? mời tham khảo qua video dưới đây.

Cấu tạo van bi điều khiển khí nén

Van bi điều khiển khí nén được cấu tạo từ các bộ phận chính như van bi cơ học, bộ điều khiển khí nén và các phụ kiện đi kèm. Chúng ta cùng tìm hiểu chi tiết các bộ phận này thông qua phần sau đây:

Cấu tạo van bi

Van bi có thiết kế nhỏ gọn, tiết kiệm không gian lắp đặt và hơn nữa là đặc tính đóng mở nhanh. Các chi tiết của van bi được liên kết với nhau 1 cách chặt chẽ gồm thân van, trục van, bi van, và thiết bị truyền động. Tùy vào môi trường làm việc mà chúng ta sẽ lựa chọn chất liệu van bi để lắp vào hệ thống

Van bi có nhiều loại và có nhiều mục đích sử dụng cùng ứng dụng khác nhau. Một số dòng tiêu chuẩn kết nối ren, bích khi kết hợp với bộ khí nén yêu cầu van bi cần có tán.

Và theo đó là chất liệu làm việc để van có thể phù hợp vào hệ thống ( nhựa, inox, gang,..). Ngoài ra, van bi còn cần thiết kế có độ chuẩn xác cao, các momen xoắn nhỏ nhất có thể.

>>Trong bài này, chúng tôi chủ yếu đề cập đến dòng van bi điều khiển khí nén. Nếu bạn đọc cần tìm hiểu kỹ hơn về dòng van bi, nhấn Xem thêm.

Cấu tạo bộ điều khiển khí nén

Với thiết kế dạng hình hộp chữ nhật, chế tạo với lớp vỏ hợp kim sơn tĩnh điện có khả năng chống bán bụi, không bị oxy hóa, ăn mòn từ môi trường. Đầu khí đạt tiêu chuẩn IP67 về kháng nước. Nhiệt độ làm việc tối đa của van từ 0 – 80 độ C, có thể lắp đặt ở rất nhiều các hệ thống khác nhau.

Bộ điều khiển được thiết kế theo 2 dạng hoạt động là tác động đơn và tác động kép. Vậy 2 dạng hoạt động như thế nào ? Và đây:

Bộ điều khiển khí nén có 3 kiểu hoạt động. Đó chình là kiểu tác động đơn, kiểu tác động kép và kiểu tuyến tính.

Kiểu tác động kép

(Double Acting) là loại tác động làm việc bằng hai chiều. Với thiết kế bộ điều khiển có 2 cửa cấp khí. Khi khi cấp vào cửa này thì cửa khí còn lại sẽ đóng. Đối với dòng tác động kép, phù hợp cho những van cần thời gian đóng mở lâu dài.

Kiểu tác động đơn

(Single Acting) Có cấu tạo tương tự với bộ tác động kép. Tuy nhiên kiểu tác động đơn có  cấu tạo thêm lò xo. Tiện cho quá trình làm việc sẽ được hồi lại vị trí ban đầu. Đơn giản là cấp khí thì mở, ngừng cấp khí thì đóng.

Các model của đầu khí nén Geko – Đài Loan: GK-32,GK-52, GK-63, GK-75, GK-83, GK-92, GK-105, GK-125, GK-140, GK-160, GK190.

Kiểu tuyến tính

Khác với hai kiểu đóng mở ON/OFF trên, dòng tuyến tính được sử dụng để đóng mở theo góc chéo. Với nguồn tín hiệu từ 4 – 20 mA giúp van có thể đóng mở theo các góc làm việc khác nhau.

4mA – đóng hoàn toàn

8mA – mở 25%

12mA – mở 50%

16mA – mở 75%

20mA – mở hoàn toàn

Các phụ kiện đi kèm

Để giúp thiết bị hoạt động trơn tru, và bền bỉ, cũng theo đó hỗ trợ thiết bị đóng mở theo nhu cầu. Chúng ta có thể sử dụng các thiết bị phụ kiện đi kèm dưới đây.

