Van khí nén 5/2

Cập nhật lần cuối ngày 30/06/2023 lúc 10:05 sáng

Tìm hiểu về van khí nén 5/2

Van khí nén 5/2 là một loại van điều hướng khí nén, tên gọi van khí nén 5/2 bắt nguồn từ chức năng và cấu tạo loại van này, trên thân van được thiết kế có 5 cổng kết nối, với 2 vị trí làm việc của piston.

5 cổng trên thân van bao gồm:

• 1 cổng được được nối với nguồn cấp khí nén, thường được gọi là cổng bơm ký hiệu là P (Pump).
• 2 cổng điều hướng khí nén, được nối với hai đường ống khác nhau, khí nén sẽ đi đến thiết bị hoặc hệ thống sau van, từ 1 trong 2 cổng này, trong 1 thời điểm và chúng thường được ký hiệu là A và B.
• 2 cổng xả khí nén được ký hiệu là EA và EB, tương ứng khí nén hồi về từ cửa A thông qua EA xả ra ngoài môi trường, khí nén hồi về từ cửa B thông qua EB để xả ra ngoài môi trường.

(Lưu ý đây chỉ là một trong những kiểu ký hiệu cổng van phổ biến, được sử dụng cho van khí nén 5/2, ngoài ra còn cách sử dụng ký hiệu số từ 1 đến 5, hoặc sử dụng các chữ cái A, B, P, R, S. Để ký hiệu các cổng van, nó phụ thuộc vào quy ước của nhà máy hoặc từng khu vực khác nhau).

2 vị trí làm việc của piston:

Vì là van điều hướng thiết bị được sử dụng để, thay đổi hướng của dòng chảy khí nén đến những đường ống khác nhau, và đối với van khí nén 5/2 là hai đường ống khác nhau, được nối với thân van từ cổng A và cổng B.

2 vị trí làm việc của piston, tương ứng với một vị trí cấp khí vào cổng A, vị trí còn lại là cấp khí vào cổng B.

Để thay đổi được trạng thái làm việc của van, đồng nghĩa với việc sử dụng những cơ cấu hoặc phương pháp nào đó, có thể thay đổi được vị trí làm việc của piston, hay nói cách khác là phương pháp điều khiển, thiết bị có thể được điều khiển bằng cuộn dây điện từ, điều khiển bằng nút nhấn, điều khiển bằng tay gạt,…

Cấu tạo và hoạt động của van khí nén 5/2

Cấu tạo

Như bạn đã biết van khí nén 5/2 là loại van có chức năng, điều khiển hướng di chuyển của dòng chảy khí nén, nhờ vào kết cấu tạo đặc biệt của thân van, kết hợp với sự thay đổi vị trí làm việc của piston. Những thiết bị này được cung cấp với nhiều biến thể khác nhau, từ đó mà hình thành nhiều loại van có cùng một chức năng cơ bản, nhưng lại có sự khác biệt về hình dáng cũng như cách thức điều khiển.

Cấu tạo cụ thể và chi tiết của van khí nén sẽ phụ thuộc vào từng loại van cụ thể, tuy nhiên van khí nén 5/2, có cấu tạo cơ bản chung gồm các bộ phận sau:

• Thân van: Thân của van điện từ 5/2 được chế tạo từ hợp kim nhôm hoặc thép không gỉ, trên thân van được thiết kế 5 cổng kết nối. Với hai chi tiết nắp ở hai đầu hai bên thân van,
• Piston: Chi tiết cũng được chế tạo từ hợp kim nhôm, với biên dạng đặc biệt, trên thân piston có nhiều vị trí có đường kính khác nhau, mục đích là kết hợp với kết cấu thân van, để hình thành hai đường dẫn khí nén khác nhau, tương ứng với sự thay đổi vị trí làm việc của piston.
• Lò xo: Chi tiết lò xo có thể là một phần cấu thành nên van khí nén 5/2, hoặc không tùy thuộc vào chủng loại van. Tuy nhiên đối với loại van khí nén 5/2 được sử dụng nhiều nhất trong thực tế, là loại van khí nén điều khiển bằng lực điện từ, và một số loại van có cách thức điều khiển khác, cũng thường sử dụng lực đàn hồi từ lò xo để tác dụng đưa piston trở về vị trí ban đầu.
• Các loại gioăng: Gioăng là những chi tiết được sử dụng với vai trò là phần đệm ở giữa, những chi tiết liên kết với nhau, ví dụ như: Giữa nắp van với thân van, phần gioăng ở giữa piston với thân van. Những chi tiết này có độ đàn hồi cao, chúng được sử với chức năng, đảm bảo các vị trí liên kết giữa các bộ phận kín hoàn toàn.
• Bộ phận tác động điều khiển: Bộ phận tác động điều khiển của van khí nén 5/2, bao gồm nhiều biến thể khác nhau như điều khiển điện từ, điều khiển tay gạt, điều khiển thông qua cơ cấu con lăn đòn bẩy,… Mỗi cách thức điều khiển lại có ưu và nhược điểm riêng.

