Hệ thống khí nén có mặt trong hầu hết nhà máy công nghiệp. Từ dây chuyền sản xuất ô tô đến nhà máy thực phẩm, khí nén được dùng để truyền động, kẹp chặt, phun sơn và vận chuyển vật liệu. Trong toàn bộ hệ thống đó, van đóng vai trò kiểm soát dòng khí tại mọi điểm. Chọn sai van hoặc lắp đặt không đúng làm hệ thống hoạt động kém hiệu quả, tiêu tốn năng lượng và gây sự cố. Bài viết này giúp bạn hiểu rõ các loại van trong hệ khí nén và cách lựa chọn đúng.
Đặc Điểm Khác Biệt Của Khí Nén So Với Lưu Chất Lỏng
Khí nén có những đặc tính riêng mà van cần được thiết kế phù hợp.
Khí nén có thể nén được. Khi áp suất thay đổi, thể tích khí thay đổi theo. Điều này khác hoàn toàn với chất lỏng gần như không nén được. Van trong hệ khí nén cần kiểm soát được sự thay đổi thể tích này.
Khí nén thoát rất nhanh khi có khe hở. Rò rỉ khí nén không nhìn thấy bằng mắt thường nhưng tiêu tốn năng lượng rất lớn. Một lỗ rò rỉ nhỏ 1mm ở áp suất 7 bar có thể làm thất thoát vài trăm lít khí mỗi phút.
Khí nén có thể mang theo hơi nước và dầu từ máy nén. Các tạp chất này ảnh hưởng đến van, đặc biệt các van có đệm kín cao su dễ bị phồng hoặc ăn mòn bởi dầu.
Hiểu được các đặc tính này giúp chọn van và vật liệu đúng cho hệ thống khí nén.
Các Loại Van Chính Trong Hệ Thống Khí Nén
Van Ngắt (Shut-off Valve)
Van ngắt dùng để đóng mở hoàn toàn dòng khí. Không dùng để điều tiết lưu lượng.
Van bi là lựa chọn phổ biến nhất cho chức năng này. Đóng mở nhanh với 90 độ xoay. Độ kín cao khi đóng hoàn toàn. Tổn thất áp suất thấp khi mở hoàn toàn. Phù hợp để cô lập từng khu vực hoặc từng thiết bị trong hệ thống khí nén.
Van cổng cũng được dùng nhưng ít phổ biến hơn do cồng kềnh hơn van bi ở cùng kích thước.
Van Một Chiều (Check Valve)
Van một chiều chỉ cho khí chảy theo một hướng. Ngăn khí chảy ngược lại khi máy nén dừng.
Đây là van bắt buộc phải có ngay sau máy nén khí. Khi máy nén dừng, áp suất trong bình chứa khí cao hơn phía máy nén. Nếu không có van một chiều, khí sẽ chảy ngược vào máy nén. Làm máy nén quay ngược, hỏng trục khuỷu và các chi tiết cơ khí bên trong.
Van một chiều cũng dùng tại các nhánh phân phối để ngăn khí từ nhánh này sang nhánh khác khi áp suất mất cân bằng.
Van Giảm Áp (Pressure Reducing Valve)
Máy nén thường tạo ra áp suất 7 đến 10 bar. Nhưng nhiều thiết bị chỉ cần áp suất thấp hơn. Súng phun sơn cần 3 đến 4 bar. Thiết bị điều khiển khí nén cần 5 đến 6 bar. Van giảm áp điều chỉnh áp suất xuống mức phù hợp cho từng thiết bị.
Van giảm áp hoạt động tự động. Bên trong có lò xo và màng nhạy áp. Khi áp suất đầu ra vượt mức cài đặt, van tự đóng bớt lại. Khi áp suất đầu ra giảm, van tự mở ra để duy trì áp suất ổn định.
Mỗi điểm sử dụng khí nén nên có van giảm áp riêng. Tránh trường hợp áp suất tại một điểm ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống.
Van An Toàn (Safety Relief Valve)
Van an toàn là thiết bị bảo vệ bắt buộc trong mọi hệ thống khí nén. Khi áp suất vượt ngưỡng cài đặt, van tự mở xả bớt khí ra ngoài. Sau khi áp suất giảm xuống mức an toàn, van tự đóng lại.
Bình chứa khí nén bắt buộc phải có van an toàn theo quy định pháp luật về thiết bị áp lực. Van an toàn phải được kiểm định định kỳ để đảm bảo luôn hoạt động đúng áp suất cài đặt.
Không được điều chỉnh hoặc khóa van an toàn để chạy ở áp suất cao hơn mức thiết kế. Đây là vi phạm an toàn nghiêm trọng và có thể gây nổ bình chứa.
Van Điện Từ (Solenoid Valve)
Van điện từ là van điều khiển bằng điện. Khi có dòng điện chạy qua cuộn dây, lực điện từ kéo piston van lên, mở đường khí. Khi mất điện, lò xo đẩy piston về đóng đường khí lại.
