Nguyên lý hoạt động của van bướm điều khiển khí nén?

Van bướm điều khiển khí nén là loại van được sử dụng trong hầu hết các hệ thống công nghiệp, nhà máy, các công trình xử lý nước sạch, nước thải, nồi hơi, khí nén,… Vậy nguyên lý hoạt động của van bướm điều khiển khí nén được diễn ra như thế nào. Hãy cùng nhau đi tìm hiểu nhé !

I. Nguyên lý hoạt động của van bướm điều khiển khí nén

Van bướm điều khiển khí nén hoạt động dựa vào các piston trong bộ chuyển động. Khi khí nén được cấp từ nguồn thông qua đường ống dẫn một van điện từ sẽ làm nhiệm vụ cấp và ngưng cấp khí nén. Khi khí nén được cấp đến đầu điều khiển sẽ làm trục chính giữa quay một góc 90 độ. Hết chu kỳ nó sẽ ngừng lại trục chính giữa sẽ kết nối vơi trục chính của van bướm, làm cho cánh bướm sẽ quay 1 góc 90 độ.

Để hiểu rõ hơn về nguyên lí hoạt động của dòng van bướm này mời các bạn xem video mô tả dưới đây:

II. Nguyên lý hoạt động một số loại van bướm điều khiển khí nén

1. Van bướm điều khiển khí nén tác động đơn

Nguyên lý hoạt động của van bướm điều khiển khí nén tác động đơn áp dụng lực khí nén từ các lò xo để hoạt động.

Điểm khác biệt là van khí nén tác động đơn có piston khí nén nhận tác động từ áp lực của khí nén theo 1 chiều nhất định. Khi cung cấp 1 lượng khí nén vào bộ điều khiển, lò xo sẽ nén lại, đẩy piston bánh răng xoay làm trục giữa của van sẽ quay 1 góc 90 độ, cánh bướm dịch chuyển ( van mở ). Khi ngưng cấp khí nén, lò xo dãn ra khiến piston và trục giữa ngược lại làm cánh bướm trở về vị trí như ban đầu ( van đóng ).

2. Van bướm điều khiển khí nén tác động kép

Khác với van bướm điều khiển khí nén tác động đơn van bướm điều khiển khí nén tác động kép hoạt động dựa vào áp lực khí nén của máy nén khí.

Khi áp suất của nguồn không khí đi vào giữa hai piston của xi lanh từ cổng không khí, 2 piston được tách ra và chuyển động về hai đầu của xi lanh, không khí trong các hốc khí ở 2 đầu được thải ra ngoài qua cổng không khí, và 2 giá đỡ piston được đồng bộ truyền động cho trục ra (bánh răng) quay ngược chiều kim đồng hồ.  Ngược lại, khi áp suất nguồn không khí đi vào các buồng khí ở 2 đầu xi lanh từ cửa gió, 2 piston chuyển động về phía giữa xi lanh, không khí ở buồng khí giữa được thải ra môi trường và 2 giá đỡ piston, đồng thời dẫn động trục ra (bánh răng) quay theo chiều kim đồng hồ. Nếu piston được lắp theo hướng ngược lại trục đầu ra sẽ quay theo hướng ngược lại.

3. Van bướm khí nén đóng mở ON/OFF

Bộ điều khiển khí nén sẽ cung cấp khí nén cho van, khi cấp khí nén thì trục chính giữa sẽ quay một góc 90 độ sẽ khiến van mở ra , khi ngưng cấp khí nén(hết một chu kì) nó sẽ làm trục ngưng quay khiến cánh bướm quay lại một góc 90 độ van đóng lại. Cơ chế đóng mở van rất nhanh trong vòng khoảng từ 1-3s.

Van bướm điều khiển khí nén dạng ON/OFF có 2 kiểu hoạt động:

• Tác động kép: Đối với dạng tác động kép thì khí nén được cấp vào 2 cửa của xi lanh. Khi khí nén được cấp từ 1 xi lanh van sẽ chuyển từ trạng thái đóng sang mở và ngược lại mở sang đóng.
• Tác động đơn: Khi van được cấp khí nén từ bộ điều khiển khí nén thì trục van sẽ quay 1 góc 90 độ. Với hành trình này van sẽ được mở ra khi dừng cấp khí nén đồng nghĩa với trục sẽ ngừng quay và trả lại góc 90 độ với hành trình đấy van sẽ được đóng lại.

