Bộ khí nén điều khiển van

Bộ khí nén điều khiển van (pneumatic cylinde) được dùng để thay thế sức người, thay thế động cơ điện để điều khiển Van. Đây là loại động cơ khá phổ biến dùng trong công nghiệp. Hiện chúng tôi đang có sẵn các loại động cơ  với các kiểu tác động đơn, tác động kép xuất xứ từ nhiều thị trường khác nhau. Các hãng nỗi tiếng có thể kể đến như Haitima- Taiwan, Kosaplus- Hàn Quốc.

Thông tin chung về xi lanh khí nén điều khiển van

Bộ khí nén, xi lanh khí nén, động cơ khí nén hay pneumatic actutor đều là tên gọi chung của thiết bị sử dụng lực của nguồn khí nén để tạo ra lực kéo. Lực kéo này được ứng dùng trong nhiều hoạt động công nghiệp. tuy nhiên trong khuôn khổ bài viết này tôi chỉ đề cập đến Thiết bị dùng để điều khiển, thay thế, vận hành các thiết bị Van công nghiệp. Chúng ta có thể kể tên một số dạng tiêu biêu như :

• Van bướm điều khiển khí nén
• Van bi điều khiển khí nén
• Van cầu điều khiển khí nén
• Van dao điều khiển khí nén

Trước hết hay cũng tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý làm việc của Bộ khí nén dùng để vận hành van. 

Cấu tạo xi lanh khí nén

Từng hãng sản xuất lại có các cách bố trí và thiết kế hình dáng khác nhau. Đấy tạo nên những đặc trưng riêng của từng thương hiệu. Bao gồm :

• Chỉ báo vị trí :  là tiêu chuẩn trên tất cả các thiết bị truyền động khí nén
• Thanh răng: Bánh răng bằng thép hợp kim cứng được mài chính xác và mạ niken để giảm ma sát và cung cấp khả năng chống mài mòn tối đa
• Thân thiết bị truyền động: Nhôm alumium được anod hóa cứng để bảo vệ chống mài mòn và ăn mòn đồng thời giảm ma sát piston xuống mức tối thiểu tuyệt đối.
• Nắp xilanh : Nắp cuối bằng nhôm đúc tráng phủ epoxy cung cấp khả năng chống tối đa chống lại các yếu tố ăn mòn tiềm ẩn
• Pít-tông: Các pít-tông nhôm đúc được xử lý anốt hóa cứng và cân bằng chính xác được trang bị các vòng và thanh dẫn chất lượng cao.
• Lò xo hiệu suất cao: Các lò xo thép cường độ cao được phủ bằng epoxy.

Tuy nhiên xét về mặt bằng chúng cấu tạo sẽ như hình dưới đây.

1. Body : Thân
2. Anti-blowout pinion : Bánh răng chống cháy nổ
3. Lower pinion o-ring :Vòng chữ o bánh răng dưới
4. Pinion spacer rin : Vòng đệm chân răng
5. Top pinion o-ring : Vòng chữ o bánh răng trên cùng
6. Cam spacer ring : Vòng đệm cam
7. Cam  :Trục cam
8. Position indicator : Bộ chỉ thị vị trí
9. Pinion washer : Máy rửa thanh răng
10. Pinion snap ring : Vòng chụp chân răng
11. Piston : pít tông
12. Piston o-ring : Piston o-ring
13. Antifriction ring : Vòng chống ma sát
14. Piston thrust block :Khối lực đẩy piston
15. Stop bolt retaining nut: Dừng đai ốc giữ bu lông
16. Stop bolt : bu lông HÃM
17. External spring : Loxo  bên ngoài
18. Internal spring : Loxo bên trong
19. Left end cap : Nắp cuối bên trái
20. Right end cap: Nắp cuối bên phải
21. End cap seats : Đệm dưới
22. End cap fixing screw : Vít cố định nắp cuối

Nguyên lý hoạt động của bộ khí nén vận hành van

Trên thị trường hiện nay chúng ta thường hay bắt gặp các loại Van điều khiển khí nén. Đây là tên gọi của các sản phẩm van công nghiệp thay thế cơ cấu truyền động bằng tay thành động cơ hoạt động bằng khí nén.

Từ cấu tạo của xilanh khí nén ở trên chúng ta có thể chia xi lanh thành 3 buồng ngăn cách nhau bằng pistong đặt tên là buồng A, buồng B, buồng C.Trong đấy buồng A và C có chung đường cấp khí. Trục xilanh có gắn đĩa Cam, đĩa Cam này sẽ quay quanh trục một góc 90 độ . Piston di chuyển tịnh tiến trong thân xilanh.

Đường cấp khí gồm đường cấp vào buồng A và C, đường cấp khí vào B.

Khi mở muốn van, cấp khi vào đường A,C, áp suất khí nén tăng lên đẩy 2 đầu pistong đi vào giữa ép  thắng lực kéo của lò xo hãm. Làm trục cam quay một góc 90 độ .

Khi đóng mở Van, chúng ta cấp khí vào buồng B, áp lực khí nén công với lực bung của loxo đẩy 2 pistong ra 2 đầu. Lò xo sẽ làm trục cam quay lại vị trí ban đầu ở góc 0 độ .

Mời các bạn xem video minh họa sau đây :

 

Tương quan giữa áp xuất khí vào và lực monen xoắn của xilanh khí nén vận hành van

Như chúng ta đã biết động cơ sử dụng lực từ khí nén để tạo ra lực momen xoắn. Tuy nhiên nó không ổn định như là động cơ điện, nếu như áp lực khí nén không đủ hoặc cao hơn định mức sẽ tạo ra lực momen xoắn khác nhau.

