Hai bộ truyền động khí nén cùng hãng, cùng lắp cho van bướm DN100, nhưng một chiếc dài gần gấp đôi chiếc kia. Chiếc dài hơn là loại tác động đơn, bên trong chứa các lò xo hồi vị. Chiếc ngắn là loại tác động kép. Chọn đúng giữa hai loại quyết định van sẽ ở trạng thái nào khi mất khí, mất điện, và bộ truyền động có đủ lực để vận hành van hay không.
Bộ truyền động khí nén quay 90 độ hoạt động thế nào?
Loại phổ biến cho van bi, van bướm là kiểu thanh răng – bánh răng. Khí nén đẩy hai piston chuyển động thẳng, thanh răng trên piston làm quay bánh răng gắn với trục, trục quay 90 độ để mở hoặc đóng van. Phân loại tổng quát và cấu tạo chi tiết xem bài pneumatic actuator.
Bộ truyền động khí nén tác động kép (DA)
Tác động kép (double acting) dùng khí nén cho cả hai chiều. Cấp khí vào cổng A, piston đi ra, van quay theo một chiều. Cấp khí vào cổng B, piston đi vào, van quay ngược lại.
- Nhỏ gọn, giá thấp hơn so với tác động đơn cùng mô-men.
- Mô-men gần như không đổi trong suốt hành trình, chỉ phụ thuộc áp suất khí.
- Khi mất khí, van giữ nguyên vị trí đang có. Không tự đóng hoặc tự mở.
- Điều khiển bằng van điện từ 5/2.
Bộ truyền động khí nén tác động đơn (SA, hồi vị lò xo)
Tác động đơn (single acting, spring return) chỉ dùng khí nén cho một chiều. Khí đẩy piston nén lò xo để quay van. Khi xả khí, lò xo bung ra đưa van về vị trí ban đầu.
- An toàn khi mất khí, mất điện: van tự về trạng thái định trước. Thường lắp để van tự đóng (fail close), cũng có thể lắp để van tự mở (fail open).
- Kích thước lớn, nặng và đắt hơn vì phải chứa lò xo và một phần lực khí dùng để nén lò xo.
- Mô-men thay đổi theo hành trình: lực lò xo mạnh nhất khi bị nén và yếu nhất ở cuối hành trình hồi về.
- Điều khiển bằng van điện từ 3/2 (hoặc van 5/2 có bộ chuyển đổi theo hướng dẫn hãng).
Bảng so sánh tác động đơn và tác động kép
| Tiêu chí | Tác động kép (DA) | Tác động đơn (SA) |
|---|---|---|
| Chiều dùng khí nén | Cả mở và đóng | Một chiều, chiều kia do lò xo |
| Khi mất khí | Giữ nguyên vị trí | Tự về vị trí an toàn |
| Kích thước, trọng lượng | Nhỏ, nhẹ | Lớn, nặng hơn |
| Giá | Thấp hơn | Cao hơn |
| Mô-men | Ổn định theo hành trình | Thay đổi theo hành trình |
| Van điện từ điều khiển | 5/2 | 3/2 |
| Tiêu thụ khí | Cả hai chiều | Một chiều |
Chọn bộ truyền động tác động đơn hay tác động kép?
- Cần an toàn khi mất khí hoặc mất điện (cấp hơi, cấp nhiên liệu, hóa chất, xả khẩn cấp): chọn tác động đơn.
- Van đóng mở thông thường, cần gọn và kinh tế: chọn tác động kép.
- Van cỡ lớn, mô-men cao: tác động kép giúp giảm đáng kể kích thước và giá. Nếu vẫn cần an toàn, có thể dùng tác động kép kết hợp bình tích khí dự phòng.
Cách chọn kích thước bộ truyền động
- Xác định mô-men vận hành của van theo catalogue, ở áp suất làm việc và lưu chất thực tế. Van có cặn, lưu chất sệt, ít vận hành cần mô-men lớn hơn.
- Cộng hệ số an toàn theo khuyến nghị của hãng van hoặc hãng bộ truyền động.
- Xác định áp suất khí cấp thấp nhất có thể xảy ra tại vị trí van (thường hệ thống khí nén làm việc khoảng 4–7 bar).
- Tra bảng mô-men của bộ truyền động tại áp suất đó. Với tác động đơn, kiểm tra cả mô-men khí ở cuối hành trình khí và mô-men lò xo ở cuối hành trình lò xo, cả hai đều phải lớn hơn mô-men van đã cộng hệ số an toàn.
- Kiểm tra mặt bích lắp và trục theo tiêu chuẩn ISO 5211 để lắp vừa với van.
Phụ kiện đi kèm
- Van điện từ gắn trực tiếp chuẩn NAMUR: 5/2 cho tác động kép, 3/2 cho tác động đơn. Tham khảo van điện từ khí nén.
- Bộ lọc điều áp: lọc nước, dầu, bụi trong khí nén để piston và gioăng bền hơn. Tham khảo bộ lọc khí nén.
- Hộp công tắc hành trình (limit switch box): báo trạng thái mở, đóng về tủ điều khiển.
- Bộ định vị (positioner): khi cần điều chỉnh độ mở theo tín hiệu 4-20mA.
Ví dụ ứng dụng: van góc khí nén thường dùng tác động đơn, van cánh bướm khí nén dùng cả hai loại tùy yêu cầu an toàn.
Câu hỏi thường gặp
Làm sao nhận biết bộ truyền động tác động đơn hay tác động kép?
Xem ký hiệu trên nhãn: DA (double acting) là tác động kép, SA hoặc SR (single acting, spring return) là tác động đơn. Cùng cỡ mô-men, loại tác động đơn dài và nặng hơn rõ rệt vì chứa lò xo.
Có chuyển bộ truyền động tác động kép thành tác động đơn được không?
Với nhiều dòng kiểu thanh răng bánh răng, hãng cung cấp bộ lò xo để lắp thêm vào hai đầu. Tuy nhiên mô-men đầu ra sẽ thay đổi, cần tra lại bảng mô-men trước khi chuyển đổi.
Mất điện thì van khí nén tác động kép ở trạng thái nào?
Khi van điện từ mất điện, nó chuyển về vị trí mặc định và cấp khí vào một phía của bộ truyền động, nên van thường về một trạng thái xác định nếu vẫn còn khí. Nếu mất cả khí nén, van tác động kép giữ nguyên vị trí đang có.
Áp suất khí nén bao nhiêu là đủ cho bộ truyền động?
Phần lớn bộ truyền động được tính mô-men ở dải khoảng 4–7 bar. Hãy chọn kích thước theo áp suất thấp nhất có thể xảy ra tại vị trí lắp, không chọn theo áp suất danh định của máy nén.
Cần tư vấn chọn van điều khiển khí nén?
Gửi cho Van Nước Việt Nam (Viva) loại van, kích thước, áp suất lưu chất, áp suất khí cấp và yêu cầu an toàn khi mất khí, đội kỹ thuật sẽ tính chọn bộ truyền động khí nén và phụ kiện phù hợp. Xem các dòng van điều khiển bằng khí nén và van bi điều khiển khí nén. Gọi hoặc nhắn Zalo 0969 916 835, hoặc gửi yêu cầu qua trang liên hệ.
Xem tổng hợp tài liệu tại bài so sánh van điều khiển bằng điện và khí nén.