Cách thức hoạt động

Van khí nén 5/2 có chức năng điều khiển dòng chảy khí nén, đến một trong hai đường ống riêng biệt, được liên kết với cổng A và cổng B của thân van. Để thay đổi được được hướng của dòng chảy khí nén sau khi qua van, cần thay đổi được vị trí làm việc của chi tiết piston.

Đối với van khí nén 5/2, dòng sản phẩm này có hai vị trí làm việc của piston, ta gọi là vị trí 1 và vị trí 2:

• Vị trí 1 của van, ta xem đây là vị trí mặc định của van (trạng thái làm việc mặc định khi van không được cấp điện, hoặc có tác động điều khiển từ bên ngoài).
• Vị trí 2 của van tương ứng với, vị trí của piston sau khi tiếp nhận tín hiệu điều khiển từ bên ngoài.

Để hiệu cụ thể hơn về các thức hoạt động của thiết bị, ta lấy loại van được sử dụng phổ biến ra làm ví dụ, đó là van khí nén 5/2 điều khiển bằng lực điện từ.

Khí nén từ nguồn cấp sẽ đi vào bên trong thân van thông qua cổng P. Trong thân van khi không được cấp điện, khí nén từ cổng P đến cổng A. Khi ta tiến hành cấp điện vào cuộn dây, nó tạo ra một từ trường tác động hút một lõi thép, lõi thép này liên kết với cơ cấu trích một phần khí nén từ hệ thống, tác động lên piston, từ đó làm cho piston thay đổi vị trí làm việc.

Khi vị trí của piston thay đổi điều này dẫn đến, đường dẫn khí nén trong trong thân van cũng sẽ thay đổi, khí nén từ cổng P đến cổng B. Đường thông khí nén từ P đến B sẽ tiếp tục được duy trì, cho đến khi ta ngừng cấp điện.

Lúc này cuộn dây điện từ không còn năng lượng để có thể tạo ra từ trường, lõi thép do không còn chịu tác dụng của lực hút. Chi tiết này cũng được liên kết với 1 lò xo, giúp nó trở về vị làm việc ban đầu. Đồng thời đường trích khí nén đến piston cũng bị chặn lại, một đầu của lò xo được tác động bởi lò xo, nên khi áp lực từ khí nén không còn, piston được đẩy về vị trí 1, lúc này đường thông khí nén từ cổng P đến cổng A được mở.

Phân loại van khí nén 5/2

Dựa trên vật liệu chế tạo

Để có thể chế tạo được một thiết bị van điện từ hoàn chỉnh, cần sử dụng đến nhiều loại vật liệu khác nhau.

• Cuộn dây điện từ: được chế tạo từ đồng, lớp vỏ bảo vệ bằng nhựa hoặc thép cacbon.
• Các chi tiết gioăng làm kín: được chế tạo cao su tổng hợp.
• Lò xo được chế tạo từ thép không gỉ,…

Những chi tiết trên thường chúng được chế tạo chỉ với một loại vật liệu. Việc phân loại van khí nén 5/2 dựa trên vật liệu chế tạo, được đề cập đến ở đây là phân loại dựa trên vật liệu chế tạo thân van.

Van khí nén 5/2 thân bằng inox

Bộ phận thân van được chế tạo từ thép không gỉ, thiết bị có khả năng chịu được áp suất lớn, đồng thời là khả năng chống ăn mòn. Tuy nhiên các thiết bị van điện từ inox trên thực tế không được sử dụng phổ biến, bởi nguyên nhân chính sau đây:

• Van được thiết kế đặc biệt để sử dụng cho chất lưu là khí nén, mà hệ thống khí nén đa số làm việc ở mức áp suất không quá cao, điều kiện làm việc thường là trong môi trường nhà máy. Nên những tính năng đặc biệt mà van mang lại sẽ không cần thiết, cho những hệ thống thông thường. Nhưng nó lại đặc biệt hữu ích với những hệ thống khí nén làm việc trong điều kiện làm việc khắc nghiệt.
• Được đánh giá cao về độ bền và có khả năng làm việc được trong những điều kiện khắc nghiệt, đổi lại thì sản phẩm có mức giá cao hơn nhiều, so với loại van được chế tạo từ hợp kim nhôm.

Van khí nén 5/2 thân bằng hợp kim nhôm

Hợp kim nhôm là vật liệu được sử dụng phổ biến trong nhiều ứng dụng khác nhau. Và đây cũng chính là loại vật liệu được sử dụng nhiều chất, để chế tạo thân của van khí nén nói chung.

