Van điện từ

Van điện từ loại thiết bị có mặt trong nhiều hệ thống đường ống phân phối, các loại chất lỏng và chất khí được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, giống với nhiều loại van khác, loại thiết bị này được sử dụng, để hỗ trợ người dùng kiểm soát dòng chảy tốt hơn.

Vậy van điện từ có gì đặc biệt so với những loại van còn lại, chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu trong bài viết này.

Van điện từ là gì?

Van điện từ là một loại van điều khiển dòng chảy của chất lỏng hoặc khí, bằng cách tạo ra từ trường tác động lên bộ phận lõi thép từ, được đặt phía trong thân van, để điều khiển các trạng thái làm việc. Van điện từ có nhiều chủng loại khác nhau, chúng có thể được sử dụng để đóng mở hoặc điều hướng dòng chảy, điều này phụ thuộc và cấu tạo của từng loại van.

Từ trường được tạo ra thông qua việc cấp điện vào bộ phận cuộn dây điện từ, dòng điện cung cấp có thể tùy chọn giữa dòng điện 1 chiều (DC), hoặc điện xoay chiều (AC) với các mức điện áp:

• AC: 220V, 110V, 24V
• DC: 24V, 12V, 6V.

Khi dòng điện được kích hoạt, van điện từ mở ra hoặc đóng lại để điều chỉnh dòng chảy của chất lỏng hoặc khí trong hệ thống.

Điều khiển van điện từ thường được thực hiện bằng cách cung cấp, hoặc ngắt dòng điện vào cuộn coil. Khi dòng điện chạy qua cuộn dây, từ trường tạo ra sẽ làm cho cơ cấu của van di chuyển, thay đổi trạng thái hoạt động của van.

Tìm hiểu về cầu tạo của van điện từ

Cấu tạo của van điện từ khá đơn giản, bao gồm các bộ phận cơ khí phụ trách chức năng cố định và tương tác chuyển động giữa các bộ phận với nhau. Bộ phận liên quan đến điện bao gồm cuộn dây điện từ, phụ trách chức năng tạo ra một vùng từ trường bên trong cuộn dây.

Cuộn dây điện từ

Cuộn dây điện từ của van hay còn được thường được gọi là cuộn coil, là một thành phần quan trọng trong cấu tạo của van. Nó được tạo thành từ một sợi dây dẫn điện được phủ lớp cách điện bên ngoài, cuộn tròn xung quanh một ống hình trụ rỗng, bao gồm nhiều vòng dây khác nhau. Cuộn coil được làm từ vật liệu, có khả năng dẫn điện tốt dẫn điện tốt như đồng hoặc nhôm, để quá trình chuyển hóa dòng điện thành từ trường, đạt được hiệu suất cao nhất.

Cuộn dây sẽ được bảo vệ khỏi các tác động bất lợi từ môi trường bên ngoài (độ ẩm, bụi bẩn, lực tác động,…), nhờ vào một lớp vỏ bảo vệ được chế tạo bằng thép hoặc bằng nhựa.

Thân van

Bộ phận thân của van điện từ, là phần chứa cơ cấu và các bộ phận khác trong thiết kế của van, đây cũng là bộ phận liên kết trực tiếp giữa van, với đường ống dẫn chất lưu làm việc.

Xuất phát từ những chức năng mà bộ phận này cần đáp ứng, thân van được chế tạo từ những loại vật liệu bền bỉ, có khả năng chịu áp lực tốt, khả năng chống ăn mòn,… Những loại vật liệu có tính tính chất phù hợp được sử dụng để chế tạo, bộ phận này bao gồm đồng thau, inox, nhựa UPVC, hợp kim nhôm,…

Thân van là bộ phận liên kết với đường ống, chính vì vậy mà tại các vị trí cổng van được thiết kế các kiểu kết nối có kích thước tiêu chuẩn 1/4”, 1/2”, 2”,… Kiểu lắp đặt bao gồm kiểu lắp ren hoặc kiểu lắp bích.

Màng van

Màng van điện từ có thể làm từ các vật liệu như cao su, nhựa, PTFE và nhiều vật liệu khác, có thể đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật bao gồm: Tính đàn hồi, khả năng kháng hóa chất, khả năng chịu áp lực, độ bền,… Đây là bộ phận quan trọng trực tiếp tham gia việc đóng mở dòng chảy của lưu chất khi đi qua van, thông qua hoạt động nâng lên hoặc hạ xuống của chi tiết này.

Lò xo

Lò xo của van điện từ được sử dụng để cung cấp một lực đối ngược, với lực của của từ trường tác động đến lõi thép từ, lực đàn hồi từ lò xo sẽ làm cho các cơ cấu bên trong thân van, trở lại vị trí ban đầu khi cuộn coil không còn được cung cấp điện.

Công dụng chính của lò xo là giữ cho van ở một vị trí cụ thể, như mở hoặc đóng. Khi cuộn coil được kích hoạt và tạo ra trường từ để điều khiển van, lò xo bị nén lại hoặc kéo dãn tùy thuộc vào trạng thái hoạt động của van. Khi dòng điện ngừng cấp vào cuộn coil, lò xo sẽ trở lại vị trí ban đầu, đó là đưa van về trạng thái đóng (nếu là loại van thường đóng – NC), hoặc trạng thái mở (nếu van loại van thường mở – NO).

