Cấu tạo van bướm điều khiển khí nén

Van bướm điều khiển khí nén là một trong những loại van thông dụng nhất và có vai trò quan trọng trong bất kỳ hệ thống ống dẫn lưu nào. Vậy Cấu tạo van bướm điều khiển khí nén là gì ? Tại sao nó lại được xem là thông dụng nhất ? Hãy cùng “Tổng kho valve” chúng tôi tìm hiểu ở bài viết dưới đây nhé!

I. Cấu tạo chung của van bướm điều khiển khí nén

  Cấu tạo van bướm điều khiển khí nén gồm 2 bộ phận chính sau:

1. Thân van bướm

Thân ngoài van: được cấu tạo bằng chất liệu gang, inox, thép, nhựa,… dùng để chứa các bộ phận bên trong và kết nối với các hệ thống đường ống, thiết bị theo kiểu nối tai, lắp bích, nối clamp,…Cánh bướm hay đĩa van: thường làm bằng inox, gang, nhựa,… dùng để đóng mở,…

Gioăng làm kín thông thường được làm bằng cao su, gioăng teflon,…Ngoài ra dòng van này bướm này không có gioăng và tự làm kín bằng cánh van bướm được ép vào thân van chuyên dùng cho môi trường nhiệt độ cao.

 

2. Bộ điều khiển khí nén

– Bộ điều khiển khí nén van bướm có nhiều loại như tay gạt, tay quay, bộ điều khiển điện, bộ điều khiển khí nén,… được làm từ chất liệu sắt, thép đối với tay quay và tay gạt. Được chế tạo từ hợp kim nhôm và được sơn tĩnh điện bên ngoài. Gồm các bộ phận như: trục vít, bánh răng, xi lanh, piston,… Có 2 bộ điều khiển khí nén:

Bộ điều khiển khí nén tác động đơn

• Hoạt động trên cơ chế chỉ dùng áp suất khí nén trọng chu trình mở và lực nén của lò xo sẽ thực hiện chu trình đóng.
• Khi cấp khí nén vào buồng trong của bộ điều khiển dưới tác động của khí nén sản sinh ra lực đẩy pit tong về 2 bên . Bánh răng sẽ quay ngược chiều kim đồng hồ và truyền chuyển động xuống trục van khiến van mở.
• Khi ngắt nguồn khí nén lực đàn hồi của lò xo sẽ đẩy pit tong vào trong như trạng thái ban đầu. Pit tong bị đẩy vào sẽ làm các bánh rưng quay theo chiều kim đồng hồ và truyền lực xuống trục van khiến van đóng

Bộ điều khiển khí nén tác động kép

• Hoạt động ở cả chu trình đóng và mở van đều phải cấp khí nén, phân chia khí nén vào 2 buồng khí được điều khiển bởi van điện từ khí nén.
• Khi cấp khí nén vào buồng trong sản sinh ra lực đẩy làm pit tong chuyển động sang 2 bên. Các bánh răng lúc này quay ngược chiều kim đồng hồ truyền lực xuống trục van làm van mở.
• Khi cấp khí nén vào buồng ngoài sản sinh ra lực đẩy làm pit tong chuyển động từ ngoài vào trong. Các bánh răng quay theo chiều kim đồng hồ truyền lực xuống trục van làm van đóng.

II. Cấu tạo các loại van bướm điều khiển khí nén

1. Van bướm điều khiển khí nén tác động đơn

Thân van:

– Cấu tạo từ các chi tiết sau: gioăng, cánh van, khung thân van, trục van, vòng đệm,… Là bộ phận ghép nối với bộ điều khiển khí nén tác động đơn được dùng để điều tiết lưu lượng dòng chảy, giúp dòng chảy đi qua hoặc ngăn không cho các dòng chảy đi qua hệ thống đường ống.

– Làm từ các vật liệu như: gang dẻo, inox, gang, nhựa chịu được nhiệt độ cao, áp suất lớn phù hợp để sử dụng trong các môi trường nước sạch, nước bẩn, hơi, hóa chất, khí, axit,…

Bộ truyền động khí nén tác động đơn:

– Có nhiệm vụ tạo ra chuyển động quay phù hợp, nhằm thay đổi trạng thái làm việc của van bướm, được cố định với thân van thông qua bu lông. Đây là loại bộ truyền động quay 90 độ được chế tạo từ các loại vật liệu như nhôm, hợp kim nhôm hoặc inox.