1. Van điện từ khí nén ( solenoil valve) được dùng cho việc phân chia khí nén vào các buồng xilanh. Sử dụng nguồn  là 24V hoặc 220V
2. Công tắc giới hạn ( limit swith box): báo tín hiệu đóng/mở về tủ điều khiển
3. Bộ điều tiết khí nén ( Rotary positioner) hay còn được gọi là bộ tuyến tính. Là thiết bị dùng cho việc chia góc đóng mở của van theo mong muốn người sử dụng. Bằng việc sử dụng nguồn tín hiệu 4 – 20 mA, giúp van bi khí nén đóng mở theo các góc tương xứng.
4. Bộ lọc tách nước : sử dụng cho các đường ống khí có độ ẩm cao. Tránh nước không bị đọng trong xilanh

Ngoài ra chúng ta còn có một số tiêu âm ( giảm thanh), đầu nối nhanh, dây dẫn khí nén để tạo nên 1 van hoàn chỉnh.

Ưu nhược điểm của van bi điều khiển khí nén

Van bi khí nén thông dụng nhất trong các lĩnh vực tự động hóa. Sử dụng dòng thiết bị này, sẽ giúp cho hệ thống làm việc được nâng cấp hơn. Cũng nhờ đó giúp giảm bớt chi phí thuê nguồn nhân lực lao động. Không những thế mà van còn được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau bởi các ưu và nhược điểm của van như:

Ưu điểm của van khí nén

• Van đóng mở nhanh, vận hành linh hoạt.
• Van rất phù hợp cho các lĩnh vực tự động hóa. Sử dụng dòng thiết bị này, sẽ giúp cho hệ thống làm việc được nâng cấp hơn. Cũng nhờ đó giúp giảm bớt chi phí thuê nguồn nhân lực lao động
• Van bi khí nén có cấu trúc đa dạng, rất phù hợp cho các hệ thống cần tháo rời để vệ sinh và bảo trì van.
• Thiết kế kết nối đơn giản, sử dụng các kiểu nối ren, nối bích thuận lợi và nhanh chóng. Tiết kiệm thời gian và giá thành sử dụng van bi khí nén.
• Lực ma sát mà van tạo ra đều tương đối thấp. Đặc biệt khả năng làm việc từ xa ngay cả khi người sử dụng không có mặt tại vị trí hệ thống hoạt động.
• Van hai chiều khí nén có thể linh hoạt lắp đặt được ở đa dạng môi trường. Từ các hệ môi trường nước, xăng dầu tới hệ oxi hóa mạnh, chất liệu làm việc cũng tương đối đa dạng.
• Giá thành của van bi điều khiển khí nén cũng tương đối phù hợp với những tiện ích mà chúng có thể mang lại.

Nhược điểm của van bi khí nén

Dòng van điều khiển nhìn chung luôn được đánh giá cao trong hệ thống. Chúng luôn được biết đến với điểm mạnh là khả năng làm việc nhanh chóng, đem lại hiệu quả cao. Tuy nhiên, dòng van bi điều khiển khí nén cũng mang theo một số nhược điểm như:

Việc sử dụng đóng mở van bằng khí nén, khi làm việc cần phải liên kết dây dẫn khí. Và nếu ở vị trí quá xa thì sẽ rối hệ thống làm việc do đường dẫn quá dài.

Sử dụng van bi khí nén sẽ chỉ phù hợp cho các hệ thống hoạt động tương tự bằng khí nén.

Ứng dụng van bi điều khiển khí nén

Hiện nay, các hệ thống làm việc đã và đang đổi mới rất nhiều. Và việc sử dụng van điều khiển được ưa chuộng cao. Van bi điều khiển khí nén Geko cũng vậy, chúng được người tiêu dung sử dụng cho một số hệ thống làm việc như:

Van bi điều khiến khí nén Geko xuất hiện rất rộng rãi trong các hệ thống tự động hóa. Nổi tiếng là dòng sản phẩm có tuổi thọ lâu bền. Cơ chế vận hành tương đối cao, với piston đóng mở khỏe và nhanh chóng.

