Van cầu điều khiển khí nén là loại van công nghiệp được vận hành bằng khí nén, được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống đường ống với chức năng lưu thông và điều tiết dòng chảy của lưu chất. Vậy loại van này có cấu tạo và nguyên lý vận hành như thế nào? Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu ở bài viết dưới đây.

Van cầu điều khiển khí nén là gì?

Van cầu (Globe valve), còn được gọi là van hơi nóng, van chặn… là loại van được sử dụng rất nhiều trong các hệ thống sản xuất, nhất là các hệ thống có nhiệt độ cao. 

Với thiết kế bên trong thân van thành hai phần với một lỗ thông nhau có chức năng chuyển hướng dòng chảy, van cầu không chỉ cho phép lưu chất di chuyển qua van dễ dàng mà còn giúp thực hiện chức năng điều tiết vô cùng hiệu quả.

Để đáp ứng nhu cầu sử dụng, van cầu có nhiều phương thức vận hành khác nhau như điều khiển bằng tay quay vô lăng, điều khiển bằng điện, điều khiển bằng khí nén… 

Trong đó, van cầu điều khiển khí nén đang ngày càng được sử dụng rộng rãi và nhận được nhiều đánh giá cao từ người sử dụng. Chúng cũng có cấu tạo tương tự như các loại van cầu thông thường, tuy nhiên, chúng sẽ được tích hợp thêm một bộ phận gọi là Pneumatic actuator (Bộ truyền động khí nén), có chức năng tiếp nhận và chuyển hóa khí nén thành cơ năng để vận hành van.

Loại van cầu này có khả năng vận hành tự động bằng năng lượng khí nén mà không phụ thuộc vào các tác động từ con người. Thời gian đóng mở nhanh chóng, chỉ mất từ 3 – 5s, có thể điều khiển cùng lúc từ xa nhiều thiết bị với độ chính xác tuyệt đối, thích hợp với những hệ thống quy mô lớn, tự động hóa cao, những nơi mà van cầu được lắp đặt ở những vị trí mà người vận hành không thể với tới.

Ngoài ra, khí nén cũng là một nguồn năng lượng vô cùng sạch, an toàn và dễ dàng sản xuất, không xảy ra tình trạng cháy nổ trong quá trình sử dụng nên ngày càng nhận được nhiều đánh giá cao.

Nhờ vào những tính năng tuyệt vời của mình, van cầu điều khiển khí được sử dụng ngày càng phổ biến tại các hệ thống sản xuất. Các ứng dụng tiêu biểu của chúng có thể kể đến như ứng dụng trong các hệ thống cấp thoát nước, các hệ thống lò hơi, các nhà máy hóa chất, ngành công nghiệp luyện kim, khai thác khoáng sản, lọc hóa dầu…

Video mô phỏng cấu tạo, cơ chế hoạt động của van cầu điều khiển khí nén

Cấu tạo của van cầu điều khiển khí nén

Để tạo ra một thiết bị hoàn chỉnh và vận hành ổn định, van cầu điều khiển khí nén phải được cấu thành từ các bộ phận sau:

Thân van

Là bộ phận nằm ở bên ngoài, tiếp xúc trực tiếp với các tác nhân môi trường như nắng, mưa, gió, bụi bẩn nên được thiết kế vô cùng chắc chắn, chế tạo từ các loại hợp kim cứng có khả năng chống chịu tốt như inox, gang, thép, đồng… có chức năng chứa đựng vào bảo vệ các bộ phận khác bên trong van.

Để liên kết hiệu quả với đường ống, ở hai đầu của van sẽ được thiết kế các vòng ren, các loại mặt bích theo tiêu chuẩn quốc tế như DIN, JIS, ANSI, BS… Trong quá trình sử dụng, cần lựa chọn mặt bích của van tương ứng với tiêu chuẩn của đường ống thì mới có thể lắp đặt được.

Ngoài ra, để bảo vệ van không bị oxy hóa bởi các tác nhân môi trường, bên ngoài thân van thường sẽ được phủ một lớp sơn epoxy cao cấp để giúp van không bị bong tróc, dễ lau chùi vệ sinh, đồng thời giữ van sử dụng được lâu dài hơn.

Đĩa van

Đây là một bộ phận giữ vai trò vô cùng quan trọng trong van cầu, liên kết trực tiếp với trục van, thường có dạng hình nắp chai, hình côn tròn… được dùng để nâng lên, hạ xuống theo tác động từ điều khiển để thực hiện chức năng đóng mở van.