Lò xo của van điện từ có thể được làm từ các loại vật liệu như thép không gỉ, thép carbon, hoặc hợp kim, kích thước và lực đàn hồi của lò xo được tính toán thiết kế, dựa trên từng loại van.

Lõi thép từ

Bộ phận này được đặt trong phạm vi phát sinh từ trường của cuộn coil, lõi thép từ hay còn được gọi là “cơ cấu tương tác từ trường” (armature), nó là một lõi thép được đặt bên trong một trục rỗng, với một đầu được liên kết với màng van.

Khi cuộn coil được cấp điện, nó sẽ tạo ra một vùng từ trường tác động đến lõi thép, hút chi tiết này lên phía trên. Do có liên kết với màng van sự thay đổi vị trí của lõi thép, sẽ làm thay đổi trạng thái của màng van.

Nắp van

Bộ phận nắp là một phần của thân van, chính vì vậy bộ phận này được chế tạo cùng loại vật liệu với bộ phận thân phía dưới.

Nắp van được thiết kế với một trục dài, bên trong trục chứa bộ phận lõi thép, bên ngoài của trục lắp đặt cuộn coil.

Nắp van và thân van được cố định với nhau, thông qua các bu lông.

Tìm hiểu về hoạt động của van điện từ

Van điện từ là loại van cung cấp khả năng đóng, mở dòng chảy của chất lưu bên trong đường ống, thiết bị điều khiển nhờ vào việc tạo ra một từ trường phù hợp, tác động lên bộ phận lõi thép. Mà từ trường này có thể được điều khiển, thông qua việc điều khiển việc cấp điện cho bộ phận cuộn coil.

Van điện từ được cung cấp vời 2 loại cơ bản là thường đóng (NC), và loại thường mở (NO). Đối với loại van thường mở, có nghĩa là van sẽ luôn mở không được cấp điện điều khiển, và van thường đóng là van sẽ luôn ở vị trí đóng khi không được cung cấp điện.

Về cơ bản cả hai loại van này đều có cùng một nguyên lý hoạt động cơ bản, vì vậy để tìm hiểu hoạt động của các thiết bị van điện từ nói chung. Ta sẽ lựa chọn van điện từ thường đóng, để tìm hiểu hoạt động của van.

Một chu kỳ làm việc cơ bản của van điện từ diễn ra như sau:

• Trạng thái không cấp điện: Khi không cấp điện cho bộ phận cuộn coil, sẽ không có từ trường tác động đến lõi thép, xuất phát từ cấu tạo của van, do lò xo được bố trí phía trên của lõi thép (bộ phận này đồng thời cũng là đĩa van). Lực đàn hồi của lò xo được truyền theo phương từ trên xuống, ép lõi thép đi xuống, chặn đứng dòng chảy của chất lưu từ bên trong thân van.
• Trạng thái cấp điện: Dòng điện được cung cấp vào cuộn coil thông qua dây dẫn điện, cuộn coil được cấu tạo từ việc cuốn nhiều vòng dây, xung quanh một lõi hình trụ tròn. Xuất phát từ tính chất bên trong mỗi đường dây có dòng điện chạy qua, xung quanh dẫn sẽ hình thành một vùng từ trường, có phương chiều được xác định theo quy tắc nắm bàn tay phải. Dây dẫn điện được cuốn nhiều vòng, xung quanh lõi cuộn dây, để tăng lực tác động của từ trường đến, lõi thép.
• Trạng thái mở van: Lõi thép được đặt trong phạm vị phát sinh từ trường của cuộn dây, dưới tác dụng của lực từ trường, chi tiết này bị hút lên trên. Lõi thép được liên kết với bộ phận đĩa van, nên khi lõi thép được hút đi lên do tác động của từ trường, đĩa van cũng sẽ được di chuyển lên trên, kết hợp với cấu tạo đặc biệt của phần thân van. Khi đĩa van di chuyển lên trên, van sẽ tiến vào trạng thái mở, van sẽ giữ nguyên trạng thái mở liên tục như vậy khi mà ta vẫn còn cấp điện vào bộ phận cuộn coil.

Khi ngắt dòng điện cấp vào cuộn dây điện từ, từ trường tạo ra cũng không còn nữa, lúc này lõi thép chịu lực đàn hồi do lò xo tác dụng, ép lõi thép theo chiều từ trên đi xuống, từ đó dẫn đến van sẽ đóng lại kết thúc một chu trình làm việc của thiết bị.

Van điện từ có thể sử dụng cho những loại lưu chất nào?

Xuất phát từ chức năng, cách thức điều khiển và loại vật liệu được sử dụng để chế tạo thân và những bộ phận làm việc trực tiếp với chất lỏng, van điện từ có thể được sử dụng cho nhiều loại lưu chất dưới đây.

Nước

Với cấu tạo và nguyên lý làm việc đặc biệt, van điện từ phù hợp để sử dụng cho các ứng dụng kiểm soát dòng chảy của nước và một số chất lỏng có tính chất tương đương.

