Cấu tạo chi tiết van bướm điều khiển khí nén – Tìm hiểu từ A đến Z

Van bướm điều khiển khí nén đang là lựa chọn phổ biến trong các hệ thống đường ống công nghiệp hiện đại. Nhờ vào khả năng tự động hóa, độ bền cao và hiệu suất vận hành ổn định, loại van này được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như xử lý nước, hóa chất, thực phẩm, HVAC, v.v. Để hiểu rõ hơn về cách hoạt động của thiết bị này, chúng ta hãy cùng tìm hiểu cấu tạo chi tiết của van bướm điều khiển khí nén qua bài viết dưới đây.

1. Giới thiệu tổng quan về cấu tạo van bướm điều khiển khí nén

Về cơ bản, van bướm điều khiển khí nén được cấu thành từ hai phần chính:

Phần thân van bướm: Đây là phần tiếp xúc trực tiếp với lưu chất và thực hiện chức năng đóng mở dòng chảy.

Bộ điều khiển khí nén (Pneumatic actuator): Có nhiệm vụ nhận nguồn khí nén và biến nó thành chuyển động cơ học, điều khiển việc xoay cánh van.

Sự phối hợp chặt chẽ giữa hai bộ phận này giúp van hoạt động trơn tru, chính xác và đảm bảo độ kín trong quá trình vận hành.

2. Phần thân van bướm

Vật liệu chế tạo

Phần thân van bướm thường được làm từ các vật liệu phù hợp với điều kiện làm việc như:

Inox (thép không gỉ): Chống ăn mòn, dùng trong thực phẩm, hóa chất.

Gang: Phổ biến trong hệ thống cấp nước, giá thành hợp lý.

Thép: Dùng cho môi trường áp suất cao, nhiệt độ lớn.

Nhựa PVC, PP, UPVC: Phù hợp với môi trường hóa chất nhẹ, có tính ăn mòn.

Các bộ phận chính

Thân van: Là bộ khung chắc chắn để gắn kết với đường ống. Thân van có thể được kết nối bằng nhiều phương pháp như mặt bích, wafer hoặc lug.

Cánh van (đĩa bướm): Bộ phận điều khiển dòng chảy, thường làm bằng inox hoặc gang, xoay theo trục để đóng/mở van.

Trục van: Nối giữa cánh van và bộ điều khiển khí nén. Trục thường làm bằng thép không gỉ để đảm bảo độ bền và tránh bị mài mòn.

Gioăng làm kín: Được làm từ cao su NBR, EPDM hoặc vật liệu Teflon (PTFE), giúp ngăn rò rỉ lưu chất khi van đóng hoàn toàn.

Chi tiết phụ trợ: Gồm các linh kiện nhỏ như chốt định vị, bạc đỡ, bạc chặn, bạc định tâm,… giúp ổn định và tăng tuổi thọ cho van.

Phần thân van là nơi chịu tác động trực tiếp từ môi trường lưu chất nên yêu cầu cao về chất lượng vật liệu và độ bền cơ học.

3. Bộ điều khiển khí nén (Pneumatic Actuator)

Chức năng

Bộ điều khiển khí nén là thiết bị trung gian giúp biến năng lượng khí nén thành lực cơ học, tạo ra mô-men xoắn để xoay trục van. Nhờ đó, van có thể mở hoặc đóng mà không cần thao tác thủ công.

Cấu tạo chi tiết

Thân vỏ bộ điều khiển: Thường được làm từ hợp kim nhôm cao cấp, phủ sơn tĩnh điện để tăng khả năng chống ăn mòn và chịu được điều kiện môi trường khắc nghiệt.

Xi lanh khí nén: Là khoang chứa khí, nơi diễn ra quá trình nén và giải phóng khí để tạo chuyển động.

Piston hoặc màng ngăn: Là bộ phận tiếp nhận lực từ khí nén và truyền đến hệ thống bánh răng để tạo chuyển động.

Lò xo (chỉ có ở loại tác động đơn): Được dùng để đưa van về trạng thái ban đầu khi ngừng cấp khí.

Bánh răng truyền động và trục truyền động: Biến chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay 0-90 độ để xoay trục van.

Các chi tiết phụ khác: Bao gồm ốc vít, đầu thu khí, các bộ phận kết nối khí nén để đảm bảo hoạt động ổn định.

Phân loại theo cơ chế vận hành

Bộ truyền động tác động đơn (single-acting): Sử dụng khí nén để mở hoặc đóng van, lò xo sẽ giúp van trở lại vị trí ban đầu khi mất khí.

Bộ truyền động tác động kép (double-acting): Cần khí nén cho cả hai chiều đóng và mở van, không sử dụng lò xo.

Tùy vào mục đích sử dụng, điều kiện vận hành và tính an toàn của hệ thống, người dùng có thể lựa chọn loại điều khiển khí nén phù hợp.

4. Liên kết giữa bộ điều khiển khí nén và thân van

Bộ điều khiển khí nén được lắp trực tiếp lên phần trên của thân van bằng hệ thống bulong tiêu chuẩn. Trục truyền động của bộ điều khiển được kết nối với trục van, tạo thành một khối đồng nhất.

Khi khí nén được cấp vào, lực sinh ra từ piston hoặc màng ngăn sẽ tạo ra mô-men xoắn, truyền đến trục van. Cánh van gắn liền với trục này sẽ quay theo một góc từ 0 đến 90 độ, thực hiện chức năng đóng/mở hoặc điều tiết dòng chảy.

Cơ cấu này hoạt động đơn giản nhưng rất hiệu quả, đảm bảo độ kín, độ chính xác và khả năng làm việc liên tục trong thời gian dài.

5. Phụ kiện bổ trợ (nếu có)

Để tăng khả năng kiểm soát và giám sát trạng thái hoạt động, van bướm điều khiển khí nén có thể được trang bị thêm các phụ kiện bổ trợ như:

Nắp nhựa chỉ báo trạng thái: Giúp người vận hành dễ dàng nhận biết van đang ở trạng thái mở hay đóng.

Hộp công tắc giới hạn (limit switch box): Thiết bị truyền tín hiệu vị trí đóng/mở của van về tủ điều khiển trung tâm, phục vụ cho việc giám sát và điều khiển từ xa.

Bộ định vị tuyến tính (positioner): Giúp điều tiết chính xác góc mở van theo tín hiệu điều khiển (chủ yếu dùng trong các ứng dụng yêu cầu điều tiết dòng chảy chính xác).

Tùy vào mức độ tự động hóa của hệ thống mà người dùng có thể lựa chọn lắp thêm các phụ kiện này để tối ưu hiệu suất.

Kết luận

Qua bài viết này, hy vọng bạn đã có cái nhìn tổng thể và rõ ràng hơn về cấu tạo chi tiết của van bướm điều khiển khí nén. Từ phần thân van tiếp xúc với lưu chất đến bộ điều khiển khí nén thực hiện thao tác đóng mở, tất cả đều được thiết kế để đáp ứng nhu cầu vận hành hiệu quả, an toàn và bền bỉ.

Ở bài viết tiếp theo, chúng ta sẽ tìm hiểu nguyên lý hoạt động cụ thể của van bướm điều khiển khí nén, cùng các loại điều khiển phổ biến và mẹo sử dụng hiệu quả trong thực tế.

Nếu bạn đang phân vân trong việc chọn loại van phù hợp với hệ thống, đừng ngần ngại liên hệ với các chuyên gia kỹ thuật để được tư vấn chi tiết hơn.

>>> Xem thêm: Van bướm mặt bích là gì? Ứng dụng phổ biến hiện nay