• Thân vỏ: Được chế tạo từ nhôm hoặc hợp nhôm, một số ít hoặc đặc biệt hơn được chế tạo từ inox.
• Hệ lò xo: Hệ thống lò xo của bộ truyền động được thiết kế khác nhau và được chế tạo từ thép không gỉ.
• Piston thanh truyền: Chế tạo từ nhôm, nhằm đáp ứng yêu cầu chịu lực và truyền lực. Đông thời nhôm nhẹ hơn nhiều so với các hợp kim và kim loại khác nén hiệu suất của bộ truyền động được tối ưu.
• Trục bánh răng: Chế tạo từ thép không gỉ.
• Một số chi tiết hỗ trợ cố định và làm kín thiết bị khác: bu lông, vòng đệm, gioăng,…

2. Van bướm điều khiển khí nén tác động kép

Thân van bướm:

– Chế tạo từ nhiều chất liệu như: inox, gang, thép hoặc nhựa. Loại van này thiết kế giông như 1 cánh bướm, cho phép điều tiết lưu lượng dễ dàng, bất kể lưu lượng lớn hay nhỏ.

– Van kết nối với đường ống theo nhiều kiểu khác nhau, bao gồm đường ống kiểu kẹp wafer, 2 mặt bích hoặc kết nối bằng hàn clamp.

Bộ khí nén tác động kép:

– Bộ khí nén này có thể lắp cho các thân van bướm và van bi tùy từng kích thước đều có bộ đầu khí tương ứng. Khi gắn thêm van điện từ chia khí nén chúng ta có thể điều khiển hơi khí đi vào bộ khí nén bằng điện.

– Loại này không sử dụng đến lực lò xo để ép piston xuống mà nó được thiết kế ở trên thân với 2 lỗ khí được đi vào. Khi chúng ta mở van thì chỉ việc cấp khí nén vào buồng thứ nhất ngược lại khi đóng van thì chỉ cần cấp khí vào buồng thứ hai.

Một số bộ phận kèm:

• Bộ định vị điều khiển khí nén: Sử dụng để điều khiển đĩa van đóng mở theo các góc mở từ 0 – 90 độ.
• Giảm thanh khí nén: Sử dụng để giảm tiếng ồn khi đầu khí hoạt động và chống bụi lọt vào bên trong.
• Công tắc giám sát hành trình: Giúp báo tín hiệu vị trí đóng mở của van về hệ thống điều khiển
• Đầu nối nhanh, dây dẫn khí: Là các phụ kiện để lắp đặt và nối khí nén vào đầu khí.

3. Van bướm khí nén đóng mở ON/OFF

Thân van bướm:

• Bộ phận làm kín( gioăng ): Được chế tạo từ chất liệu cao su, Teflon, PTEF,… bộ phận nay có nhiệm vụ chính là làm kín van ngăn lưu chất rò rỉ ra bên ngoài.
• Đĩa van: Làm bằng chất liệu phổ biến như gang, nhựa, inox,… dùng để đóng mở, cho phép lưu chất đi qua van hoặc chặn lại.

Bộ điều khiển khí nén:

– Bộ điều khiển khí nén làm từ hợp kim nhôm cao cấp, có nhiệm vụ cấp khí nén giúp van vận hành tự động. Piston, xi lanh, trục vít truyền động và lò xo là những bộ phận chính của bộ điều khiển khí nén.

– Bộ điều khiển khí nén có 2 dạng chính gồm:

• Bộ điều khiển khí nén tác động đơn
• Bộ điều khiển khí nén tác động kép

4. Van bướm điều khiển khí nén đóng mở tuyến tính

Thân van:

– Là phần giúp cho các dòng lưu chất đi qua và có dạng cánh bướm.

– Loại này đa dạng về chất liệu và kích thước như thân gang, cánh inox, gioăng cao su EPDM, NBR ; thân thép, cánh thép/inox, gioăng cao su ; thân nhựa ; thân inox .v..v. chịu được nhiệt độ cao, áp suất lớn và phù hợp để sử dụng trong nhiều môi trường khác nhau.

