Van điều hướng khí nén

Cập nhật lần cuối ngày 09/08/2023 lúc 04:00 chiều

Van điều hướng khí nén có mặt hầu hết trong tất cả các hệ thống khí nén, với đa dạng cách thức vận hành, được thiết kế với chức năng chính là điều khiển hướng, của dòng chảy khí nén trong hệ thống. Nếu bạn đang cần tìm kiếm thêm những thông tin liên quan đến sản phẩm này, hy vọng bài viết này sẽ có thể cung cấp đến bạn những thông tin hữu ích.

Van điều hướng khí nén là gì?

Van điều hướng khí nén có tên tiếng anh là Pneumatic Directional Control Valves, là một loại thiết bị được sử dụng trong hệ thống khí nén, để điều chỉnh hướng đi của dòng chảy khí nén, đến các đường ống dẫn khí nén khác khác nhau, ngắt đường cung cấp khí hoặc xả khí nén ra môi trường bên ngoài.

Thao tác điều khiển thiết bị có thể được thực hiện nhờ vào lực điện từ, tác động thông qua cơ cấu tay gạt, tác động bằng khí nén,…

Trên thân van sẽ được thiết kế các cổng đấu nối, những cổng này được thiết kế để đấu nối với dây hơi khí nén, hoặc để liên kết với những cổng được thiết kế sẵn ở đế van.

Trong công nghiệp các thiết bị van điều hướng được sử dụng với số lượng rất lớn, thường chúng sẽ được thiết kế liền nhau, trên các đế van để tạo thành các cụm van khí nén, để có thể đáp ứng được yêu cầu làm việc phức tạp, của các hệ thống được ứng dụng trong công nghiệp.

Thân van thường được chế tạo từ hợp kim nhôm, với kết cấu khoang dẫn khí nén bên trong rất đa dạng, với mỗi kiểu kết cấu khoang dẫn khí nén, tương ứng với những chức năng điều khiển hướng chảy của khí nén khác nhau, mà thiết bị có thể thực hiện.

Tại Việt Nam thiết bị này được biết đến với nhiều tên gọi khác nhau như:

• Van khí nén
• Van phân phối khí nén
• Van đảo chiều khí nén,…

Cấu tạo của van điều hướng khí nén

Van điều hướng khí nén được chế tạo với nhiều chủng loại, và giữa những loại van này có sự khác biệt về hình dạng thân van, hoặc cơ cấu điều khiển, tuy nhiên về cơ bản cúng để có chung một nguyên tắc thiết kế cơ bản.

Để hiểu rõ hơn về cấu tạo của dòng van này, chúng ta sẽ tìm hiểu cấu tạo của van điều hướng khí nén điều khiển bằng lực điện từ, thiết bị được cấu thành từ các bộ phận chính bao gồm:

• Thân van: Thân van được chế tạo từ hợp kim nhôm, bên trong được gia công cắt gọt để tạo thành các đường phân phối khí, kết hợp với việc điều chỉnh vị trí trục van để thay đổi dòng chảy của khí nén đến các hướng khác nhau.
• Trục: Trục van thường được chế tạo từ nhôm, được đặt dọc bên trong thân van, quay trục có các chi tiết gioăng cao su, chi tiết này sẽ chuyển động dọc theo thân van, nhờ vào lực đàn hồi từ lò xo và khí nén.
• Cuộn dây điện từ: Bộ phận này được hình thành bằng cách cuộn nhiều vòng dây đồng, xung quanh một lõi rỗng, cuộn dây được bảo vệ bởi một lớp nhựa được đúc bên ngoài. Trên cuộn dây được thiết kế sẵn các đầu đấu dây, để tiếp nhận dòng điện điều khiển từ bên ngoài.
• Lò xo: Chi tiết có nhiệm vụ tạo ra một lực đàn hồi liên tục tác động, lên trục van để giữ van ở một trạng thái cố định nào đó, khi không có tín hiệu điều khiển từ người dùng.
• Nắp van: Nắp van có thể xem như một phần của thân van, chi tiết này có nhiệm vụ đóng kín và hoàn thiện thiết bị, nó được cố định vào thân van nhờ vào các vít cố định.
• Vít cố định: Những chi tiết này thường được chế tạo từ thép và được mạ chống gỉ bên ngoài, chúng có nhiệm vụ hỗ trợ liên kết và cố định các bộ phận lại với nhau.