Van không thích hợp để sử dụng cho các hệ thống, dòng chảy có chứa các loại tạp chất. Van điện từ sử dụng cho môi trường nước, thường là những thiết bị được chế tạo từ vật liệu thép, thép không gỉ, đồng thau hoặc gang, với những hệ thống đường ống có kích thước nhỏ, cổng kết được thiết kế kiểu lắp ren, và kiểu lắp bích thường được sử dụng cho những đường ống có kích thước lớn.

Hóa chất

Trong công nghiệp các hệ thống có lưu chất làm việc là hóa chất, xuất hiện rất phổ biến, thông thường đây là những lưu chất có tính ăn mòn kim loại, mức độ ăn mòn mạnh hay yếu phụ thuộc vào từng loại lưu chất nhất định.

Một số có thể áp dụng van điện từ được chế tạo từ vật liệu thép không gỉ, đối với những lưu chất có tính ăn mòn mạnh thân van và những bộ phận làm việc trực tiếp với hóa chất, phải sử dụng vật liệu chế tạo là những loại hợp kim đặc biệt, hoặc thân van được chế tạo từ một số loại nhựa.

Hơi nước

Hơi nước nhiệt độ cao, là loại chất lưu đặc biệt được hình thành bằng cách đun sôi nước, trong điều kiện áp suất lớn. Thông thường nước sẽ sôi và hóa hơi ở nhiệt độ 100℃, nhưng hơi nước trong các hệ thống ứng dụng công nghiệp, được tạo bởi thiết bị chuyên dụng (lò hơi), nên nó thường có nhiệt độ làm việc 120℃, 130℃, 150℃,… và cao hơn.

Trong điều kiện làm việc khắc nghiệt này van điện từ được chế tạo từ những loại vật liệu đặc biệt, có khả năng chịu được nhiệt độ cao (thường là thép không gỉ).

Không những vậy do bộ phận cuộn coil dễ bị hư hỏng, bởi tác động từ nhiệt độ cao chính vì vậy, phần liên kết giữa thân van và cuộn coil được thiết kế cao hơn so với thông thường, cùng với đó là được thiết kế thêm các cánh tản nhiệt.

Khí nén

Khí nén là lưu chất được tạo ra bởi máy nén khí, hệ thống khí nén hiện diện phổ biến trong nhiều ứng dụng công nghiệp cụ thể, chính vì vậy có riêng một dòng van điện từ khí nén, được thiết kế riêng để tối ưu hoạt động của van tốt nhất có thể.

Đối với hệ thống khí nén van không còn đơn giản là chỉ thực hiện thao tác đóng mở thông thường, thay vào đó chức năng chủ yếu mà loại thiết bị này cần mang lại, đó là khả năng điều hướng dòng chảy (thay đổi dòng chảy của khí nén đến những hướng đường ống khác nhau), và xuất phát từ tính năng mà người ta thường gọi dòng sản phẩm này với cái tên “van điện từ điều hướng khí nén”.

Thiết bị vẫn được điều khiển hoạt động nhờ vào bộ phận cuộn coil, trên thân van được thiết kế nhiều của van hơn để kết nối với nhiều hướng đường ống khác nhau, vật liệu chế tạo được sử dụng chủ yếu là hợp kim nhôm.

Phân loại van điện từ

Tính từ thời điểm những thiết bị van điện từ đầu tiên ra đời đến nay, đã có nhiều kiểu biến thể khác nhau của loại van này được chế tạo, nhằm mục đích đáp ứng những điều kiện làm việc ngày càng khắc nghiệt hơn.

Từ đó mà hình thành nhiều chủng loại van khác nhau, việc phân loại các thiết bị này cũng được căn cứ vào nhiều tiêu chí khác nhau.

Dựa trên vật liệu chế tạo

Như bạn đã biết van điện từ cấu thành từ nhiều bộ phận khác nhau, dựa trên chức năng của từng bộ phận, mà nhà sản xuất lựa chọn những loại vật liệu phù hợp với chức năng, và điều kiện làm việc của bộ phận đó. Vậy việc phân loại van dựa trên vật liệu mà chúng ta đang đề cập đến ở đây, chính là dựa trên vật liệu của bộ phận thân van, bộ phận sử dụng nhiều vật liệu nhất, và là yếu tố ảnh hưởng lớn đến giá thành sản phẩm.

Inox

Van điện từ sử dụng các loại khác nhau để chế tạo thân van bao gồm inox 201, inox 304, inox 316 và một số vật liệu khác có tính chất tương đương. Inox mang lại khả năng chống ăn mòn vượt trội cho bộ phận thân van, mức độ kháng hóa chất của van cao hay thấp, phụ thuộc vào chính loại vật liệu chế.

Ví dụ: Nếu sắp xếp theo mức độ chống ăn mòn tăng dần ta có: Đầu tiên là inox 201, tiếp theo là inox 304, và cao hơn nữa là inox 316.

Ngoài ưu điểm về khả năng chống ăn mòn do hóa chất, chống oxy hóa inox nói chung có khả năng chịu nhiệt độ và áp suất tốt. Vì là loại vật liệu được đánh giá là có nhiều đặc tính tốt, nên các thiết bị van điện từ inox có giá thành ở mức khá cao.