Bộ truyền động khí nén:

– Là bộ phận chính dẫn đến hoạt động đóng mở của van. Áp lực khí nén khiến cho trục và cánh van xoay để đóng mở.

– Bộ truyền động khí nén có 2 dạng: đó là tác động đơn ( lò xo tự phản hồi ) và tác động kép ( không có lò xo tự phản hồi ).

Bộ định vị tuyến tính Positioner:

– Có khả năng điều tiết lưu lượng khí nén tới từ bộ tác động khí nén giúp mở các góc khác nhau theo yêu cầu.

– Thiết bị này sẽ nhận tín hiệu điện analog 4 – 20mA từ 1 sản phẩm cảm biến nào đó có thể là cảm biến áp suất, nhiệt độ, lưu lượng. Qua đó sẽ tiếp nhận lệnh và điều tiết khí nén ở buồng chứa của bộ phận Pneumatic.

5. Van bướm thân gang cánh inox

Thân van:

• Trục van: Là bộ phận nằm giữa và liên kết bộ điều khiển với đĩa van, nhận lực xoay từ bộ điều khiển và tác động đến đĩa van, kéo theo đĩa van quay.
• Đĩa van: Được làm bằng chất liệu inox 304 – 316 cao cấp, thực hiện quay một góc 90 độ hoặc ít hơn để thực hiện đóng mở van, khả năng chống chịu tốt trước áp lực dòng chảy lớn, được gắn kết vừa khít với thân van để ngăn chặn rò rỉ lưu chất khi van đang ở trạng thái đóng, chịu được nhiệt độ cao và chống ăn mòn vượt trội.
• Gioăng làm kín: Có độ mềm dẻo và có tính chất đàn hồi, được chế tạo chủ yếu từ Teflon, NBR, PTFE…dạng hình vòng, trên bề mặt gioăng được thiết kế có lỗ hoặc không có lỗ. Chúng thường được đệm vào vị trí tiếp xúc giữa đĩa van và thân van, tạo khả năng đóng kín tuyệt đối, ngăn chặn rò rỉ khi van đang ở trạng thái đóng.

Bộ phận điều khiển khí nén:

– Là bộ phận quan trọng của van giúp đóng/mở. Cấu tạo với các bộ phận: thân đầu điều khiển, pit tong, lò xo, bánh răng và trục truyền động. Ngoài ra còn có các chi tiết khác như ốc vít, đầu thu và nhận khí.

– Loại này được thiết kế với 2 kiểu tác động:

• Tác động đơn: Có lò xo nằm bên trong, truyền động dựa vào lực đàn hồi của lò xo.
• Tác động kép: Sử dụng khí nén để đóng mở và không có lò xo nằm bên trong bộ khí.

6. Van bướm nhựa điều khiển khí nén

Thân van bướm: 

– Đây là bộ phận kết nối trực tiếp với hệ thống và tiếp xúc trực tiếp với dòng lưu chất. Bộ phận này có nhiệm vụ đóng mở hay điều tiết lưu lượng dòng chảy lớn nhỏ đi qua van tuỳ vào các chế độ mà người dùng vận hành. Cũng như các dòng van bướm khác chúng cũng được cấu tạo từ các bộ phận như:

• Thân van: Là chi tiết bao quanh, chế tạo từ các vật liệu nhựa cao cấp PVC, cPVC, uPVC, PPR…Tùy theo tính chất và nhiệt độ của từng loại lưu chất mà khách hàng có thể lựa chọn chất liệu cấu tạo phù hợp.
• Đĩa van: Thường được chế tạo từ vật liệu cùng với thân van.
• Trục van: Chế tạo từ vật liệu inox cao cấp SS304, SS316 nên có độ bền cao.
• Đệm van: Được là từ vật liệu cao su EPDM. Nên chúng có độ đàn hồi tốt và độ làm kín cao van khi van ở trạng thái đóng.

– Ngoài ra thân van bướm nhựa điều khiển khí nén còn có một số chi tiết quan trọng khác như vòng ôm, chốt hãm,…

Bộ truyền động khí nén:

– Được thiết kế từ hợp kim nhôm chịu được áp suất cao, phủ thêm 1 lớp sơn hoặc được mạ crom chống trầy xước và oxy hóa tăng thêm độ bền cho van.

