Van khí nén đóng vai trò quan trọng trong hệ thống khí nén. Nó xác định lượng không khí đi qua và đi theo hướng nào. Điều này có nghĩa là chúng có thể được sử dụng làm van điều khiển nhưng cũng có thể được sử dụng làm van an toàn để tắt nguồn cung cấp không khí trong các tình huống nguy hiểm hoặc làm giảm áp suất của hệ thống. Tuy quan trọng là thế nhưng không phải ai cũng biết hết về van khí nén, cùng chúng tôi tìm hiểu kỹ hơn về loại van này qua những chia sẻ ngay sau đây nhé.
Van khí nén là gì?
Van nén khí có tên gọi trong tiếng Anh là pneumatic valve. Thiết bị này đóng vai trò quan trọng trong hệ thống khí nén. Van được sử dụng để kiểm soát, phân phối và định hướng dòng chảy trong hệ thống khí nén. Chúng thực hiện chức năng dẫn hướng và định lượng thông qua các bộ phận khóa và điều chỉnh. Như vậy, van khí nén đóng vai trò trung gian giữa nguồn (máy nén khí) và các cơ cấu chấp hành (như cơ cấu chấp hành khí nén, xi lanh khí nén) trong khí nén.
Bộ phận dẫn động làm cho van khí nén mở hoặc đóng có thể được thực hiện bằng bất kỳ cách nào, bao gồm bằng tay, bằng điện thông qua bộ truyền động điện từ hoặc cơ giới hoặc bằng khí nén.
Đặc điểm cấu tạo của van khí nén
Để các mạch ở máy nén khí hoạt động không vượt quá định mức về áp suất, áp lực làm việc mà nhà sản xuất đưa ra thì van khí nén có cấu tạo bảo vệ thiết bị nén khí được an toàn.
Mỗi van khí nén về cơ bản bao gồm ba yếu tố:
Thông thường có 2, 3 hoặc 5 điểm kết nối còn được gọi là cổng. Cổng ở đây chính là một lỗ có ren để có thể lắp khớp nối vào. Thường là khớp nối đẩy vào để có thể thực hiện kết nối ống trực tiếp. Tối thiểu mỗi van khí nén sẽ có hai cổng cung cấp năng lượng cho van và hoạt động. Cổng thứ ba được sử dụng để xả van hoặc bộ truyền động nếu cần thiết. Nếu có năm cổng thì van này thường dùng để điều khiển xi lanh tác động kép. Một cổng để cung cấp, hai cổng dùng để làm việc và hai cổng dùng để xả.
Vỏ chứa cơ cấu chuyển mạch dẫn khí nén đến đúng cổng làm việc. Các công nghệ chuyển mạch khác nhau cho phép thực hiện các chức năng và ứng dụng khác nhau.
Cuối cùng, bộ điều khiển đảm bảo rằng van chuyển mạch đúng lúc. Nó có thể được vận hành bằng tay, cơ khí, khí nén hoặc điện.
Nguyên lý hoạt động của van khí nén
Van điều khiển khí nén có thể làm giảm áp suất một cách có kiểm soát bằng cách sử dụng bộ truyền động và bộ định vị được điều khiển bởi bộ điều khiển. Bộ điều khiển có thể phát hiện sự dao động áp suất và điều chỉnh tín hiệu cấp khí đến bộ định vị khí nén. Một bộ định vị bằng khí nén sẽ cung cấp không khí cho màng ngăn, cho phép mở van. Lò xo được sử dụng như một lực đối kháng, làm cho các van đóng lại khi áp suất không khí tác dụng lên màng ngăn bị mất hoặc giảm. Hiện nay rất nhiều ngành công nghiệp dựa vào van điều khiển khí nén.
Tổng hợp các loại van khí nén
Vai trò của bộ phận van khí nén vô cùng quan trọng và cần thiết. Chi tiết van khí nén được sử dụng để kiểm soát tốc độ dòng chảy trong hệ thống và động cơ không khí. Do đó, nhiều nhãn hàng đã sản xuất các loại van khí nén để phù hợp với nhu cầu sử dụng.
Dưới đây là tổng hợp các loại van khí nén thông dụng như sau:
Phân loại van khí nén theo chiều dòng chảy
Theo chiều dòng khí điều khiển, van khí nén có thể chia thành 2 loại như sau:
- Van khí nén 1 chiều: dùng để kiểm soát dòng khí nén chuyển động theo một chiều nhất định. Nó được thiết kế chuyên dụng để cho phép dòng khí đi theo một hướng duy nhất và ngăn chặn dòng khí theo hướng ngược lại.
- Van khí nén 2 chiều: hay còn có tên là van đảo chiều, nó được thiết kế để đóng, mở nhằm vận chuyển, điều hướng, phân phối dòng chảy trong hệ thống.
Phân loại van khí nén dựa theo thiết kế
Dựa vào số cổng mà van khí nén được chia thành nhiều loại như sau:
- Van 2/2: là loại van có 2 cổng, 2 vị trí. Trong đấy có 1 cửa vào và 1 cửa ra. Khi ở trạng thái bình thường, chưa có dòng điện đi vào thì van thì 2/2 đóng, không thông với nhau, chặn dòng khí đi qua. Khi được cấp điện, dưới sự tác động của lực từ và từ trường, cổng số 1 và cổng số 2 mở thông với nhau để khí nén đi qua và xả ra ngoài.