Đồng

Van điện từ đồng là tên gọi ngắn gọn và thường được sử dụng, để chỉ những thiết bị van điện từ có phần thân van được chế tạo từ đồng thau. Loại vật liệu được đánh giá là rất bền bỉ, nếu được sử dụng trong điều kiện làm việc thông thường, đồng thau có khả năng chống ăn mòn khá tốt (không chịu được hóa chất có tính ăn mòn mạnh).

Van thường được sử dụng cho các hệ thống đường ống nước, bởi độ bền vượt trôi cùng với đó là giá thành rẻ. Tất nhiên sản phẩm này không phù hợp, với những hóa chất có tính ăn mòn cao.

Thép

Van điện từ thép là dòng van điện từ có bộ phận thân van được chế tạo từ thép cacbon, so với các loại vật liệu khác thép cacbon dễ bị ăn mòn hơn, mức độ oxi hóa diễn ra nhanh và mạnh hơn rất nhiều. Nhưng đổi lại loại vật liệu này nổi trội về khả năng chịu nhiệt độ cao và áp suất lớn, vì thế mà thép cacbon là vật liệu được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau.

Để khắc phục được những hạn chế của vật liệu, van điện từ thép có phần thân được phủ sơn Epoxy toàn phần. Sản phẩm thường được sử dụng cho các đường ống có kích thước lớn, chủ yếu là các đường ống nước.

Nhựa

Van điện từ bằng nhựa thay vì sử dụng các vật liệu truyền thống như kim loại, nó sử dụng một số loại nhựa để làm vật liệu chính, cho các thành phần của van.

Các ứng dụng của van điện từ nhựa thường nằm trong lĩnh vực xử lý chất lỏng hoặc khí không chứa các chất ăn mòn hoặc hóa chất gây ảnh hưởng đến kim loại. Thiết bị có khả năng, chịu được tác động của nhiều hóa chất, axit, kiềm và dung môi.

Tuy nhiên, cần lưu ý rằng nhựa là vật liệu bị giới hạn về nhiệt độ và áp suất hoạt động, so với kim loại. Vì vậy van điện từ bằng nhựa không phù hợp với những ứng dụng có nhiệt độ và áp suất lớn.

Dựa trên cách lắp đặt

Giống như tất cả những loại van khác (van bi, van bướm, van cầu,…) van điện từ được lắp đặt trên đường ống để, có thể thực hiện chức năng kiểm soát dòng chảy. Để van có thể lắp đặt được lên hệ thống, điều kiện cần thiết là kiểu lắp đặt van và đường ống phải cùng một kiểu lắp.

Loại lắp ren

Van sử dụng kiểu thiết kế đầu nối ren để liên kết với hệ thống ứng dụng, cổng van được gia công ren trong để liên kết với phần ren ngoài của đường ống, hai đầu ren được xoáy vào nhau để cố định.

Đặc điểm thiết kế chung của các thiết bị van điện từ lắp ren, đó là chúng có kích thước nhỏ gọn, khả năng lắp đặt dễ dàng và nhanh chóng, cổng được chế tạo với dải kích thước phổ biến từ 1/2 inch đến 3 inch (ngoài ra vẫn có những sản phẩm được chế tạo nằm ngoài phạm vi kích thước này.

Loại lắp bích

Các thiết bị van điện từ lắp bích thường được thiết kế với kích thước lớn, với hai mặt bích ứng với hai vị trí cổng van, chúng được thiết kế theo tiêu chuẩn JIS, DIN, BS,… Mặt bích được chế tạo với hai chủng loại bao gồm:

• Kiểu bích FF (Flat Face): Kiểu mặt bích được chế tạo với biên dạng bề mặt phẳng, từ ngoài vào trong của mặt bích.
• Kiểu bích RF (Raised Face): Được biết đến với tên gọi mặt bích lồi hoặc mặt bích nâng, đây là kiểu mặt bích, được thiết kế với phần viền ngoài của mặt bích mỏng hơn, đi sâu vào trung tâm sẽ được chế tạo dày hơn một chút, và phần bề mặt này được chế tạo với độ nhám nhất định.

Van điện từ lắp bích liên kết với hệ thống đường ống, thông qua các chi tiết bu lông, đồng thời ở giữa mặt bích của đường ống và mặt bích của van, có gioăng đệm để đảm bảo độ kín của mối ghép.

Dựa trên trạng thái làm việc mặc định

Phân loại van điện từ dựa trên trạng thái mặc định được hiểu là, trạng thái làm việc của van khi không được cấp điện.

Van thường mở

Van điện từ thường mở là loại van mà khi không cấp điện, nó sẽ làm việc ở trạng thái mở và lưu chất có thể đi qua van.

Van thường đóng

Trái ngược với van thường mở ta có loại van điện từ thường đóng, chỉ những thiết bị van điện từ ở trạng thái đóng (không cho lưu chất đi qua), khi không được cấp điện. Van được sử ưu tiên sử trên những vị trí, mà phần lớn thời gian làm việc tại đó cần phải ngăn cản dòng chảy.

Dựa trên kiểu tác động

Phân loại van dựa trên kiểu tác động hay nói cách khác, chính là cách thức hoạt động của van.

Loại động trực tiếp

Van điện từ tác động trực tiếp có hoạt động đóng và van chịu tác động trực tiếp, bởi sự thay đổi từ trường của cuộn coil. Xuất phát từ cấu tạo của van điện từ, thiết bị có bộ phận lõi thép được liên kết trực tiếp với màng van.