Ngoài những bộ phận và chi tiết chính kể trên, để cấu thành được một thiết bị hoàn chỉnh còn cần đến các chi tiết phụ bao gồm: Gioăng thân van, núm vặn cố định cuộn coil, vỏ bảo vệ đầu đấu dây,…

Van điều hướng khí nén hoạt động như thế nào?

Khi nói về vấn đề nguyên lý hoạt động của van điều hướng khí nén, ta cần hiểu được khái quát vấn đề như sau.

Trên thân của van điều hướng khí nén được thiết kế các cổng, đấu nối với dây hơi khí nén nhờ vào sự hỗ trợ của đầu nối nhanh khí nén.

Bên trong của thân van được thiết kế các khoang dẫn khí đặc biệt, những khoang này kết hợp với kết cấu đặc biệt của trục van, để điều khiển hướng đi của khí nén. Từ đó hoạt động điều hướng khí nén của van diễn ra nhờ vào việc thay đổi vị trí của trục van, và để kiểm soát vị trí làm việc của chi tiết này, các đơn vị sản xuất đã áp dụng nhiều phương pháp khác nhau, tùy vào mục đích sử dụng, ở đây có thể là tác động điều khiển nhờ vào lực điện từ, tác động thông qua áp lực của khí nén, tác động thông qua cơ cấu tay gạt,…

Để hiểu rõ hơn về hoạt động của van điều hướng khí nén, hãy cùng chúng tôi tìm hiểu thông qua ví dụ sau:

Để điều khiển một xi lanh khí nén tác động đơn như hình ảnh bên dưới, ta sử dụng một van điều hướng khí nén 3 cửa 2 vị trí, một đầu tác động lực điện từ một đầu tác động bằng lực đàn hồi của lò xo (hệ thống khí nén được lắp đặt như hình ảnh bên dưới).

• Ở vị trí 1: Khi ta cung cấp vào cuộn coil (cuộn dây điện từ), một dòng điện phù hợp (AC 220V, DC 24V,… Tùy theo loại van), bên trong cuộn dây sẽ sinh ra một lực điện từ, và cuộn dây lúc này hoạt động giống như một nam châm điện, nó đẩy lõi sắt trong thân van, lõi sắt này gián tiếp tác động trục van, từ đó trục van được đẩy về phía bên trái. Nhờ vào cấu tạo đặc biệt của trục và thân van, đường dẫn khí từ cổng 1 đến cổng 3 được mở. Khí nén từ máy nén khí đi qua van và dẫn đến xi lanh khí nén.
• Ở vị trí 2: Van chuyển sang trạng thái làm việc ở vị trí 2, khi mà ta ngừng cấp điện cho bộ phận cuộn dây điện từ, lúc này do không được cấp điện nên cuộn dây không có lực điện từ tác dụng lên lõi sắt, vì vậy dưới tác dụng của lực đàn hồi từ phía lò xo, trục van bị đẩy sang phía bên phải (như chiều mũi tên ở hình ảnh bên dưới). Khi trục van lệch về phía trái nó mở khoang dẫn khí nối cổng 3 với cổng 2, đồng thời cổng 1 bị chặn lại, khí nén bên trong xi lanh được dẫn quay ngược về van, và từ cổng số 2, khí được xả ra bên ngoài.

Trên đây là toàn bộ 1 chu trình làm việc của một trong những loại van điều hướng khí nén, được sử dụng phổ biến trong công nghiệp, tùy thuộc vào cấu tạo chi tiết của từng loại sản phẩm, sẽ có đôi chút khác biệt, trong cách thức hoạt động, nhưng nhìn chung chúng đều có nguyên lý làm việc về cơ bản là giống nhau.

Phân loại van điều hướng khí nén

Để có thể đáp ứng được nhiều điều kiện làm việc khác nhau, việc các dòng van được chế tạo vời nhiều chủng loại là điều cần thiết. Vậy van điều hướng khí nén được cung cấp với những chủng loại nào, hãy cùng chúng tôi tìm hiểu ngay dưới đây.

Phân loại dựa trên cách điều khiển

Van điều hướng khí nén điện từ

Xét về cấu tạo thiết bị sử dụng một hoặc 2 cuộn dây điện từ ở đầu van, những cuộn dây này sử dụng dòng điện để tạo ra một lực điện từ đủ mạnh tác động đến lõi sắt ở bên trong thân van. Van điều hướng khí nén điều khiển điện từ được sử dụng phổ biến, bởi ưu điểm dễ dàng kết hợp vào trong hệ thống điều khiển tự động, và phù hợp với các loại cảm biến.

