Cấu tạo van điện từ khí nén, 6 bộ phận chính

Van điện từ khí nén là những thiết bị được sử rất phổ biến trong các hệ thống máy móc, đặc biệt là trong các dây chuyền máy móc tự động hóa. Chúng thường được sử dụng để đóng mở hoặc điều khiển hướng di chuyển của khí nén, đặc biệt van có thể được điều khiển từ xa.

Để hiểu rõ hơn về những thiết bị này, trong bài viết ngày hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu cấu tạo van điện từ khí nén và nguyên lý hoạt động của van điện từ khí nén.

Van điện từ khí nén là gì?

Van điện từ khí nén (pneumatic solenoid valve) là một loại van điện từ chuyên dụng được thiết kế để làm việc với khí nén, chức năng chính của van bao gồm đóng, mở và là thay đổi dòng chảy của khí nén đến những hướng đường ống khác nhau.

Các hoạt động của van được điều khiển bằng năng lượng điện, dòng điện được cung cấp vào bộ phận cuộn dây điện từ của van, để tạo ra một vùng từ trường, từ trường này sẽ tác động và di chuyển một lõi thép.

Sự thay đổi vị trí của lõi thép, sẽ kéo theo sự thay đổi về trạng thái làm việc của van.

Tại Việt Nam van điện từ khí nén được gọi với nhiều cái tên khác nhau như:

• Van điều hướng khí nén loại điện từ.
• Van khí nén điện từ.
• Van phân phối khí nén điều khiển bằng điện từ,…

Chức năng kiểm soát khí nén của van phụ thuộc vào cấu tạo của van điện từ khí nén, cụ thể ở đây là số cửa và số vị của van.

Ví dụ:

• Van 5/3: Van 5 cửa 3 vị trí.
• Van 5/2: Van 5 cửa 2 vị trí.
• Van 3/2: Van 3 cửa 2 vị trí.

Cấu tạo van điện từ khí nén

Cấu tạo của van điện từ khí nén là kiến thức rất quan trọng chúng ta nên nắm được, để có thể vận hành và khai thác thiết bị một cách tối ưu nhất.

Về cơ bản cấu tạo van điện từ khí nén gồm 6 bộ phận chính: Thân van, cuộn dây điện từ, piston, lò xo, lõi thép phần ứng, nút kiểm tra van.

Những bộ phận chính kể trên được tạo thành từ nhiều chi tiết liên kết với nhau.

Thân van

Thân của van điện từ khí nén gồm một phần thân ở giữa được gia công các cổng dẫn khí nén bên trong, nó được đóng kín thông qua hai chi tiết nắp hai bên, cố định và làm kín nhờ vào các chi tiết bu lông và gioăng cao su.

Vật liệu chế tạo thân van thường là nhôm, những thiết bị được thiết kế để làm việc trong điều kiện tính ăn mòn, sẽ được thay bằng vật liệu thép không gỉ.

Bộ phận này là phần chính để liên kết các những bộ phận khác lại với nhau, để tạo thành một thiết bị hoàn chỉnh. Cùng với đó phần không gian bên trong thân van kết hợp với, biên dạng của piston để tạo thành những đường dẫn khí, đến những hướng khác nhau.

Cuộn dây điện từ

Bộ phận cuộn dây điện từ được chế tạo bằng cách sử dụng một đoạn dây, có khả năng dẫn điện, thường là dây đồng hoặc dây nhôm (dây đồng phổ biến hơn), đoạn dây này sẽ được phủ một lớp sơn cách điện. Tiếp theo chúng được cuốn lại thành nhiều vòng, trên một lõi nhựa.

Việc tính toán các thông số của cuộn dây điện từ là điều bắt buộc, để lựa chọn được chất liệu dây dẫn, tiết diện dây dẫn và số vòng dây. Những thông số trên khi thay đổi ảnh hưởng đến từ trường mà cuộn dây tạo ra.