Bởi loại vật liệu này có nhiều đặc tính phù hợp, với chức năng cũng như điều kiện làm việc của thiết bị, đồng thời nó cũng cân bằng được tính kinh tế.

Dựa trên cách thức điều khiển

Như mình đã đề cập sơ qua về cách thức điều khiển của van khí nén 5/2, thiết bị này được cung cấp với nhiều biến thể khác nhau, về cách thức điều khiển van, sau đây chúng ta cùng nhau tìm hiểu thêm, các phương pháp điều khiển van khí nén 5/2.

Van khí nén 5/2 điều khiển điện từ

Trong các biến thể về cách thức điều khiển của van khí nén 5/2 thì loại van, điều khiển bằng lực điện từ hiện đang được sử dụng phổ biến nhất, bởi nó có nhiều tính năng phù hợp với yêu cầu đối với nhiều hệ thống hiện tại.

Thiết bị cung cấp khả năng điều khiển từ xa, ta chỉ cần cung cấp nguồn điện có những thông số như điện áp, cường độ dòng điện, tần số phù hợp là van có thể chuyển đổi trạng thái làm việc, và ngừng cấp điện để nó tự động quay lại trạng thái ban đầu.

Nguồn điện được sử dụng để điều khiển van bao gồm nhiều tùy chọn về điện áp, đối với điện 1 chiều và điện xoay chiều, ta có những tùy chọn điện áp phổ biến như AC 220V, AC 110V, AC 24V, DC 24V, DC 12V.

Van khí nén 5/2 điều khiển tay gạt

Mặc dù không có khả năng điều khiển hoạt động từ xa như loại van điều khiển thông qua lực điện từ, tuy nhiên lại van tác động điều khiển trực tiếp thông qua tay gạt, được đánh giá cao bởi ưu điểm là độ bền bỉ, hoạt động ổn định với độ tin cậy cao do nó được điều khiển trực tiếp bởi con người.

Nó sử dụng một cơ cấu tay gạt, được liên kết với bộ phận piston khi ta tác động đến bộ phận này, piston sẽ thay đổi vị trí từ đó dẫn đến sự thay đổi trạng thái làm việc của van.

Van khí nén 5/2 điều khiển khí nén

Về loại van khí nén 5/2 được điều khiển bằng khí nén, thiết bị cũng được điều khiển từ xa giống như van điều khiển bằng lực điện từ, tuy nhiên thay vì sử dụng dòng điện để kiểm soát hoạt động của van, nó sử dụng chính khí nén được trích một phần từ hệ thống để điều khiển hoạt động của thiết bị.

Khí nén được sử dụng để điều khiển, được trích một phần từ hệ thống tổng thể sau đó đi qua một hệ thống bao gồm nhiều van, và đường ống khác nhau trước khi được sử dụng để điều khiển van khí nén 5/2.

Ứng dụng của van khí nén 5/2

Van khí nén 5/2 được sử dụng với mục đích, điều khiển hướng của dòng chảy khí nén từ cổng vào (P), dòng chảy của khí nén sẽ được điều chỉnh để di chuyển đến một trong hai hướng đường ống riêng biệt (một đường ống được nối với cổng A, đường ống còn lại được nối với cổng B). Cùng với sự đa dạng trong tùy chọn cách thức điều khiển. Van được sử dụng để trực tiếp điều khiển hoạt động của nhiều loại thiết bị khí nén, điều khiển cơ cấu và nhiều hệ thống nhất định.

Một vài ví dụ về ứng dụng thực tiễn của van khí nén 5/2:

Điều khiển hoạt động đóng mở của một số loại van công nghiệp: Van 5/2 được lắp đặt kết hợp với nhiều loại van công nghiệp khác nhau, bao gồm van bi điều khiển khí nén, van bướm điều khiển khí nén, van cầu điều khiển khí nén,… nhằm mục đích kiểm soát quá trình cung cấp khí nén cho bộ truyền động khí nén, bộ truyền động khí nén tiếp nhận dòng khí nén đó, để tạo ra những chuyển động phù hợp với mục đích cuối cùng là vận hành van.

Điều khiển hoạt động của một số loại thiết bị khí nén: Van được sử dụng để phân phối khí nén đến các khoang khác nhau của xi lanh khí nén tác động kép, qua đó kiểm soát được hành trình của trục xi lanh.

Sử dụng để điều khiển hoạt động của một bộ phận, một cơ cấu nhất định trong nhà máy: Tương tư như những ứng dụng trên, tuy nhiên để điều khiển hoạt động của cả một bộ phận nào đó trong toàn bộ hệ thống, cần dùng đến nhiều thiết bị hơn và cần kết hợp nhiều thiết bị van điều hướng khí nén lại với nhau thành một cụm (thường được gắn trên các đế van khí nén).