Ở trạng thái không cấp điện lõi thép chịu tác động từ lực đàn hồi của lò xo, ép màng van đi xuống giữ cho van ở trạng thái đóng (đối với van thường đóng). Khi có dòng điện cung cấp vào cuộn coil, phát sinh ra một phạm vi từ trường, từ trường này tác động đến lõi thép, và hút lõi thép đi lên (lực điện từ lớn hơn lực đàn hồi của lò xo).

Lõi thép di chuyển đi lên kéo theo đó là màng van, cũng được nâng lên từ đó mở thông đường dẫn chất lỏng, nối hai đầu van với nhau. Nếu bạn chú ý sẽ thấy trên màng của van điện từ, có một lỗ nhỏ nó được thiết kế để chất lỏng có thể đi lên bề mặt phía trên, để tạo sự cân bằng vế áp suất, giữa bề mặt trên và bề mặt dưới của màng van.

Nếu màng van không được thiết kế một lỗ nhỏ, khi áp suất đầu vào của van tăng cao, nó sẽ ép màng van đi lên và van sẽ tự động mở.

Loại tác động gián tiếp

Van điện từ tác động gián tiếp sẽ có gian phản hồi với tín hiệu điện lâu hơn, so với kiểu van tác động trực tiếp.

Thân van được cấu tạo gồm hai khoang trên và dưới được ngăn cách bởi bộ phận màng ngăn, và trên màng cao su này cũng được thiết kế một lỗ nhỏ, cho phép lưu chất đi từ khoang dưới của màng van lên phía khoang trên.

Theo như hình ảnh chúng ta đang sử dụng để làm ví dụ ở đây (là loại van gián tiếp kiểu thường đóng), quan sát hình ảnh bên dưới ta có, khi không cấp điện lõi thép bị ép xuống phía dưới, bởi tác dụng lực từ phía lò xo do đó chất lưu bị chặn lại.

Khi tiến hành cung cấp dòng điện vào cuộn coil, từ trường tạo ra hút lõi thép đi lên qua đó mở đường cho phép chất lưu đi qua van, tuy nhiên do tiết diện hạn chế nên lưu lượng đi qua bị hạn chế rất nhiều.

Sau một khoảng thời gian ngắn lưu chất lấp đầy đường ống phía sau, lúc này áp suất của chất lỏng sẽ tác dụng lên đĩa van, đẩy đĩa van đi lên lúc này van chính thức bước vào trạng thái mở.

Khi ngừng cấp điện cho cuộn coil, từ trường không còn được tạo ra để hút cuộn coil lên phía trên, thay vào đó lõi thép bị lực đàn hồi của lò xo đẩy xuống dưới, từ đó đóng dòng chảy.

Dựa trên dòng điện vận hành

Hoạt động của van điện từ được điều khiển thông qua lực điện từ, do từ trường của cuộn dây tương tác với lõi thép. Để cuộn dây điện từ tạo da được một vùng từ trường như mong muốn, ta cần cung cấp cho bộ phận cuộn coil một dòng điện phù hợp.

Điện một chiều

Bộ phận cuộn coil của van được thiết kế sử dụng dòng điện một chiều (DC), để tạo ra từ trường điều khiển trạng thái hoạt động của van. Dòng điện một chiều mà những thiết bị này sử dụng, thường có mức điện áp thấp để đảm bảo an toàn, các tùy chọn về mức điện áp của van gồm có 24V, 12V, 6V.

Van điện từ sử dụng dòng điện một chiều, do được thiết kế với mức điện áp làm việc tướng đồi thấp, nên về tổng thể thiết bị được đánh giá là có độ an toàn cao hơn.

Điện xoay chiều

Van điện từ vận hành bằng dòng điện xoay chiều (AC), với các mức điện áp 220V, 110V, 24V. Tại Việt Nam các sản phẩm van điện từ sử dụng điện áp 220V xoay chiều, rất phổ biến, vì đây mức điện áp sinh hoạt của nước ta, nên khách hàng lựa chọn sản phẩm này rất nhiều.

Tuy nhiên khi sử dụng bất cứ thiết bị điện nào, chúng ta cũng cần phải tuân thủ, các quy định an toàn về điện.

Một vài thương hiệu van điện từ chất lượng

Thương hiệu ODE

ODE là một thương hiệu van điện từ đến từ Ý, hãng sản xuất nhiều loại trang thiết bị và máy móc khác nhau, trong đó dòng sản phẩm nổi trội của họ phải kể đến van điện từ. ODE đã bắt đầu nghiên cứu và sản xuất các loại van điện từ, từ năm 1960.

Đến nay thương hiệu này đã xây dựng được một thư viện sản phẩm vô cùng phong phú, cung cấp nhiều tùy chọn đến với khách hàng.

Van điện từ ODE đã và đang được sử dụng trên nhiều quốc gia trên thế giới, trong đó có cả Việt Nam.

Thương hiệu Danfoss

Danfoss là một thương hiệu nổi tiếng và có uy tín trong lĩnh vực van điện từ. Họ là một tập đoàn công nghệ đa quốc gia có trụ sở tại Nordborg, Đan Mạch. Được biết đến với các sản phẩm và giải pháp công nghệ cao, trong lĩnh vực năng lượng và điều khiển.