Trên thị trường hiện nay thiết bị được cung cấp với các tùy chọn về dòng điện điều khiển bao gồm AC 220V, AC 110V, DC 12V, DC 24V,… Cùng với đó dòng sản phẩm này cung cấp các biến thể bao gồm van một cuộn coil hoặc 2 cuộn coil.

Ngoài ra thân van được thiết kế nút tác động trực tiếp, cho phép người dùng có thể điều chỉnh van trực tiếp, trong trường hợp hệ thống cấp điện gặp sự cố.

Van điều hướng khí nén tay gạt

Về cơ bản van điều hướng khí nén tay gạt có hoạt động tương tự như, kiểu điều khiển bằng lực điện từ, những thay vì sử dụng lực điện từ để tác động, loại thiết bị này sử dụng cơ cấu tay gạt, được liên kết với trục van để điều chỉnh van.

Thiết bị có ưu điểm độ bền cao, thao tác điều chỉnh đơn giản, không cần sử dụng đến nguồn điện để vận hành van. Tuy nhiên chúng tồn tại một số hạn chế có thể kể đến như không thể vận hành từ xa, với những hệ thống lớn và phức tạp việc sử dụng thiết bị này không đảm bảo được tính đồng bộ.

Từ những đặc điểm trên van điều hướng khí nén dạng tay gạt, được sử dụng trong những vị trí đơn lẻ, để trực tiếp điều hành một bộ phận cụ thể nào đó.

Van điều hướng khí nén điều khiển bằng khí nén

Đối với van điều hướng khí nén được điều khiển hoạt động bằng chính khí nén, lực tác động lên trục van được hình thành do chính dòng khí nén có áp suất cao tác dụng lên.

Dòng van này có ưu điểm vượt trội về độ bền, có khả năng điều khiển hoạt đồng từ xa, tuy nhiên cần kết hợp với một số thiết bị điện tử tương tự khác.

Phân loại dựa trên số cổng van

Van điều hướng khí nén 2/2

Van điều hướng khí nén 2 cửa 2 vị trí, có đặc điểm thiết kế trên thân van có 2 cửa kết nối với đường dây dẫn khí, hai đường khí này tương ứng với một đường khí đi ra, và một đường khí đi vào. 2 vị trí của van tương ứng với vị trí đóng và mở.

Với kiểu thiết kế này van được sử dụng để thực hiện, một chức năng duy nhất là mở hoặc đóng dòng chảy của khí nén đi qua van.

Van điều hướng khí nén 3/2

Van điều hướng khí nén 3 cửa 2 vị trí, được thiết kế với 3 cửa kết nối trên thân van, những cửa này tương ứng với:

• Cổng cấp khí: Cổng này được nối với đường dây cung cấp khí, cho phép khí nén từ máy nén khí đi vào thân van.
• Cổng ra: Cổng ra được nối với dây dẫn để cung cấp khí nén cho các bộ phận và thiết bị phía sau van, thường thấy nhất là được nối với các xi lanh khí nén tác động đơn, để điều khiển hoạt động của loại thiết bị khí nén này.
• Cổng xả khí: Cổng này có chức năng xả khí nén ra bên ngoài, khi mà đường khí hồi lại.

2 Vị trí của thiết bị tương ứng với vị trí cấp khí và vị trí xả khí.

Van điều hướng khí nén 5/2

Van khí nén 5 cửa 2 vị trí được thiết kế có đến 5 cửa khác nhau trên thân van, những cửa này bao gồm:

• Một cửa cấp khí: Cửa cấp khí thường đường kí hiệu là (P), thông qua cổng này khí nén được cấp vào trong thân van.
• 2 cửa ra: Hai cửa ra được ký hiệu là cửa A và cửa B, chúng thường được liên kết với hai đầu dây cấp khí của xi lanh khí nén tác động kép, để điều chỉnh hành trình của thiết bị này.
• 2 của xả khí: Hai cửa xả khí được ký hiệu là R và S, trong quá trình thay đổi vị trí làm việc khí nén từ cửa A được xả ra bên ngoài thông qua cửa R, và cửa B là thông qua cửa S.

