Nguyên tắc làm việc kỹ thuật-Ventil khí nén trong áp suất khác nhau & phối hợp bộ phận

1.Van là gì?
Van khí nén là một thiết bị sử dụng khí nén để kích hoạt (mở, đóng hoặc điều khiển dòng chảy theo tỷ lệ) một van. Các thành phần chính bao gồm thân van, trục van, trim (ví dụ: bi, đĩa, nút), phớt và bộ truyền động khí nén. Khí nén tác động lên piston hoặc màng trong bộ truyền động, tạo ra chuyển động tuyến tính hoặc quay để định vị phần tử đóng. Do những ưu điểm của chúng như kích hoạt nhanh, dễ tự động hóa và hiệu suất đáng tin cậy, van khí nén được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp quan trọng như chế biến hóa chất, dầu khí, phát điện và khí đốt tự nhiên, nơi chúng đóng một vai trò quan trọng trong việc kiểm soát quy trình phức tạp.

2. Phân tích nguyên lý hoạt động
Hoạt động của van khí nén bắt đầu tại bộ phận chuẩn bị khí (thường là bộ lọc, bộ điều chỉnh và máy nén), bộ phận này hút không khí xung quanh, loại bỏ tạp chất/độ ẩm và nén nó thành khí nén. Khí này được phân phối qua đường ống đến các bộ truyền động khí nén (loại màng cho chuyển động tuyến tính, loại piston cho các ứng dụng lực/hành trình cao).
Ví dụ: Khi không khí đi vào buồng của bộ truyền động màng, màng sẽ biến dạng đàn hồi dưới áp suất, làm dịch chuyển trục van. Trục truyền cơ học chuyển động này để định vị trim (ví dụ: nút, bi hoặc đĩa), do đó mở, đóng hoặc điều tiết dòng chảy qua thân van.

Van khí nén thường mở (NO):

Trạng thái mặc định: Lực lò xo giữ phần tử đóng (ví dụ: nút) mở, đảm bảo dòng chất lỏng không bị gián đoạn.

Khi kích hoạt: Khi tín hiệu điều khiển (ví dụ: van điện từ được cấp điện) áp dụng áp suất không khí cho bộ truyền động, piston/màng sẽ thắng lực lò xo, dẫn động trục để di chuyển phần tử đóng đến vị trí đóng và ngắt dòng chảy.

Van khí nén thường đóng (NC):

Trạng thái mặc định: Lực lò xo duy trì phần tử đóng ở vị trí đóng, chặn dòng chảy.

Khi kích hoạt: Áp suất không khí được áp dụng cho bộ truyền động nén lò xo, thu hồi trục để mở phần tử đóng và cho phép dòng chảy.

Nguyên lý hoạt động của bộ truyền động khí nén piston tương tự dựa trên áp suất không khí khác biệt trên piston. Khi không khí có áp suất được áp dụng cho một bên của buồng piston, nó tạo ra lực tuyến tính để dẫn động thanh piston. Chuyển động này được truyền cơ học thông qua trục van để định vị phần tử đóng (ví dụ: nút, bi hoặc đĩa). Bộ truyền động piston cung cấp công suất đẩy cao hơn so với các loại màng, làm cho chúng lý tưởng cho các van có lỗ khoan lớn và các ứng dụng áp suất cao nơi cần lực kích hoạt lớn hơn.

3. việc thực hiện chức năng điều chỉnh

Một số van khí nén kết hợp khả năng điều chỉnh dòng chảy ngoài việc điều khiển bật/tắt cơ bản. Điều này đạt được thông qua các thiết kế phần tử đóng chuyên dụng như bi V-port hoặc nút xoay lệch tâm.

Hoạt động của bi V-port:
Việc xoay bi sẽ làm thay đổi diện tích lỗ V giữa bi và đế. Khi bi xoay từ 0° đến 90°:

Giai đoạn mở: Góc xoay diện tích dòng chảy → Tốc độ dòng chảy tăng

Giai đoạn đóng: Diện tích dòng chảy (90° - góc xoay) → Tốc độ dòng chảy giảm

Cơ chế điều khiển:
Việc điều chỉnh chính xác yêu cầu:

Hệ thống định vị: Bộ định vị van chuyển đổi tín hiệu điều khiển (4-20mA/khí nén) thành điều chế áp suất không khí chính xác.

Phản hồi của bộ truyền động: Áp suất không khí được điều chỉnh dẫn động bộ truyền động để đạt được góc xoay mục tiêu.

Đặc tính dòng chảy: Hồ sơ được thiết kế của V-port cung cấp các đặc tính dòng chảy tuyến tính/phần trăm bằng nhau.

Sự hiểu biết thấu đáo về van khí nén nguyên tắc hoạt động và đặc tính hiệu suất – bao gồm kích hoạt nhanh, kiểm soát dòng chảy chính xác và chức năng an toàn khi hỏng – cho phép các kỹ sư:

Tối ưu hóa các thông số quy trình (ví dụ: thời gian phản hồi, điểm đặt áp suất).

Nâng cao hiệu quả sản xuất thông qua việc giảm thời gian chu kỳ.

Giảm chi phí vận hành thông qua việc giảm thiểu mức tiêu thụ năng lượng và thời gian ngừng hoạt động bảo trì.

Đảm bảo sự ổn định của chuỗi sản xuất với việc đóng và kiểm soát rò rỉ đáng tin cậy đáp ứng sản phẩm tiêu chuẩn.

> Công ty TNHH Van điều khiển Grat Vũ Hán<