Trong lĩnh vực sản xuất van điện từ, Danfoss cung cấp một loạt các sản phẩm chất lượng cao, bao gồm van sử dụng trong công nghiệp, van dùng trong y tế và nhiều ứng dụng đặc biệt khác.

Van điện từ Danfoss được thiết kế với công nghệ tiên tiến, đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng. Sản phẩm được đánh giá cao về độ bền, độ tin cậy và hiệu suất.

Thương hiệu CKD

CKD là một công ty công nghiệp đa quốc gia có trụ sở tại Nagoya, Nhật Bản. Họ chuyên sản xuất và cung cấp các sản phẩm và giải pháp, để phát triển tự động hóa công nghiệp, trong đó van điện từ là một ví dụ tiêu biểu.

Van điện từ của CKD được thiết kế và sản xuất với công nghệ tiên tiến, đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng cao. Van được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm hệ thống điều khiển tự động, hệ thống khí nén, hệ thống xử lý nước, và nhiều ứng dụng công nghiệp khác.

Với hơn 70 năm kinh nghiệm trong ngành tự động hóa, CKD đã xây dựng được vị thế là một trong những nhà sản xuất hàng đầu, trong lĩnh vực van điện từ và tự động hóa công nghiệp.

Ứng dụng thực tiễn của van điện từ

Là thiết bị có chức năng hỗ trợ người dùng kiểm soát dòng chảy, trạng thái làm việc của van được điều khiển bởi từ trường được tạo ra bởi bộ phận cuộn coil. Loại van này được ứng dụng trong lĩnh vực.

Một vài ví dụ về ứng dụng của van điện từ có thể kể đến như:

• Hệ thống nước: Ở đây bao gồm cả hệ thống phân phối, hệ thống xử lý, hệ thống lưu trữ nước. Van được lắp đặt trên các đoạn đường ống, hoặc ở cửa xả của các bồn chứa nước để kiểm soát dòng chảy. Ứng dụng cụ thể của những hệ thống này rất đa dạng, có thể ứng dụng để cung cấp nước tưới cho nông nghiệp, ứng dụng trong nhà máy lọc nước, ứng dụng trong hệ thống cấp nước sinh hoạt,…
• Hệ thống hơi nóng: Van điện từ được chú trọng phát triển, loại van có thể sử dụng được trong môi trường hơi nóng (có nhiệt độ cao vào áp suất lớn), bởi hơi nóng là loại lưu chất được sử dụng phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Việc sử dụng van điện từ trên các đường ống hơi nóng, giúp người dùng kiểm soát dòng chảy, hiệu quả và dễ dàng hơn. Hệ thống hơi nóng được sử dụng trong các ngành nghề nhuộm vải, sản xuất và chế biến các loại thực phẩm, ứng dụng trong sản xuất gỗ,… Tứ đó kéo theo các thiết bị van điện từ cũng được ứng dụng trong các hệ thống này.
• Ứng dụng trong các hệ thống khí nén: Tương tự hai ứng dụng trên, van được sử dụng trong những ngành nghề có sử dụng hệ thống khí nén, để phục vụ cho các công việc sản xuất, từ đây ta có những ứng dụng của van điện từ bao gồm, thiết bị được sử dụng trong nhà máy chế tạo chi tiết cơ khí, ứng dụng trong nhà máy sản xuất ô tô và nhiều loại máy móc khác, van được ứng dụng trực tiếp trên tàu biển và nhiều loại máy móc hạng nặng khác.

Trên đây là một vài ví dụ về ứng dụng thực tiễn của van điện từ, xuất phát từ đặc điểm cấu tạo và chức năng của thiết bị này, nó được ứng dụng gần như trong tất cả các hệ thống đường ống làm việc với chất lưu.

Một số vấn đề liên quan đến van điện từ

Với kinh nghiệm nhiều năm cung cấp các loại van điện từ, đồng thời chúng tôi cũng đã sử dụng và hỗ trợ lắp đặt nhiều thiết bị van điện từ cho nhiều dự án. Tổng hợp những thắc mắc của khách hàng, kết hợp với những vấn đề phát sinh trong ứng dụng thực tế của thiết bị van điện từ.

Đội ngũ kỹ thuật của VIVA xin chia sẻ một số vấn đề, liên quan đến dòng sản phẩm này, nhằm mục đích giúp khách hàng hiểu hơn về thiết bị, qua đó tìm ra biện pháp khắc phục những vấn đề kỹ liên quan một cách nhanh chóng và hiệu quả.

Hiện tượng phát nhiệt

Cuộn coil của van điện từ khi làm việc liên tục, mức nhiệt độ tăng lên so với ban đầu (lúc chưa cấp điện), dao động trong khoảng từ 60℃ đến 105℃ (mức tiêu chuẩn trong thiết kế phần lớn là tăng lên 80℃), nếu vượt quá các ngưỡng này có nghĩa là bộ phận đang gặp vấn đề, và tiềm ẩn hử hỏng.

Hiện tượng cuộn coil nóng lên trong quá trình làm việc (quá trình cấp điện vào cuộn coil) được xem là bình thường. Bỏ qua các yếu tố tác động như nhiệt độ môi trường xung quanh, nhiệt độ của lưu chất.