Cuộn dây điện từ được bảo vệ bằng một lớp vỏ nhựa, với các đầu đấu dây chờ, sẵn sàng để đấu nối với hệ thống. Dòng điện sử dụng để cung cấp cho cuộn dây, có thể là điện một chiều DC với các ngưỡng điện áp 12V, 24V,… hoặc điện AC với điện áp 24V, 110V, 220V,…

Piston

Bộ phận piston được chế tạo từ một trục nhôm ban đầu, có những vị trí được tiện giảm bớt đường kính, để có biên dạng phù hợp, biên dạng của trục được kết hợp với kết cấu thân van, tạo thành những đường dẫn khí nén đến những cổng ra khác nhau của van. Để đảm bảo độ kín giữa trục và thân van, đồng đảm bảo được sự chuyển động qua lại giữa hai bộ phận này, giữa trục và thân van có phần đệm ở giữa là các gioăng cao su.

Nhôm là vật liệu được lựa chọn để chế tạo piston, bởi vật liệu này có độ cứng, độ dẻo dai phù hợp, trong lượng thấp giúp nó dễ dàng di chuyển dọc bên trong thân van.

Lò xo

Trong van điện từ khí nén thường có 3 chi tiết lò xo, một cái tác dụng lên trục van, 1 cái tác động lực lên bộ phận nút kiểm tra, cái còn lại tác dụng lên lõi thép phần ứng.

Lò xo tác dụng lực đàn hồi lên các chi tiết nhằm mục đích, đưa chúng về vị trí làm việc ban đầu, khi các lực tác động (khí nén, lực điện từ) không còn được duy trì.

Lõi thép phần ứng

Bộ phận loại thép phần ứng của van được đặt trong không gian từ trường, được tạo ra bởi cuộn dây điện từ. Khi từ trường xuất hiện lõi thép sẽ chịu một lực hút, làm cho nó di chuyển khỏi vị trí ban đầu. Lõi thép phải được chế tạo từ những loại vật liệu có từ tính, để có thể tương tác với trường từ cuộn dây.

Nút kiểm tra van

Nút kiểm tra van hay còn gọi là nút điều khiển thủ công, khi ta ấn nút này van sẽ thay đổi trạng thái (vị trí làm việc), mà không cần cấp điện cho bộ phận cuộn dây điện từ. Ý nghĩa của bộ phận này đặc biệt quan trọng, trong trường hợp bộ phận cuộn dây gặp sự cố.

Trên đây là những bộ phận chính cấu thành nên van điện từ khí nén, ngoài những bộ phận và chi tiết kể trên, để có được một thiết bị hoàn chỉnh những chi tiết có chức năng liên kết, vá cố định thiết bị như ốc vít, gioăng, nắp bảo vệ,…

Điểm khác biệt về cấu tạo giữa các loại van điện từ khí nén phổ biến

Như mình đã đề cập trước đó, có nhiều biến thể khác nhau của van điện từ khí nén và giữa chúng có sự khác biệt nhỏ về cấu tạo thân van, hoặc số lượng bộ phận cuộn dây điện từ. Sau đây hãy cùng mình tìm hiểu về sự khác biệt trong cấu tạo, của mố số loại van điện từ khí nén, đang được sử dụng phổ biến.

Cấu tạo van điện từ khí nén 3/2

Van điện từ khí nén 3/2, có bộ phận thân van được thiết kế 3 cửa kết nối, gồm một cửa bơm, một cửa xả, một cửa liên kết với hệ thống hoặc thiết bị phía sau van.

Chi tiết piston đặt trong thân van có thể làm việc tại 2 vị trí khác nhau, khi vị trí piston thay đổi, trạng thái làm việc của van sẽ thay đổi theo.

Khi piston ở vị trí 1 (khi chưa cấp điện) khí nén từ nguồn cấp bị piston chặn lại, lúc này cổng số 2 và cổng số 3 được nối thông với nhau.