Van điện từ phân loại theo cách hoạt động khi mất điện. Van thường đóng, tức là mặc định đóng khi mất điện. Van thường mở, tức là mặc định mở khi mất điện. Chọn loại nào tùy thuộc vào yêu cầu an toàn của ứng dụng.
Van điện từ được dùng rộng rãi để tự động hóa trong hệ thống khí nén. Kết hợp với cảm biến và bộ điều khiển PLC để tạo ra các chu trình tự động.
Tốc độ đóng mở của van điện từ rất nhanh. Thường chỉ vài mili giây. Phù hợp cho các ứng dụng cần đóng mở nhiều lần mỗi phút như máy đóng gói và máy dập.
Van Điều Tiết Lưu Lượng (Flow Control Valve)
Van điều tiết lưu lượng kiểm soát tốc độ dòng khí. Không thay đổi áp suất mà thay đổi lượng khí đi qua trong một đơn vị thời gian.
Ứng dụng phổ biến nhất là kiểm soát tốc độ xi lanh khí nén. Xi lanh di chuyển nhanh hay chậm tùy thuộc vào lưu lượng khí vào và ra. Van điều tiết lưu lượng lắp tại cửa vào hoặc cửa ra xi lanh để điều chỉnh tốc độ chuyển động.
Có hai kiểu lắp van điều tiết. Điều tiết đầu vào kiểm soát tốc độ khí vào xi lanh. Điều tiết đầu ra kiểm soát khí thoát ra khi xi lanh di chuyển. Điều tiết đầu ra thường ổn định hơn và được ưu tiên dùng trong thực tế.
Van Xả Nước Ngưng (Condensate Drain Valve)
Khí nén khi nén lại tạo ra hơi nước. Hơi nước này ngưng tụ thành nước lỏng trong bình chứa và đường ống. Nước lỏng trong hệ thống khí nén gây ăn mòn, làm hỏng thiết bị và ảnh hưởng chất lượng khí.
Van xả nước ngưng tự động xả nước tích tụ ra ngoài định kỳ. Loại cơ học dùng phao nổi để phát hiện mực nước. Loại điện tử xả theo đồng hồ hẹn giờ. Loại cảm biến điện dung phát hiện nước và xả ngay khi có đủ lượng nước.
Hệ thống khí nén không có van xả nước ngưng hoạt động đúng thường gặp vấn đề ăn mòn van, pittong xi lanh bị rỉ sét và chất lượng sản phẩm kém trong ứng dụng phun sơn.
Vật Liệu Van Phù Hợp Cho Khí Nén
Thân van phổ biến dùng thép không gỉ, nhôm hoặc đồng thau. Nhôm nhẹ và chống ăn mòn tốt, phù hợp cho khí nén sạch. Thép không gỉ dùng khi yêu cầu vệ sinh cao như thực phẩm và dược phẩm.
Đệm kín dùng phổ biến là NBR cho khí nén không có dầu đặc biệt. Với khí nén chứa dầu bôi trơn cần dùng NBR chịu dầu hoặc Viton. PTFE dùng cho ứng dụng yêu cầu vệ sinh cao.
Không dùng van thép thường không xử lý bề mặt cho hệ thống khí nén ngoài trời hoặc môi trường ẩm. Hơi nước trong khí nén cộng với độ ẩm môi trường làm van rỉ sét rất nhanh.
Lưu Ý Khi Lắp Đặt Van Khí Nén
Lắp van ngắt tại đầu mỗi nhánh phân phối. Cho phép cô lập từng khu vực để bảo trì mà không cần dừng toàn bộ hệ thống.
Lắp van một chiều ngay sau mỗi máy nén. Không bỏ qua dù hệ thống có bình chứa hay không.
Lắp van giảm áp và đồng hồ áp suất tại mỗi điểm sử dụng quan trọng. Theo dõi áp suất thực tế thay vì ước lượng.
Kiểm tra rò rỉ định kỳ bằng nước xà phòng hoặc thiết bị phát hiện siêu âm. Xử lý mọi điểm rò rỉ ngay khi phát hiện.
Kiểm định van an toàn theo đúng chu kỳ quy định. Không bỏ qua dù van trông vẫn còn tốt từ bên ngoài.
Kết Luận
Van trong hệ thống khí nén đa dạng về chủng loại và chức năng. Mỗi loại giải quyết một vấn đề cụ thể trong hệ thống. Van ngắt để cô lập. Van một chiều để bảo vệ máy nén. Van giảm áp để duy trì áp suất đúng mức. Van an toàn để ngăn nguy cơ nổ. Van điện từ để tự động hóa. Van xả nước để bảo vệ thiết bị khỏi ăn mòn.
Xem thêm sản phẩm TẠI ĐÂY
FACEBOOK:https://web.facebook.com/Công Ty Tnhh Đầu Tư Và Thiết Bị Công Nghiệp ADM
Mọi nhu cầu tư vần hay báo giá sản phẩm liên hệ qua:
Điện thoại:0965.595.039
GMAIL: Vattunhamay01@gmail.com