Cuộn coil nóng lên do những nguyên nhân sau:

• Hiệu ứng Joule: Hiệu ứng Joule là hiện tượng khi dòng điện chạy qua dây dẫn, năng lượng điện được biến đổi thành nhiệt. Trong cuộn dây của van điện từ, dòng điện chạy qua vật liệu dây dẫn và tạo ra hiệu ứng Joule, gây ra sự phát nhiệt.
• Quá trình hoạt động liên tục: Nếu van điện từ vận hành trong thời gian dài mà không có sự gián đoạn, nhiệt độ bên trong van có thể tăng lên do mức nhiệt sinh ra từ các nguyên nhân trên không được tản ra nhanh chóng.
• Nguồn điện và vị trí đầu nối: Nguồn điện không ổn định, và vị trí đấu nối không đảm bảo, dẫn đến không đủ công suất vận hành, gây ra hiện tượng quá nhiệt, tình trạng này diễn ra trong thời gian dài, dẫn đến cháy cuộn coil.

Phát ra tiếng kêu khi làm việc

Trong quá trình chuyển đổi giữa trạng thái đóng và mở của van, hiện tượng phát ra tiếng kêu (tiếng gõ nhẹ), được xem là bình thường, tùy loại van mà tiếng động phát ra lớn hoặc bé (thường sẽ chỉ là một tiếng “tách” nhẹ). Tiếng động này phát ra do lõi thép được hút bởi từ trường của cuộn dây.

Tuy nhiên nếu tiếng động quá lớn, thì khả năng cao van đã gặp một số vấn đề về kỹ thuật, có thể là do các bộ phận tiếp xúc và di chuyển qua lại lâu ngày đã bị hao mòn, dẫn đến độ dơ và hoạt động không được êm ái như trước. Để khắc phục tình trạng này ta nên thay thế phần lõi thép phía trong.

Tiếng động lạ phát ra bởi cuộn coil, cũng là tình trạng khá phổ biến, hiện tượng này xảy ra chủ yếu là do dòng điện cung cấp cho van không được ổn định. Vì thế ta nên kiểm tra lại nguồn điện, hoặc vị trí đấu nối dây điện với cuộn coil, để khắc phục kịp thời (tình trạng này kéo dài có thể làm chập cháy cuộn coil, hoặc hệ thống điện).

Ngoài ra còn một số nguyên nhân tác động bên ngoài bao gồm sự rung lắc của hệ thống, ảnh hưởng bởi thủy kích của chất lỏng.

Không cho phép chất lưu đi qua

Van điện từ không cho phép lưu chất đi qua, là hiện tượng nghiêm trọng, một số nguyên nhân gây ra hiện tượng này thường là:

• Sự cố dòng điện: Dòng điện cung cấp cho cuộn coil nếu không ổn định, và có điện áp không phù hợp với thông số kỹ thuật được thiết kế ban đầu, cuộn coil sẽ không hoạt động, hoạt động không đủ công suất hoặc hư hỏng. Vì vậy ta cần kiểm tra nguồn điện cung cấp trước tiê, bằng cách sử dụng những thiết bị đo lường chuyên dụng để đo điện.
• Sự cố cuộn coil: Trong tất cả các bộ phận cấu thành nên van điện từ, cuộn coil được đánh giá là bộ phận dễ bị hư hỏng, bởi nhiều nguyên nhân khách quan và chủ quan. Việc cuộn coil bị hỏng sẽ không tạo ra được từ trường, để tác động lên lõi thép, do đó van sẽ luôn rơi vào trạng thái đóng. Để khắc phục ta cần lựa chọn loại cuộn coil có thông số phù hợp để thay thế, việc này cũng rất dễ dàng vì trên thị trường hiện nay cung cấp nhiều loại cuộn coil, với mức giá phù hợp.
• Sự cố lõi thép: Sự cố gây ra bởi lõi thép không nhiều, tuy nhiên cũng có một số ít trường hợp mà lõi thép hoặc bộ phận lò xo bên trong bị kẹt. Ta cần tháo rời chi tiết và tiến hành vệ sinh lại.
• Lỗ thông ở màng van: Màng van có một lỗ nhỏ vừa để thông hơi, đồng thời nó cho phép lưu chất đi lên khoang trên để cân bằng áp suất, một phần lượng lưu chất này sẽ được dẫn qua phía sau van (đối với van điện từ tác đồng gián tiếp), nhằm sử dụng áp suất lưu chất để mở van. Nếu lỗ thông ở màng van bị tắc ta cần vệ sinh và làm sạch.

Van đóng không kín

Van đóng không kín, dẫn đến hiện tượng rò rỉ lưu chất nguyên nhân của việc này có thể là do van bị lắp ngược chiều, để khắc phục ta cần lắp lại van theo đúng chiều đã thiết kế.