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

Dòng van bướm điều khiển khí nén đóng mở tuyến tính được hoạt động theo nguyên lý khá đơn giản. Khi được cấp khí nén và nguồn điện thích hợp vào bộ định vị và bộ tác động khí nén, lúc này tín hiệu điều khiển 4 – 20mA vào bộ khí nén. Từ đó thông qua liên kết bánh răng khiến trục van xoay theo các góc từ 0 – 90 độ tạo ra các góc đóng mở khác nhau ở phần đĩa van giúp van có thể điều tiết lưu lượng dòng chảy theo yêu cầu của người sử dụng.

5. Van bướm thân gang cánh inox

Nguyên lý hoạt động của van này cũng tương đối đơn giản, hoạt động chủ yếu dựa vào khả năng đóng mở của đĩa van. Dòng van này là một tấm kim loại liền có thể xoay 90 độ trong chu vi vòng làm kín. Tỷ lệ dòng chảy của van bướm inox được điều chỉnh bằng việc thay đổi góc của cửa van. Khi cửa van nằm song song với đường ống thì tỉ lệ dòng chảy đạt mức tối đa.

Van bướm thân gang cánh inox cũng thuộc loại đóng mở nhanh. Khi van ở vị trí mở thì độ cản trở dòng chảy của cửa van là nhỏ nhất do đó sự tạo xoáy và sụt áp khi dòng chảy đi qua loại van này là rất nhỏ. Khi van chỉ được mở một phần thì dòng chảy được phân chia đồng đều qua cửa van và vòng làm kín của van, do vậy van bướm cũng thường được dùng để điều tiết dòng chảy. Khi van bướm thân gang cánh inox ở vị trí điều tiết thì cần phải chốt nó lại tại vị trí đó bởi áp suất của dòng chảy có xu hướng đưa cửa van về vị trí đóng hay mở hoàn toàn.

6. Van bướm toàn thân inox điều khiển khí nén

Khí nén từ máy nén khí được cấp và phân chia vào bộ điều khiển bởi một van điện từ (solenoid valve 5/2), lực của khí nén giúp xi lanh xoay quanh trục nó 1 góc 90 độ. Từ đó trục của bộ điều khiển sẽ kết nối với trục của van bướm và cũng làm van bướm xoay 1 góc 90 độ. Quá trình này giúp van chuyển từ vị trí đóng sang vị trí mở và ngược lại từ vị trí mở sẽ chuyển sang vị trí đóng.

Van bướm inox điều khiển khí nén hoạt động hoàn toàn tự động nhờ vào hệ thống truyền động bằng khí nén, bao gồm 2 dạng:

– Tác động đơn:

• Chu trình mở: Khi khí nén được đưa vào cổng C và đi buồng trong sẽ tác động lên piston làm nén lò xo ở 2 bên lại khiến các bánh răng của trục vít quay ngược chiều kim đồng hồ truyền lực xuống trục để mở van. Khi đó không khí từ 2 buồng ngoài sẽ được thoát ra bên ngoài thông qua cổng L.
• Chu trình đóng: Khi nguồn khí nén bị gián đoạn hoặc ngừng cấp khí nén trong buồng bị giảm lúc này lò xo sẽ từ từ giãn ra đẩy piston quay về vị trí ban đầu làm trục van quay theo chiều kim đồng hồ để đóng van. Khi đó khí nén từ buồng trong sẽ thoát ra ngoài qua cổng C.

– Tác động kép:

• Chu trình mở: Khi cấp khí vào cổng C đi vào buồng trong của bộ điều khiển, áp lực khí nén đẩy piston sang 2 bên, các bánh răng của trục vít quay ngược chiều kim đồng hồ truyền lực xuống trục để mở van. Khi đó không khí từ 2 buồng ngoài sẽ sẽ bị đưa ra ngoài thông qua cửa L. Lúc này van trong trạng thái mở hoàn toàn.
• Chu trình đóng: Áp lực của khí nén đi vào từ cổng L vào hai buồng ngoài của bộ điều khiển đẩy piston chạy vào trong, các bánh răng của trục vít quay cùng chiều kim đồng hồ truyền lực xuống trục để đóng van. lúc này khí nén trong buồng C sẽ bị đẩy ra ngoài. Van trong trạng thái đóng hoàn toàn.