Đĩa van tiếp xúc trực tiếp với lưu chất, nhận áp lực và nhiệt độ từ lưu chất, vì vậy, chúng thường được chế tạo từ các loại hợp kim cứng như inox, thép… có khả năng chống chịu tốt, không bị gãy vỡ trước tốc độ dòng chảy mạnh, không bị ăn mòn nhanh chóng trong quá trình sử dụng.

Đĩa van được thiết kế với kích thước tương thích với cửa van, có thể được lót thêm một lớp gioăng làm kín giúp tạo độ kín tuyệt đối, không gây ra tình trạng rò rỉ lưu chất khi van đang ở trạng thái đóng.

Trục van

Cũng tương tự như đĩa van, trục van là bộ phận nằm ở bên trong thân van và tiếp xúc trực tiếp với lưu chất. Chúng có vị trí nằm giữa và liên kết bộ điều khiển và đĩa van lại với nhau, được xem là bộ phận nhận lực và truyền lực để van cầu điều khiển khí nén có thể vận hành theo đúng trình tự của nó.

Trục van thường được sản xuất bằng các loại vật liệu cứng như inox, thép… đây đều là những loại vật liệu có khả năng chịu lực tốt, không bị ăn mòn trong quá trình sử dụng, giúp van thiết bị vận hành ổn định và nhanh chóng, chịu được áp lực lớn và nhiệt độ cao.

Gioăng làm kín

Đúng như tên gọi của mình, bộ phận này có chức năng làm kín tại các vị trí tiếp xúc như đĩa van và thân van, hoặc các vị trí liên kết như giữa các mặt bích, giúp thiết bị vận hành êm ái, không gây rò rỉ lưu chất trong quá trình sử dụng sản phẩm.

Gioăng được sản xuất bằng các vật liệu đàn hồi như cao su Teflon, NBR, PTFE… có khả năng giãn nở theo nhiệt và biến dạng đàn hồi theo từng vị trí liên kết, giúp chèn kín giữa các khe hở, không tạo ra một chút rò rỉ dù là nhỏ nhất.

Gioăng có thiết kế nhỏ gọn, giá thành tương đối rẻ, dễ dàng tìm kiếm tại các cửa hàng để thay mới khi khả năng đàn hồi của chúng bị giảm sút.

Bộ phận điều khiển

Nếu như van cầu điều khiển điện, thiết bị sẽ được tích hợp một bộ Electric Actuator (Thiết bị truyền động điện) thì ở van cầu điều khiển khí nén, thiết bị sẽ được sản xuất kèm theo một Pneumatic actuator (Bộ truyền động khí nén), có chức năng tiếp nhận năng lượng khí nén, sau đó chuyển hóa chúng thành cơ năng để vận hành van.

Bộ điều khiển này sẽ được liên kết với trục van, khi được cấp một lượng khí nén, chúng sẽ hoạt động và tạo ra một lực momen làm trục van quay, kéo theo đĩa van quay.

Bộ phận điều khiển này có hai loại chính, đó là dạng piston và dạng màng:

• Bộ truyền động khí nén dạng piston: Bao gồm 1 xi lanh, 1 piston và 1 lò xo chuyển động. Piston sẽ kết nối với trục van và tác động để kéo trục lên xuống để thực hiện nhiệm vụ vận hành van. Bộ truyền động này được chia thành 2 loại, đó là truyền động đơn (chỉ sử dụng lực khí nén cho một chu trình đóng hoặc mở duy nhất, chu trình còn lại sẽ tự động vận hành khi ngắt lực khí nén), truyền động kép (sử dụng lực khí nén cho cả hai chu trình đóng mở, tức là khi muốn mở van, người ta sẽ cấp một lượng khí nén vào bộ truyền động, khi muốn đóng van, người ta cũng sẽ cấp một lượng khí nén tương tự).
• Bộ truyền động khí nén dạng màng: Được cấu tạo từ 1 màng van và 1 lò xo, có nguyên lý vận hành là một bộ truyền động tác động đơn, vận hành chủ yếu bằng chuyển động lên xuống của màng van và tác động đàn hồi từ lò xo. Có thiết kế đơn giản và giá thành rẻ hơn bộ truyền động piston.

Bộ định vị khí nén

Có chức năng xác định vị trí chính xác của đĩa van trước khi cấp khí để giúp quá trình vận hành khí nén được diễn ra hiệu quả, nhanh chóng, đúng mục tiêu nhằm tiết kiệm thời gian, tiết kiệm lượng khí nén cần sử dụng và hiệu quả làm việc cao.

