1. Van bướm khí nén là gì?
Van bướm khí nén là một loại van một phần tư vòng được sử dụng để điều chỉnh hoặc cô lập dòng chảy chất lỏng trong đường ống. Nó bao gồm một đĩa tròn (thường được gọi là "đĩa") được gắn trên một trục, quay bên trong thân van. "Khí nén" dùng để chỉ cơ cấu truyền động, sử dụng khí nén để vận hành van, cho phép điều khiển từ xa hoặc tự động.
Van bướm khí nén có thể được chia thành hai thành phần chính: bộ truyền động khí nén và van bướm.
· Thân van bướm: Gồm thân van, đĩa (disc), trục van và đế van. Đĩa van quay quanh trục van để đóng mở van.
· Bộ truyền động khí nén: Sử dụng khí nén làm nguồn năng lượng, dẫn động piston hoặc cánh gạt để tạo ra chuyển động thẳng hoặc quay.
Các thành phần chính
*Van bướm:
- Thân van: Phần vỏ chứa đĩa van và kết nối với đường ống.
- Đĩa (disc): Một tấm phẳng hoặc hơi nhô lên để điều khiển dòng chảy. Khi đặt song song với hướng dòng chảy, van sẽ mở; khi đặt vuông góc, van sẽ đóng.
- Thân: Thanh nối với đĩa có chức năng truyền lực quay từ bộ truyền động.
- Gioăng và nắp: Đảm bảo đóng chặt và ngăn ngừa rò rỉ.
*Bộ truyền động
- Bộ truyền động khí nén: Thường là loại piston hoặc màng ngăn, chuyển đổi áp suất không khí thành chuyển động cơ học. Nó có thể tác động kép (áp suất không khí cho cả mở và đóng) hoặc tác động đơn (khí cho một hướng, lò xo cho trở về).
2. Nguyên lý hoạt động
Hoạt động của van bướm khí nén về cơ bản là một quá trình liên kết của "sự truyền động bằng khí nén"→bộ truyền động→Đĩa quay để kiểm soát dòng chảy." Nói một cách đơn giản, năng lượng khí nén (khí nén) được chuyển đổi thành chuyển động cơ học quay để định vị đĩa.
2.1. Quá trình truyền động:
- Khí nén từ nguồn bên ngoài (như máy nén hoặc hệ thống điều khiển) được cung cấp cho bộ truyền động khí nén.
- Trong bộ truyền động tác động kép, không khí đi vào một cổng để xoay trục van theo chiều kim đồng hồ (tức là để mở van), và đi vào cổng còn lại để xoay ngược chiều kim đồng hồ. Điều này tạo ra chuyển động thẳng trong piston hoặc màng ngăn, được chuyển thành chuyển động quay 90 độ nhờ cơ cấu thanh răng-bánh răng hoặc cơ cấu Scotch-yoke.
- Trong bộ truyền động tác động đơn, áp suất không khí đẩy piston vào lò xo để mở van và giải phóng không khí cho phép lò xo tự động đóng van (thiết kế an toàn).
2.2. Hoạt động của van:
- Khi bộ truyền động quay trục van, đĩa sẽ quay bên trong thân van.
- Vị trí mở: Đĩa song song với hướng dòng chảy, giảm thiểu lực cản và cho phép dòng chảy hoàn toàn qua đường ống. - Vị trí đóng: Đĩa quay 90 độ, vuông góc với dòng chảy, chặn đường đi và bịt kín vào đế.
- Vị trí trung gian có thể điều tiết lưu lượng, mặc dù van bướm phù hợp hơn với chức năng đóng mở hơn là điều chỉnh chính xác do đặc tính lưu lượng không tuyến tính của chúng.
2.3. Kiểm soát và phản hồi:
- Bộ truyền động thường được ghép nối với van điện từ hoặc bộ định vị để điều khiển chính xác thông qua tín hiệu điện.
- Cảm biến có thể cung cấp phản hồi về vị trí van để đảm bảo hoạt động đáng tin cậy trong các hệ thống tự động.
3. Tác dụng đơn và tác dụng kép
3.1 Bộ truyền động tác động kép (Không có lò xo hồi về)
Bộ truyền động có hai buồng piston đối diện nhau. Khí nén được điều khiển bằng van điện từ, luân phiên giữa các buồng "mở" và "đóng":
Khi khí nén đi vào buồng "mở", nó sẽ đẩy piston, khiến thân van quay theo chiều kim đồng hồ (hoặc ngược chiều kim đồng hồ, tùy thuộc vào thiết kế), từ đó làm quay đĩa để mở đường ống.
Khi khí nén đi vào buồng "đóng", nó sẽ đẩy piston theo hướng ngược lại, khiến trục van xoay đĩa ngược chiều kim đồng hồ, đóng đường ống. Tính năng: Khi khí nén bị mất, đĩa vẫn giữ nguyên vị trí hiện tại ("an toàn").
3.2 Bộ truyền động tác động đơn (có lò xo hồi về)
Bộ truyền động chỉ có một buồng nạp khí, với lò xo hồi vị ở phía bên kia:
Khi có không khí chảy: Khí nén đi vào buồng nạp, thắng lực lò xo đẩy piston, làm đĩa quay về vị trí "mở" hoặc "đóng";
Khi mất không khí: Lực lò xo được giải phóng, đẩy piston về phía sau, khiến đĩa trở về "vị trí an toàn" được cài đặt trước (thường là "đóng", nhưng cũng có thể được thiết kế để "mở").
Tính năng: Có chức năng "an toàn" và phù hợp để sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu biện pháp an toàn, chẳng hạn như ứng dụng liên quan đến chất dễ cháy, nổ và độc hại.
4. Ưu điểm
Van bướm khí nén thích hợp cho hoạt động nhanh, thường chỉ cần quay một phần tư vòng, do đó phù hợp với các ngành công nghiệp như xử lý nước, HVAC và chế biến hóa chất.
- Thời gian phản hồi nhanh nhờ hệ thống truyền động bằng khí nén.
- Chi phí thấp và bảo trì đơn giản hơn so với các giải pháp thay thế bằng điện hoặc thủy lực.
- Thiết kế nhỏ gọn và nhẹ.