- Van 3/2: là loại van có 3 cổng, 2 vị trí. Trong đó, có 1 cổng cấp khí, 1 cổng xả khí và 1 cổng làm việc. Khi ở trạng thái thường thì cổng 1 đóng. Cổng xả số 3 và cổng làm việc số 2 thông nhau. Ki cấp điện thì cổng số 1 và số 2 thông với nhau để vận chuyển khí.
- Van 4/2: là van có 2 vị trí, 4 cổng. Trong đó, có cổng số 1 là cổng vào của nguồn khí, cổng số 2, 4 là cổng làm việc, cổng số 3 là cổng xả khí. Dưới tác động của dòng điện, cuộn dây điện sẽ sinh ra từ trường. Lực từ trường đủ mạnh để thắng lực lò xo và hút lõi van khí nén dịch chuyển. Cổng vào số 1 mở để dòng khí đi vào, cổng 2 và 4 sẽ thông với nhau để khí đi qua và xả khí ở cổng số 3.
- Van 5/2: là van có 2 vị trí, 5 cổng. Trong đó, có cổng số 1 là cổng vào của nguồn khí, cổng số 2, 4 là cổng làm việc, cổng số 3 và 5 là cổng xả khí. Khi có điện, lực từ trường thắng lực lò xò, hút lõi van để các cổng van mở. Lúc này, cổng cấp khí sẽ thông với cổng ra, cổng xả thông với cổng ra, 1 cổng xả bị chặn lại.
Phân loại van khí nén dựa theo chức năng
Dựa theo tính năng làm việc thì van khí nén cũng có thể được chia thành một số loại như sau:
- Van điều chế dòng chảy: Loại van điều chế dòng chảy trong một hệ thống thủy lực có chức năng kiểm soát vận tốc trong hệ thống khí nén. Các mạch trong chi tiết này được thiết kế dễ dàng điều chỉnh vận tốc động cơ hoặc xi lanh. Bởi xi lanh đóng một phần lớn tạo nên sự khác biệt áp suất giữa các cổng vận hành.
- Van dùng để điều chế khí: Van điều chế khí sẽ kiểm soát sự tăng giảm áp suất tại cửa đầu vào của khí nén để tận dụng áp lực vào khí quyển. Bộ điều chỉnh áp suất có thể được đặt dưới dạng đơn vị độc lập và kiểm soát áp lực cho các bộ truyền động riêng lẻ để duy trì áp lực khác nhau trong quá trình làm việc của động cơ.
- Van điều khiển hướng: Bộ phận này có thể được cài đặt ngay sau khi máy thu nhận bên trong ở bất cứ nơi nào của một van điều khiển luồng khí. Chi tiết có khả năng ngăn chặn dòng chảy và cho phép dòng chảy tự do theo một hướng hoặc theo hướng ngược lại.
Các loại van khí nén dựa trên bộ truyền động
Các van khí nén có thể được phân loại theo loại thiết bị truyền động mà chúng sử dụng. Chúng có thể được trang bị bộ truyền động điện từ, chạy bằng không khí hoặc cơ khí.
- Van điện từ khí nén: được điều khiển bằng từ trường trên cuộn dây và điện từ. Dòng điện từ nguồn điện bên ngoài được cung cấp cho cuộn dây. Tương tác giữa từ trường trong cuộn dây và trong cuộn dây điện từ làm cho thân van chuyển động.
- Van vận hành bằng khí nén: thường được điều khiển bởi cùng một luồng khí nén hoạt động trong hệ thống khí nén. Sự hiện diện hay vắng mặt của nó ảnh hưởng đến công việc của van trong những điều kiện nhất định.
- Van khí nén cơ học: hay còn gọi là van khí nén vận hành bằng tay. Chúng được sử dụng trong các tình huống mà điện có thể nguy hiểm hoặc không khả thi. Có nhiều tùy chọn cho loại van cơ học này như phiên bản quay 90 độ hoặc quay một phần tư. Thông thường, loại van này thực hiện các nhiệm vụ đơn giản là mở/đóng.
Ký hiệu của van nén khí
Để có thể theo dõi được bản vẽ hệ thống khí nén thì bạn cần nắm được ký hiệu của van khí nén. Dưới đây là một số ký hiệu của van khí nén được sử dụng phổ biến hiện nay.
Ký hiệu van 2 cửa 2 vị trí hay van khí nén 2/2
Ký hiệu van 3/2
Ký hiệu loại van 5/2
Ký hiệu van 1 chiều
Ký hiệu van an toàn có 2 loại
Van an toàn tác động gián tiếp
Van an toàn tác động trực tiếp
Trên đây là những thông tin tổng hợp về van khí nén cũng như tổng hợp các loại van khí nén phổ biến. Thiết bị này tuy nhỏ bé nhưng có vai trò vô cùng lớn cho hệ thống khí nén. Do đó, nếu van khí nén gặp sự cố, bạn nên tiến hành thay mới nhanh chóng để đảm bảo hiệu quả vận hành cho cả hệ thống.