Ngoài ra nếu van bạn đang sử dụng bình thường, không có thay đổi gì về hệ thống và thiết bị, mà bỗng dưng có hiện tượng rò rỉ, thì nguyên nhân có thể rơi vào những trường hợp sau:

• Hư hỏng đĩa van hoặc màng van: Đĩa và mang van có thể bị hư hỏng (biến dạng, ăn mòn, thủng màng van,…), từ những hư hỏng này lưu chất sẽ đi xuyên qua.
• Gãy lò xo: Lò xo tác dụng lực đàn hồi ép xuống đĩa van, có thể bị hư hỏng do ăn mòn, dẫn đến, lực đóng van không còn được duy trì.
• Áp suất vượt quá mức áp suất thiết kế: Nếu áp suất của lưu chất vượt quá khả năng đóng kín của van, nó có thể không thể đóng hoàn toàn và lưu chất có thể rò rỉ. Kiểm tra áp suất của hệ thống và đảm bảo nó không vượt quá giới hạn của van điện từ.

Lợi ích của việc sử dụng van điện từ

Tích hợp hệ thống tự động hóa

Van điện từ có thể được tích hợp vào hệ thống tự động hóa, nếu được tích hợp với các loại thiết bị cảm biến, để thực hiện các quy trình và hoạt động mà không cần sự điều khiển trực tiếp.

Điều này giúp nâng cao hiệu suất làm việc của toàn bộ hệ thống, phù hợp với xu hướng phát triển trong tương lai.

Phản hồi nhanh

Nếu so sánh một số loại van khác như van bi điều khiển điện, van cầu điều khiển điện, van cổng điều khiển điện,… Van điện từ có thời gian phản hồi nhanh nhanh hơn rất nhiều, thời gian chuyển đổi qua lại giữa trạng thái đóng mở của van, gần như tức thì (với van tác động trực tiếp), và một vài giây (với van tác động gián tiếp).

Tiết kiệm năng lượng

Van điện từ được đánh giá là tiết kiệm năng lượng, bởi kết cấu và nguyên lý hoạt động đơn giản. Nếu so với loại van điều khiển điện hoạt động bằng bộ truyền động điện, có motor điện để chuyển hóa điện năng thành chuyển động quay, sau đó chuyển động quay được truyền qua bộ truyền bánh răng.

Van điện từ sử dụng cuộn coil trực tiếp chuyển hóa điện năng thành từ trường. Van chỉ tiêu thụ điện năng khi hoạt, với loại van thường đóng thiết bị nên sử dụng, tại những vị trí có thời gian đóng nhiều hơn, và tương tự với kiểu van thường mở.

Những lưu ý khi lựa chọn van điện từ

Van điện từ là thiết bị kỹ thuật được ứng dụng trong nhiều hệ thống công nghiệp, việc lựa chọn được thiết bị phù hợp, cần quan tâm đến nhiều yếu tố. Bạn có thể liên hệ với chúng tôi để được hỗ trợ tư vấn, hoặc tự tìm hiểu nhờ vào những lưu ý dưới đây:

• Yêu cầu ứng dụng: Xác định rõ mục đích sử dụng và điều kiện làm việc của hệ thống, đặc biệt là điều kiện kỹ thuật. Cần xác định loại lưu chất (khí, chất lỏng, hỗn hợp), áp suất làm việc, nhiệt độ, dòng chảy, và các thông số khác để chọn van điện từ phù hợp.
• Điện áp và dòng điện: Việc lựa chọn loại van sử dụng dòng điện và mức điện áp như thế nào, cần căn cứ vào các yếu tố như hệ thống cung cấp điện sẵn có, cân nhắc mức điện áp an toàn. Tại Việt Nam dòng điện xoay chiều với điện áp 220V, được cung cấp sẵn vì vậy rất tiện lợi để sử dụng, tuy nhiên mức điện điện áp này khá cao va có nguy cơ gây mất an toàn. Vậy nên nhiều hệ thống sẽ sử dụng bộ chuyển đổi nguồn điện, để có thể sử dụng những thiết bị có điện áp thấp hơn (24V, 12V,…).
• Chất liệu: Xem xét chất liệu của van điện từ, để đảm bảo khả năng chịu được tác động của lưu chất, nhiệt độ và môi trường làm việc. Các chất liệu thông thường bao gồm thép không gỉ, đồng, nhựa, và cao su.
• Tiêu chuẩn và chứng chỉ: Kiểm tra xem van điện từ đáp ứng các tiêu chuẩn và chứng chỉ quan trọng, như ISO, ANSI, API, và các tiêu chuẩn ngành công nghiệp khác.
• Giá trị và chi phí: Xem xét giá trị và chi phí của van điện từ. Không chỉ chọn van dựa trên giá thành, mà hãy xem xét toàn diện các yếu tố như hiệu suất, độ tin cậy và dịch vụ để đảm bảo giá trị, mà thiết bị mang lại là tốt nhất cho hệ thống của bạn.

Lưu ý rằng việc lựa chọn van điện từ có thể phụ thuộc vào yêu cầu và điều kiện cụ thể của từng ứng dụng. Luôn tìm hiểu và tham khảo ý kiến chuyên gia hoặc nhà sản xuất để có sự lựa chọn tốt nhất cho hệ thống của bạn.

Trên đây là tất cả những chia sẻ về van điện từ, mà chúng tôi muốn gửi đến bạn đọc hy vọng thông qua bài viết này, bạn có thể hiểu hơn về loại thiết bị này qua đó có thêm những kiến thức, để áp dụng trong quá trình sử dụng và lựa chọn thiết bị.