Khi piston ở vị trí 2 (khi đã cấp điện cho cuộn dây điện từ) cổng số 1 nối thông với cổng số hai, khí nén từ nguồn cấp khí lúc này có thể đi qua thân van.

Cấu tạo van điện từ khí nén 5/2

Van điện từ khí nén 5/2 có bộ phận thân van được thiết kế với 5 của bao gồm:

Một cửa cấp khí: Cửa này nối van với nguồn cung cấp khí nén.

Hai cửa ra: Đây là hai cửa liên kết van với hai đường ống riêng biệt phía sau.

Hai cửa xả: Hai cửa xả khí nén của van đóng vai trò là, đường để khí hồi ngược về. Khí nén từ những thiết bị phía sau van sau khi đã, hoàn thành chức năng truyền động, sẽ quay về thân van thông qua các cổng xả, để xả khí nén ra ngoài.

Hai vị trí của van tương ứng với cấp khí cửa ra thứ nhất và cấp khí cho cửa ra thứ hai.

Cấu tạo van điện từ khí nén 5/3

Van điện từ khí nén 5/3 có thân van được được thiết kế 5 cửa, có chức năng giống van 5/2, tuy nhiên thân van được thiết kế để trục, có thể làm việc tại 3 vị trí khác nhau, do vậy thân van sẽ có kết cấu đặc biệt hơn, về các đường trích khí nén điều khiển.

Một điểm đặc biệt trong cấu tạo của van điện từ khí nén 5/3 là, thiết bị này có đến hai bộ phận cuộn dây điện từ, được lắp đặt ở hai đầu thân van.

Nguyên lý hoạt động của van điện từ khí nén

Van điện từ khí nén là tên gọi thường dùng để chỉ thiết bị van điều hướng khí nén điều khiển bằng lực điện từ (hoặc còn gọi là van phân phối khí nén điều khiển bằng điện từ). Chúng được sử dụng để điều khiển dòng chảy của khí nén, đến các hướng đường ống khác nhau trong hệ thống.

Với các cổng cấp khí, cổng cho khí nén đi qua và cổng xả được thiết kế cố định trên thân van. Bên trong thân van có một chi tiết piston, có thể di chuyển đến những vị khác nhau, biên dạng đặc biệt của piston cùng với kết cấu của thân van, sẽ hình thành những đường dẫn khí riêng biệt.

Những đường dẫn khí này thay đổi dựa phụ thuộc vào vị piston. Đến đây hoạt động của thân van sẽ liên kết chặt chẽ với hoạt động điều chỉnh vị trí của piston.

Để có thể di chuyển piston đến những vị khác nhau bên trong thân van, nhà thiết kế sử dụng lực đàn hồi từ chi tiết lò xo, và áp lực từ khí nén trong hệ thống.

Tiếp theo hoạt động của khí nén tác động lên piston, được điều khiển bằng lực điện từ do từ trường mà cuộn dây điện từ tạo ra.

Kết luận

Trong bài viết này đề cập chủ yếu đến cấu tạo của van điện từ khí nén, thiết bị có chức năng điều chỉnh hướng của dòng chảy của khí nén. Chúng đóng vai trò quan trọng trong nhiều hệ thống sản và máy móc sản xuất.

Cấu tạo van điện từ khí nén, bao gồm nhiều chi tiết trong đó: Thân van, cuộn dây điện từ, piston, lò xo, lõi thép phần ứng, nút kiểm tra van.

Là những bộ phận chính cấu thành nên van, chúng được liên kết với nhau thông qua các chi tiết ốc vít, bu lông, đai ốc,…

Từ cấu tạo của van điện từ giúp ta hiểu rõ hơn về cách thức mà những thiết bị này hoạt động.

Hy vọng bài viết này có thể cung cấp đến bạn đọc những thông tin hữu ích!