– Bên trong của nó gồm 1 bộ xi lanh trục vít truyền động, piston và lò xo. Hoạt động của bộ thiết bị điều khiển khí nén này được chia làm 2 loại tác động đơn và tác động kép.

• Tác động đơn: chuyển động trục dạng xoay và dạng tịnh tiến.
• Tác động kép: chủ yếu là truyền động xoay trục van.

7. Van bướm toàn thân inox điều khiển khí nén

Thân van:

– Toàn bộ nguyên vật liệu đều được đúc nguyên khối từ inox cao cấp. Riêng vòng gioăng làm kín, có thể làm từ cao su hoặc Teflon.

• Thân van cánh van trục van: được đúc từ chất liệu inox chắc chắn. Làm việc được ở các môi trường < 220ºC và áp lực 25 kgf/cm3. Trên thân van sẽ được đúc các thông số làm việc mà van chịu được.
• Gioăng cao su: có hai loại gioăng, một là các vòng gioăng làm kín ngay cạnh trục và bộ điều khiển. Và hai là vòng đệm lớn lắp giữa thân van và cánh van. Cả hai loại này đều cho phép gia tăng độ kín khít cho van bướm inox.

Bộ điều khiển khí nén:

– Bất kì bộ điều khiển khí nén nào, chúng đều có cấu tạo gồm các bộ phận tương tự nhau. Và hiện nay van bướm toàn thân inox được chia làm 2 loại đó là: Tác động đơn và tác động kép.

• Tác động đơn: Thì chúng dựa theo cơ chế hoạt động 1 chiều. Chính vì vậy mà chúng sẽ có thiết kế thêm một số chi tiết để bộ điều khiển có thể tự hồi lại.
• Tác động kép: Gồm có vỏ, xi lanh, monent trục chứa bánh răng truyền động. Riêng dòng điều khiển tác động đơn thì có thêm lò xo để giúp thiết bị tự hồi về trạng thái cài đặt. 

8. Van cánh bướm điều khiển khí nén inox vi sinh

Thân van:

– Được thiết kế với 2 mặt có clamp kẹp để tiện cho việc tháo ráp và vệ sinh. Cốt van có thiết kế thêm bộ phận kết nối giữa thân van và bộ phận khí nén.

Bộ điều khiển khí nén:

– Là bộ phận quan trọng của van. Nó hoạt động nhờ áp suất khí nén từ 3-8 bar, chúng ta cũng có thể kết hợp với các thiết bị cảm biến khác để điều khiển tự động cho van như: mắt thần, cảm biến nhiệt độ, van selenoid, áp suất,…

9. Van bướm điều khiển khí nén inox làm kín bằng inox

Làm hoàn toàn từ inox, tính thẩm mỹ cao, có thể kể các kiểu mặt bích như wafer, lug để kết nối với hệ thống. 

Thân van:

• Trục van: Được làm từ thép không gỉ, inox có độ bền cơ học cao, gắn vào thân và đĩa van. Trục van có thể gắn tay gạt, tay quay, bộ điều khiển để hoạt động.
• Gioăng: Được làm từ cao su, teflon nên có thể chịu được nhiệt độ cao, chống oxy hóa chống ăn mòn tốt và có độ bền cao hơn so với van được làm bằng đồng hoặc nhựa.
• Đĩa van: Được làm bằng vật liệu inox 304 hoặc 316 có độ phẳng bề mặt cao, gioăng làm kín bằng teflon có độ kín cao.

Bộ điều khiển khí nén:

– Là nơi nhận tín hiệu điều khiển từ tủ điều khiển, sau đó sẽ thực hiện việc chuyển đổi lực nén thành động năng để cấp cho trục van đóng mở đĩa.

– Được sản xuất theo tiêu chuẩn IP67 với thiết kế từ hợp kim nguyên khối cao cấp giúp van hoạt động bền bỉ, chống va đập, chống oxy hóa chất ăn mòn. Vỏ bọc được phủ một lớp sơn tĩnh điện chống trầy xước, chống bám bụi thấm nước.