7. Van bướm nhựa điều khiển khí nén

Thông thường van sẽ ở trạng thái đóng. Khi khí nén từ máy nén khí hoặc bình chứa khí được cấp và phân chia đến bộ điều khiển (xi lanh kép) nhờ vào van điện từ (solenoid valve 5/2). Lực của khí nén sẽ giúp cho bộ phận xi lanh xoay quanh trục van 1 góc 90 độ. Góc quay trục van từ 0 – 90 độ cho 1 quá trình đóng hoặc mở hoàn toàn. Tùy thuộc vào dạng hoạt động đơn hoặc kép ta tùy chỉnh lượng khí cấp vào sao cho hợp lý nhất.

– Tác động kép: “kép” hiểu là nạp khí 2 lần cho quá trình đóng mở, mỗi đầu khí được thiết kế 2 lỗ nạp khí. Ở trạng thái ban đầu van đóng, khi ta cấp khí vào lỗ nạp 1 piston sẽ bị nén lại đẩy trục van thực hiện việc mở van, vị trí van mở sẽ được khóa chặt. Khi ta cấp khí vào lỗ nạp 2 piston sẽ quay trở lại vị trí ban đầu van đóng.

– Tác động đơn: Được thiết kế dạng hồi lưu lực nhờ lò xo đẩy. Đây là dạng chỉ cần cấp khí 1 lần cho quá trình đóng hoặc mở van. Áp lực khí nén thắng lực đàn hồi của lò xo giúp đẩy piston làm trục quay chuyển động. Khi ngừng cấp khí lò xo đàn hồi đẩy piston trở lại vị trí ban đầu lúc chưa có khí nén. Van hoạt động tuần hoàn và tự động hóa.

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

Van có nguyên lý hoạt động đơn giản. Hoạt động theo nguyên lý đóng mở một góc 0 – 90 độ. Khi chúng ta tác động vào bộ phận truyền động làm xoay trục van theo 1 góc 0 – 90 độ và ngược lại giúp lưu chất đi qua hoặc chặn lưu chất lại.

• Tác động đơn: Khi hệ thống cấp khí nén cho đường ống sẽ làm xoay trục khiến cánh bướm mở cho phép lưu chất đi qua van và khi ngừng cấp khí nén đĩa van tự động trở về vị trí đóng ban đầu.
• Ttác động kép: Là dạng điều khiển mà cần cấp khí nén vào 2 cửa trong cả quá trình đóng và mở van. Khi cấp khí nén cho cửa vào thì đĩa van sẽ chuyển từ trạng thái đóng sang mở hoặc ngược lại. Khi muốn đĩa van trở về vị trí ban đầu thì cần cấp khí nén cho cửa ra. Van được sử dụng rộng rãi vì tính linh hoạt của nó.

9. Van bướm điều khiển khí nén inox 

Khi cấp khí nén truyền dẫn vào bộ điều khiển khí nén thông qua van điện từ khí nén, lực đẩy của khí nén tác động giúp cho xi lanh xoay trục một góc 90 độ, trục bộ điều khiển được kết nối với trục van bướm làm cho cánh van bướm xoay theo tương ứng.

Van hoạt động dựa trên nguyên lý xoay đĩa để kiểm soát dòng khí. Khi áp lực khí nén được áp dụng lên đĩa, nó xoay và làm thay đổi diện tích. Khi diện tích thông qua thay đổi, dòng khí cũng thay đổi theo.

Sự đơn giản trong thiết kế giúp dòng van bướm này hoạt động nhanh chóng và đáng tin cậy. Khả năng điều khiển chính xác dòng khí làm cho chúng trở thành lựa chọn phổ biến cho nhiều ứng dụng, đặc biệt là khi cần điều chỉnh tốc độ dòng khí hoặc kiểm soát áp lực trong hệ thống.

10. Van bướm điều khiển khí nén 2 mặt bích

Van bướm điều khiển khí nén sử dụng 2 mặt bích được hoạt động dựa vào lực của khí nén cấp vào. Khi van đang ở trạng thái đóng hoàn toàn, ta cấp khí nén vào trong làm cho piston, bánh răng hoạt động, trục van bướm kết nối với đầu khí quay theo góc 90 độ van mở ra song song đường đi của lưu chất, điều khiển tuyến tính cánh van có thể mở được 45 độ 90 độ do lập trình sẵn nên được dùng cho điều tiết lưu lượng dòng chảy.

• Dạng tác động đơn là kiểu cho khí nén đi vào đầu điều khiển theo 1 hướng (1 lần).
• Dạng tác động kép là kiểu cho khí nén đi vào đâu điều khiển theo 2 hướng (2 lần).