Hai vị trí làm việc của van bao gồm: Vị trí cấp khí qua A và vị trí còn lại là cấp khi qua cửa B.

Van điều hướng khí nén 5/3

Van đảo chiều khí nén 5 cửa 3 vị trí, được thiết kế 5 cửa trên thân van gần giống với van 5/2, cũng gồm các cửa P, A, B, S, R. Tuy nhiên loại van này có thêm một vị trí làm việc nữa đó là vị trí đó là ngừng cấp khí hoàn toàn, hoặc đồng thời cấp khí cho cả A và B (tùy theo thiết kế).

Xu hướng phát triển của van điều hướng khí nén trong tương lai

Van điều hướng khí nén đã được sử dụng, trong một khoảng thời gian rất dài trong nhiều ứng dụng, đặc biệt là những ứng dụng trong hệ thống công nghiệp, việc sử dụng van điều hướng khí nén kết hợp với những thiết bị khí nén khác trong hệ thống khí nén như:

• Xi lanh khí nén
• Động cơ khí nén
• Các loại máy móc hoạt động bằng khí nén,…

Giúp cải thiện năng suất làm việc, đảm bảo tính đồng bộ cho các sản phẩm được tạo ra, giải phóng được sức lao động. Trong suốt quá trình ứng dụng, loại van này không ngừng được cải thiện và phát triển về kết cấu, vật liệu, khả năng làm việc với cường độ cao,… Trong tương lai gần với sự bùng nổ mạnh của những tiến bộ trong khoa học công nghệ, sản phẩm rất có khả năng được tích hợp công nghệ IOT, tích hợp AI và nhiều loại cảm biến để tối ưu hơn nữa khả năng tự động hóa.

Ứng dụng của van điều hướng khí nén

Van điều hướng khí nén có rất nhiều ứng dụng thực tế trong các ngành công nghiệp và tự động hóa. Sau đây là một số ứng dụng tiêu biểu của thiết bị.

Điều khiển xi lanh khí nén

Van điều hướng khí nén được sử dụng để điều khiển xi lanh khí nén, trong các ứng dụng công nghiệp và tự động hóa như cán thép, đóng mở cửa, sản xuất thực phẩm và đóng gói.

Điều khiển máy móc công cụ

Van điều hướng khí nén được sử dụng để điều khiển, các loại máy móc sử dụng khí nén như máy khoan, máy cắt kim loại và máy mài.

Điều khiển các thiết bị, bộ phận khác trong hệ thống

Van điều hướng khí nén cũng được sử dụng để điều khiển, các thiết bị hoặc các bộ phận khác trong hệ thống khí nén như: Điều chỉnh hướng đi của khí nén, đến các nhánh đường ống khác nhau trong nhà máy, phân xưởng, các thiết bị truyền động như bàn trượt, bộ điều tốc,…

Sản phẩm van điều hướng khí nén được cung cấp tại VIVA

Công ty VIVA là một trong những nhà cung cấp hàng đầu, về các sản phẩm van điều hướng khí nén tại Việt Nam. Chúng tôi chuyên cung cấp các sản phẩm chất lượng cao với nhiều loại và mẫu mã khác nhau, đáp ứng các yêu cầu khác nhau của khách hàng.

Sản phẩm được nhập khẩu từ nhiều thương hiệu, có đủ phân khúc từ thấp đến cao, có thể kể đến như:

• Airtac của Đài Loan
• STNC của Trung Quốc
• SMC của Nhật Bản
• Festo của Đức,…

Tất cả những sản phẩm chúng tôi cung cấp, đều đảm bảo là hàng chính hãng, đồng thời những thương hiệu được lựa chọn đều đáp ứng được những tiêu chuẩn chung, về thiết kế chế tạo được thống nhất trên thế giới, Nên khách hàng có thể hoàn toàn yên tâm, về khả năng tích hợp của thiết bị vào trong hệ thống.

Và cuối cùng những sản phẩm mà chúng tôi cung cấp, luôn đi kèm với chính sách bảo hành, chính sách hỗ trợ tư vấn giải pháp, hỗ trợ tư vấn kỹ thuật.

Xin cảm ơn quý bạn đọc đã dành thời gian cho bài viết này!

Chúng tôi rất hoan nghênh những ý kiến đóng góp, và luôn sẵn sàng giải đáp những thắc mắc có liên quan.