– Ở mỗi đầu khí đều có cấu tạo bao gồm: thân, xi lanh, piston, lò xo đàn hồi, các lỗ vào và xả khí.

10. Van bướm điều khiển khí nén kiểu kết nối kẹp

Thân van:

– Được chế tạo từ các hợp kim chịu lực như: gang, thép, thép không gỉ (inox), nhựa…. Đĩa van bướm quay một góc 90 độ để đóng hoàn toàn và quay ngược lại để đóng van và được chế tạo từ các hợp kim. Đặc biệt có độ bền cao, chịu được tính chất hóa học của lưu chất.

Bộ điều khiển khí nén:

– Với bộ điều khiển khí nén này chúng ta có thể thoải mái lựa chọn các dạng của nó như: bộ tác động kép, bộ tác động đơn, loại có 1 lò xo, loại có 2 lò xo,…. Ngoài ra cũng có thể chọn nhiều loại xuất xứ khác nhau như: Đài Loan, Hàn Quốc, Nhật Bản….

11. Van bướm điều khiển khí nén kiểu tai bích

Thân van bướm tai bích (lug ):

– Cấu tạo cơ bản giống với các thiết bị van bướm thông thường, gồm các chi tiết và bộ phận như: Khung thân van, gioăng làm kín, cánh van, trục van,…

– Điểm khác biệt lớn nhất về cấu tạo của van bướm điều khiển khí nén tai bích, là bộ phận khung thân van được thiết kế các vấu xung quanh, mỗi vấu đều được thiết kế ren để bắt bu lông nhằm liên kết với hệ thống đường ống.

Bộ điều khiển khí:

– Sử dụng loại bộ truyền động khí nén chuyển động quay 90 độ. Đây là kiểu bộ truyền động được sử dụng khá nhiều tại Việt Nam, dùng để lắp đặt trên các thiết bị van bi điều khiển khí nén hoặc van bướm, khi hoàn thành quá trình lắp đặt trục van và trục bộ truyền động được liên kết với nhau, cho phép chuyển động quay của thiết bị này được truyền xuống thân van, từ đó thay đổi trạng thái đóng mở và điều tiết của van.

– Có 2 dạng bộ điều khiển khác nhau được sử dụng trên các thiết bị van bướm điều khiển khí nén tai bích đó là: Bộ điều khiển khí nén tác động đơn và tác động kép. Nhôm hoặc hợp kim nhôm là loại vật liệu được sử dụng phổ biến để chế tạo các thiết bị bộ truyền động, ngoài ra đối với một số thiết bị có yêu cầu đặc biệt hơn, bộ phận này sẽ được chế tạo từ inox.

12. Van bướm điều khiển khí nén sử dụng 2 mặt bích

Thân van: Được đúc nguyên khối bằng gang, có 2 mặt bích được hàn trực tiếp vào phần thân van giúp kết nối độ chắc chắn cực tốt, chống rò gỉ lưu chất khi chảy qua van, sản phẩm đạt tiêu chuẩn JIS, BS, dạng 8 lỗ và 12 lỗ.

• Đĩa van: Được chế tạo từ gang, inox, là bộ phận tiếp xúc trực tiếp với lưu chất, cho phép dòng chảy đi qua hoặc ngăn lại.
• Gioăng làm kín: Được làm bằng cao su, Teflon, EPDM, có độ kín cao giúp lưu chất không bị rò rỉ...

Bộ điều khiển khí nén:

– Đầu khí nén gồm: bộ vỏ, piston, xi lanh, bánh răng, trục quay, lò xo,…Được thiết kế theo 2 dạng tác động kép hoặc tác động đơn tự động đóng mở do phản hồi của lò xo. Mỗi đầu khí nén thường được làm từ chất liệu hợp kim nhôm, sơn phủ tĩnh điện giúp chống bám bẩn, chống ăn mòn, oxy hóa bề mặt.

– Để có thể làm việc một cách tối ưu hóa, điều khiển từ xa, tự động hóa, điều tiết dòng chảy đầu khí có thể gắn thêm các phụ kiện như: Limit Swith Box (công tắc theo dõi hành trình van), van điện từ khí nén (thực hiện đóng mở từ xa), bộ Pisitioner (bộ điều khiển tuyến tính điều tiết lưu lượng dòng chảy).