Bộ giảm áp

Năng lượng khí nén thường có áp suất tương đối lớn, thậm chí là lớn hơn so với lượng áp quy định của thiết bị. Vì vậy, để mang đến an toàn tuyệt đối trong quá trình sử dụng, người ta sẽ lắp đặt một bộ giảm áp ở đầu vào thiết bị để có thể luôn giữ được mức áp suất định mức an toàn, tránh những rủi ro xấu có thể xảy ra để bảo vệ hệ thống và những người làm việc xung quanh.

Bộ lọc khí nén

Khí nén sau khi sản xuất có thể sẽ bị lẫn một số tạp chất, bụi bẩn, cặn bã, vì vậy, để mang đến một khí nén sạch trước khi đưa vào bộ truyền động, cần lắp đặt một bộ lọc khí nén để loại bỏ hoàn toàn rác thải, giúp khí nén có thể lưu thông dễ dàng mà không làm tắc nghẽn đường ống và các bộ phận truyền động.

Nguyên lý hoạt động của van cầu điều khiển khí nén

Van cầu điều khiển khí nén cũng có nguyên lý vận hành tương tự như các loại van cầu khác, hoạt động chủ yếu dựa trên sự nâng lên, hạ xuống của đĩa van để ngăn chặn, lưu thông hoặc điều tiết dòng chảy của lưu chất đi qua van, chỉ có chúng sẽ được điều khiển tự động bằng năng lượng khí nén.

• Chu trình mở van: Khi ở trạng thái bình thường, đĩa van sẽ đóng chặt cửa van, ngăn chặn không cho lưu chất di chuyển qua van cầu, van sẽ ở trạng thái đóng. Khi muốn mở van, người vận hành sẽ cấp một lượng khí nén vào bộ truyền động, lúc này, một áp lực lớn sẽ đẩy piston hoặc màng van sang một vị trí khác, tạo ra một lực momen xoắn tác động lên trục van. Trục van sẽ quay theo chiều hướng lên trên, điều này sẽ kéo theo đĩa van rời khỏi vị trí, tạo ra một khoảng trống cho phép lưu chất dễ dàng di chuyển qua van.
• Chu trình đóng van: Khi ngắt nguồn khí nén ở thiết bị truyền động đơn hoặc cấp một lượng khí nén khác vào thiết bị truyền động kép, các bộ phận sẽ quay về vị trí cũ bằng cách di chuyển theo hướng ngược lại, lượng khí nén sau khi hoàn thành nhiệm vụ sẽ được loại bỏ ra bên ngoài môi trường thông qua cửa van, sau đó van sẽ đóng hoàn toàn, ngăn chặn toàn bộ lưu chất tại vị trí đĩa van.
• Chu trình điều tiết van: Cũng thực hiện tương tự như các chu trình đóng mở như trên, tuy nhiên, người vận hành sẽ thực hiện điều chỉnh góc mở của van nhiều hoặc ít tùy theo nhu cầu sử dụng để lượng lưu chất qua van cũng sẽ được giảm hoặc tăng theo. 

Thông số kỹ thuật của van cầu điều khiển khí nén

Có rất nhiều loại van cầu điều khiển khí nén trên thị trường hiện nay, mỗi loại sẽ có thiết kế, chất liệu và các con số định mức riêng biệt. Tuy nhiên, dưới đây, chúng tôi sẽ cung cấp đến bạn thông số kỹ thuật chung để giúp các bạn có cái nhìn rõ hơn về thiết bị này:

• Kích thước: DN15 – DN300
• Chất liệu: Inox, gang, đồng, thép
• Gioăng: NBR, teflon, PTFE
• Lớp lót: Epoxy cao cấp
• Phương thức vận hành: Điều khiển bằng khí nén
• Phương thức kết nối: Nối ren, mặt bích
• Tiêu chuẩn kết nối: DIN, JIS, ANSI, BS
• Kiểu đóng, mở: ON/OFF, tuyến tính
• Áp suất làm việc: PN10, PN16, PN25, PN40
• Nhiệt độ làm việc: Tối đa 200 độ C
• Môi trường làm việc: Chất lỏng, khí, hơi
• Xuất xứ: Hàn Quốc, Nhật Bản, Trung Quốc, Đài Loan, Malaysia, Châu Âu
• Bảo hành: 12 tháng

Phân loại van cầu điều khiển khí nén

Van cầu điều khiển khí nén có rất nhiều loại, mỗi loại sẽ sở hữu những tính chất riêng biệt và ứng dụng trong những môi trường khác nhau. Dựa vào một số tiêu chí, van cầu này được phân chia thành các loại dưới đây:

Phân loại van cầu khí nén theo kiểu đóng mở:

• Van cầu ON/OFF: Đây là loại van cầu chỉ thực hiện nhiệm vụ đóng hoàn toàn (OFF) hoặc mở hoàn toàn (ON), không sử dụng cho vai trò điều tiết.
• Van cầu tuyến tính: Bên cạnh khả năng đóng hoàn toàn hoặc mở hoàn toàn, van tuyến tính còn giúp thực hiện vai trò điều tiết, có thể điều chỉnh góc mở nhiều hoặc ít để lượng lưu chất đi qua van cũng tăng hoặc giảm theo. Loại van này được được ưu tiên sử dụng nhiều hơn so với van on/off vì thực hiện vận hành được cả hai chế độ.