• Sử dụng cho các hệ thống lắp đặt ở những môi trường nguy hiểm như trên cao, lắp đặt xa
• Lắp đặt cho các hệ thống cấp thoát nước, hóa chất, PCCC, HVAC
• Lắp đặt ở các hệ thống hóa chất, các hệ thống oxi hóa ăn mòn
• Lắp đặt ở các hệ thống dẫn nước sinh hoạt cho vòi rửa tay, máy giặt, máy rửa chén bát, lò sưởi,..
• Sử dụng cho các ngành công nghiệp điện, luyện kim, hóa dầu,..
• Ứng dụng cho các hệ thống nước sạch, hơi nước,…

Tính đa dạng của van bi điều khiển khí nén

Với sự đa dạng của các dòng van công nghiệp nói chung và van bi nói riêng khiến chúng ta không cần bàn cãi nhiều thêm. Chúng ta cùng nhau tìm hiểu chi tiết sự đa dạng của dòng van này như thế nào nhé:

Phân loại theo vật liệu van bi cơ học

Được sản xuất từ đa dạng các dòng vật liệu như thép, inox, gang hay thậm chí cả nhựa. Tuy nhiên chúng đều có những điểm mạnh và yếu để có thể phù hợp với từng môi trường làm việc riêng của mình.

1. Van bi inox điều khiển khí nén

Tổng thể van được làm từ vật liệu inox giúp van có khả năng chống ăn mòn cũng như oxy hóa tốt. Thích hợp làm việc trong các môi trường có chất ăn mòn kim loại, oxy thậm chí là muối biển, muối tan băng hay chứa clo đối với inox 316.

>>>Tìm hiểu thêm: Van bi inox điều khiển khí nén

2. Van bi gang điều khiển khí nén

Thân van bi được sản xuất hoàn toàn từ gang. Với đặc tính cứng kèm theo dòn, chịu được nhiệt độ cao của gang. Tuy nhiên dòng van này khá hạn chế về mặt chịu được va đập cũng như áp lực của hệ thống.

Đặc trưng có thể nhận biết đơn giản nhất đó là thân van dễ bị vỡ hay rạn nứt trong quá trình làm việc quá tải.

3. Van bi nhựa điều khiển khí nén

Được làm từ đa dạng vật liệu nhựa hiện nay đặc biệt là các dòng nhựa thông dụng hiện nay như PVC, uPVC, cPVC… với khả năng chịu ăn mòn của các hóa chất tương đối cao, tuy nhiên khả năng chịu nhiệt độ cao còn tương đối hạn chế.

Bên cạnh các dòng vật liệu nhựa thông dụng kể trên. Van bi nhựa còn được làm từ 1 số các dòng vật liệu khác như PPH, PPR giúp nâng cao khả năng chịu nhiệt cho van bi nhưng không làm mất đi khả năng chịu ăn mòn của van bi nhựa nói chung.

4. Van bi thép điều khiển khí nén

Được sản xuất đa phần từ thép WCB, thép SS400 ( Nhật Bản ). Được xem như sản phẩm quốc dân của dòng van bi hiện nay.

Khả năng làm việc trong đa dạng môi trường làm việc, chịu được nhiệt độ cũng như áp lực cao. Đây cũng là dòng van thường xuyên được sử dụng trong các hệ thống nhiệt độ cao lên đến 500 độ C

Phân loại theo bộ điều khiển khí nén

Với sự đa dạng về dạng đóng mở cũng như thương hiệu trên thị trường nên chúng ta không thể đề cập hết được nên chúng tôi xin phép nhắc tới 1 số thương hiệu cũng như dạng phổ biến và chất lượng hàng đầu hiện nay như:

5. Van bi điều khiển tuyến tính

Sử dụng thêm tương đối nhiều các phụ kiện cũng như bộ phận đi kèm khác như: cục tuyến tính, công tắc giám sát hành trình…

Với sự đa dạng về góc đóng mở giúp van đảm nhận tốt các công việc như điều tiết, pha trộn lưu chất trong hệ thông. Chúng ta thường bắt gặp với các dòng van bi cơ học nhiều ngã hay nhiều cửa lưu thông lưu chất.