Phân loại van cầu điều khiển khí nén theo chất liệu:

• Van cầu gang: Đây là loại vật liệu được sử dụng nhiều nhất trong lĩnh vực sản xuất van công nghiệp. Van gang có giá thành tương đối rẻ, có độ cứng cao, độ bền tốt, làm việc ổn định trong nhiều điều kiện môi trường và thích hợp với nhiều hệ thống.
• Van cầu inox: Đây là loại vật liệu cao cấp và có các tính năng vượt trội nhất trong các loại vật liệu sản xuất van công nghiệp. Van inox có độ cứng cao, khả năng chống chịu tốt, chịu được nhiệt độ và áp suất lớn, không bị ăn mòn hoặc oxy hóa bởi các tác nhân môi trường. Ngoài ra, van inox có thiết kế sáng bóng vô cùng sang trọng, không bị nhiễm bụi, nhiễm từ, dễ dàng lau chùi vệ sinh và tuổi thọ sử dụng lâu dài.
• Van cầu thép: Cũng tương tự như inox, van thép có độ bền cao, sử dụng hiệu quả trong nhiều điều kiện môi trường, khả năng chịu nhiệt tốt so với các loại vật liệu khác, tuy nhiên, khả năng chống ăn mòn kém hơn inox.
• Van cầu đồng: Van đồng có màu sắc ánh đồng vô cùng đẹp mắt, có khả năng chống chịu vừa phải, thích hợp với các hệ thống quy mô nhỏ và điều kiện môi trường bình thường.

Phân loại van cầu điều khiển khí nén theo phương thức kết nối:

• Van cầu nối ren: Được thiết kế các vòng ren ở hai đầu, quá trình lắp đặt tương đối dễ dàng bằng cách vặn siết các vòng ren theo đúng chiều cho đến khi thật chắc chắn là có thể hoàn thành. Thích hợp với các hệ thống có áp lực thấp và kích thước đường ống nhỏ hơn DN50.
• Van cầu lắp bích: Là phương thức kết nối bằng cách sử dụng các loại mặt bích được thiết kế theo các tiêu chuẩn JIS, DIN, ANSI, BS… Trước khi lắp đặt, cần lựa chọn đúng tiêu chuẩn mặt bích tương thích với đường ống thì mới có thể lắp đặt được. Đây là kiểu kết nối được sử dụng phổ biến nhất hiện nay, vừa giúp thuận tiện cho quá trình tháo lắp, vừa giúp tạo ra một mối nối chắc chắn, không gây rò rỉ lưu chất trong quá trình sử dụng. Van cầu mặt bích thường được sử dụng cho các đường ống có kích thước lớn hơn DN50.

Ưu, nhược điểm của van cầu điều khiển khí nén

Van cầu điều khiển khí nén là một thiết bị được thiết kế với mong muốn giúp quá trình sản xuất công nghiệp trở nên dễ dàng và thuận tiện hơn. Vì vậy chúng có rất nhiều ưu điểm tuyệt vời, những tính năng vượt trội của chúng có thể kể đến như:

Ưu điểm:

• Có thiết kế nhỏ gọn, sang trọng, đóng ngắt nhanh chóng, hiệu quả, thời gian đóng mở chỉ mất từ 3 – 5s, mang đến năng suất cao trong quá trình vận chuyển lưu chất.
• Thực hiện chức năng điều tiết tương đối tốt.
• Được sản xuất với đa dạng kích thước từ DN15 – DN300, thích hợp với nhiều kích thước đường ống từ bé đến lớn.
• Có 2 phương thức kết nối phổ biến là nối ren và mặt bích, thuận tiện cho quá trình tháo lắp để bảo dưỡng, sửa chữa và vệ sinh thiết bị mà không đòi hỏi chuyên môn cao.
• Sản xuất bằng các loại vật liệu có khả năng chống chịu tốt như inox, gang, đồng thép, thích hợp sử dụng trong các điều kiện môi trường khắc nghiệt khác nhau, đồng thời ngăn chặn được tình trạng ăn mòn và oxy hóa.
• Khí nén là một loại năng lượng sạch và an toàn, dễ dàng sản xuất và sử dụng, không gây nguy hiểm cho con người hay xảy ra các sự cố không mong muốn.
• Van cầu điều khiển khí nén cho phép vận hành từ xa, đóng mở cùng lúc nhiều thiết bị, thích hợp lắp đặt ở mọi vị trí, kể cả những khu vực nguy hiểm mà người vận hành không thể trực tiếp đi đến.
• Độ bền cao, tuổi thọ sử dụng lâu dài.
• Bên trong thân van được chia thành 2 phần, có chức năng chuyển hướng dòng chảy hiệu quả, điều này giúp giảm bớt áp lực của dòng chảy lên đĩa van.

Nhược điểm:

• Kích thước van cầu càng lớn thì việc đóng mở càng trở nên khó khăn hơn so với các loại van cổng, van bướm, van bi, vì vậy cần phải cung cấp một lực khí nén lớn thì mới có thể đóng thiết bị hiệu quả.
• Bị giảm áp suất đầu ra so với đầu vào.
• Màng của thiết bị truyền động khí nén sẽ rất dễ bị hư hỏng sau một thời gian sử dụng.

Ứng dụng của van cầu điều khiển khí nén

Van cầu điều khiển khí nén có rất nhiều ưu điểm tuyệt vời, vì vậy chúng được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Những ứng dụng tiêu biểu của chúng có thể kể đến như:

• Các hệ thống cấp thoát nước.
• Các hệ thống hơi nóng, khí nén, các lò hơi, lò hấp, lò sấy…
• Các phòng nhà máy hóa chất, phòng thí nghiệm…
• Các nhà máy sản xuất lương thực, thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm…
• Các hệ thống tuabin, dầu nhờn bôi trơn…
• Ngành công nghiệp khai thác khoáng sản, lọc hóa dầu…
• Ngành đóng tàu, lắp ráp ô tô, linh kiện, xi măng…
• Các nhà máy thủy điện, nhiệt điện, năng lượng…

Mua van cầu điều khiển khí nén ở đâu?

Nếu bạn đang có nhu cầu muốn tìm kiếm một đơn vị cung cấp van cầu điều khiển khí nén hoặc các loại van công nghiệp điều khiển khác chính hãng với giá thành cạnh tranh nhất, An Phú Thành chắc chắn là lựa chọn hoàn hảo dành cho bạn. Những lý do bạn nên mua hàng tại chúng tôi là:

• Chúng tôi có kinh nghiệm 13 năm trong lĩnh vực cung cấp thiết bị.
• Cung cấp đa dạng các loại thiết bị, phụ kiện chính hãng với nhiều thiết kế, chất liệu, xuất xứ.
• Là đối tác nhập khẩu chính hãng được nhiều thương hiệu nổi tiếng từ Hàn Quốc, Trung Quốc, Đài Loan… ủy quyền trực tiếp tại thị trường Việt Nam.
• Là nhà phân phối cho hàng trăm đại lý, cung cấp vật tư cho rất nhiều công trình, dự án lớn trên khắp cả nước.
• Sản phẩm nhập khẩu không qua trung gian với các chứng chỉ CO – CQ đầy đủ.
• Chính sách bảo hành uy tín, thời gian bảo hành lâu dài lên đến 12 tháng.
• Giao hàng nhanh chóng trên toàn quốc với sẵn nguồn hàng lớn trong kho.
• Giá cả cạnh tranh nhất thị trường.
• Tư vấn nhiệt tình 24/7.

Trên đây là những thông tin về van cầu điều khiển khí nén và nhà phân phối uy tín nhất hiện nay – An Phú Thành. Để biết thêm chi tiết, hãy liên hệ ngay với chúng tôi theo hotline để được tư vấn.

Công Ty TNHH XNK Van Công Nghiệp An Phú Thành

• Địa chỉ: Số 50/15 Tiền Lân 12, ấp Tiền Lân 1, xã Bà Điểm, huyện Hóc Môn, Tp. Hồ Chí Minh
• Điện thoại: 02862681578 hoặc 0933289996
• Email: ceo@anphuthanh.vn
• Website: anphuthanh.vn
• Fanpage: FB.com/anphuthanh2

Tham khảo thêm:

• Các loại Van Cầu Hơi phổ biến và Nhà phân phối uy tín nhất
• Van Hơi 1 Chiều: Cấu tạo, Nguyên lý vận hành, Ứng dụng
• Van khí nén 2 chiều: Cấu tạo và cơ chế vận hành
• Van bướm điều khiển khí nén: Cấu tạo và Nguyên lý vận hành