6. Van bi điều khiển on/off

Dạng đóng và mở hoàn toàn, sử dụng như các dòng van chặn hiện nay. Không thể thực hiện nhiệm vụ điều tiết cũng như phân chia hay pha trộn lưu chất trong hệ thống.

7. Van bi điều khiển khí nén Geko

Với các dòng van bi cơ học được lắp đặt với bộ điều khiển Gekovalve – Đài Loan.

8. Van bi điều khiển khí nén KBvalve

Phân loại theo dạng kết nối

9. Van bi điều khiển khí nén mặt bích

10. Van bi điều khiển khí nén nối ren

11. Van bi điều khiển khí nén wafer

Một số lưu ý khi lựa chọn sản phẩm

Để có thể lựa chọn được sản phẩm phù hợp với hệ thống làm việc cũng như đảm bảo được hiệu quả làm việc và tuổi thọ của van thì chúng ta nên lưu ý một số điểm sau đây như:

Môi trường làm việc

Nói dễ hiểu là lưu chất lưu thông qua vị trí làm việc của van cũng như vị trí lắp đặt van. Tùy vào môi trường làm việc mà có thể lựa chọn vật liệu sản xuất van bi cơ học sao cho tối đa được hiệu quả cũng như tuổi thọ van. Ví dụ như:

• Van bi inox: Thích hợp làm việc với các môi trường lưu chất như chất ăn mòn, oxy hóa… Thậm chí là nước biển, muối biển hay muối tan băng đối với dòng vật liệu inox 316

• Van bi thép: Với khả năng chịu được nhiệt độ cao cũng như áp suất lớn nên thích hợp sử dụng trong các lò hơi, khí nén hay áp lực cao như thủy điện. Tuy vậy van dễ bị ăn mòn cũng như rỉ sét ở môi trường bên ngoài, đặc biệt là nước mưa.

• Còn đối với van bi nhựa được sản xuất để thay thế các dòng van bi kim loại trong các môi trường axit hay chất ăn mòn kim loại cao. Có thể giúp tối đa được hiệu quả làm việc cũng như chi phí. Tuy nhiên van bi nhựa không nên sử dụng trong các môi trường nhiệt độ cao cũng như áp lực lớn.

Thông số kỹ thuật của van bi điều khiển khí nén

Chúng ta nên quan tâm đến các vấn đề như kích cỡ van bi cơ học, áp lực tối đa cũng như nhiệt độ tối đa mà van có thể chịu được trong quá trình làm việc.

Để có thể đảm bảo an toàn cũng như tránh các trường hợp xấu có thể xảy ra nên lựa chọn van bi điều khiển khí nén có thông số kỹ thuật cao hơn từ 3-5% so với thông số tối đa mà hệ thống có thể đạt được.

Ngoài ra nên lựa chọn van có kích cỡ tương thích với hệ thống, tránh gượng ép lắp đặt van lớn hoặc nhỏ hơn so với hệ thống yêu cầu để xảy ra các trường hợp rò rỉ cũng như thất thoát lưu chất ra bên ngoài môi trường làm việc.

>>>Tìm hiểu thêm: Van bi nhựa điều khiển khí nén

BẢNG GIÁ VAN BI ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN

KÍCH THƯỚC	GIÁ BÁN
DN15	900,000đ
DN20	945,000đ
DN25	1,100,000đ
DN32	1,470,000đ
DN40	1,785,000đ
DN50	1,830,000đ