Bảng dưới đây là tương quan giữa các yếu tô áp suất đầu vào, momen xoắn ( Tuquer) Và các model của động cơ. Từ trên xuống dưới là chiều tăng dàn cảu công suất động cơ.

Model	Áp suất cấp khí (Đơn vị: bar)
	2bar	2,5bar	3bar	4bar	4,5bar	5bar	5.5bar	6bar	7bar	8bar
HTD52	8	10	12	16	18	20	22	24	28	32
HTD63	15	18	22	29	33	37	40	44	51	58
HTD75	20	25	30	40	45	50	55	60	70	80
HTD83	31	39	47	63	71	78	86	94	110	125
HTD92	45	56	68	90	102	113	124	135	158	180
HTD105	66	83	99	132	149	165	182	198	230	265
HTD125	100	125	150	201	226	251	275	301	350	401
HTD140	171	214	257	342	385	428	470	513	599	684
HTD160	266	333	400	532	599	665	732	798	930	1064
HTD190	426	532	638	851	958	1064	1170	1277	1490	1702
HTD210	532	665	798	1064	1197	1330	1463	1596	1862	2128
HTD240	770	962	1154	1539	1731	1924	2116	2309	2693	3078
HTD270	1170	1462	1755	2339	2632	2924	3217	3509	4094	4679
HTD300	1526	1908	2289	3052	3434	3815	4197	4578	5341	6104
HTD350	2285	2856	3427	4570	5141	5712	6283	6854	7997	9139
HTD400	3256	4070	4884	6512	4326	8140	8954	9768	11396	1302

 

Các đặc tính của Bộ động cơ khí nén điều khiển Van

Để bộ khí nén điều khiển van hoạt động tốt các bạn cần lưu ý một số điểm sau để sử dụng cho tốt và kéo dài tuổi thọ Van.

Điều kiện hoạt động của động cơ khí nén

1. Phạm vi áp suất khí nén cần cung cấp :

•  2 Bar (29 PSI) đến 8 Bar (113 PSI)
• 3 Bar (44 PSI) đến 8 Bar (113 PSI)

2. Phạm vi nhiệt độ: Nhiệt độ hoạt động của động cơ khí nén phụ thuộc vào tùy chọn lớp đệm làm kín, thông thường chúng ta có 3 tùy chọn loại gioang đệm :

• Tiêu chuẩn (NBR O-ring): -20 ° C đến + 80 ° C
• Thấp hơn (HNBR O-ring): -40 ° C đến + 80 ° C
• Cao hơn (Viton O-ring): -15 ° C đến + 150 ° C

3. Hoạt động dựa trên :  Khí nén khô hoặc được bôi trơn từ khí, nước hoặc dầu thủy lực với tính chất nhẹ không ăn mòn. kích thước hạt không được quá 30 micron.

4. Điều chỉnh hành trình: 0 độ. và 90 độ. với góc lệch điều chỉnh tiêu chuẩn +/- 5 độ .

5. Kết nối: Khoan đáy tuân theo tiêu chuẩn ISO5211 / DIN 3337 để khớp van.Mặt trước có thể lắp van điện từ khí nén, đầu trục và khoan đầu để lắp ráp các phụ kiện phù hợp với Tiêu chuẩn VDI / VDE-3845 NAMUR. Các phụ kiện bao gồm Bộ báo trạng thái đóng mở, và Bộ điều khiển vị trí YT1000

6. Kiểm tra: Đảm bảo cho tối thiểu 1.000.000 chu kỳ (Sử dụng bình thường)

Thông số kỹ thuật chung

• Tình trạng : Mới
• Bảo hành :1,5 năm
• Các ngành áp dụng : Nhà máy sản xuất, Nhà máy thực phẩm & đồ uống, Trang
• trại, Công trình xây dựng, Năng lượng & Khai thác mỏ
• Dịch vụ sau bảo hành : 24/24
• Model : Sản phẩm mới 2021
• Loại : Bộ truyền động
• Xuất xứ : Hàn Quốc, Đài Loan, Trung Quốc
• Thương hiệu : Kosaplus- Haitima
• Chất liệu : Hợp kim nhôm
• Góc mở : Điều chỉnh tiêu chuẩn 90 ° ±5%
• Bôi trơn : Tất cả các bộ phận chuyển động được bôi trơn cho chu kỳ dài hạn
• Vòng đời : 1.000.000 hoạt động
• Chỉ báo : Mở / Đóng
• Điều chỉnh góc đóng mở :Có thể điều chỉnh bên ngoài ± 5% cả khi mở / đóng
• Lò xo : Bộ lò xo cường độ cao bằng thép hợp kim
• Trục piston :Thép hợp kim mạ niken giảm ma sát NPiisttroilen
• Pít tông : Piston kép bằng nhôm đúc nguyên khối
• Khả năng cung cấp : 100 % công suất nhà máy

Phân loại theo cách thức hoạt động của bộ động cơ khí nén điều khiển van

Ngày từ phần cấu tạo và cách thực hoạt động của bộ khí nén vận hành van chúng ta đã có thể chia nó thành 2 loại khác nhau. Bao gồm :

Xilanh khí nén tác động kép

Bộ khí nén điều khiển tác động kép ( Double Acting Pneumatic Actuator ) chúng ta có thể hiểu đơn giản là nó cần sử dụng nguồn khí nén 2 lần để đóng hoặc mở Van. Đây là loại động cơ rất thông dụng trên thị trường. Chúng ta có thể tìm thấy nó ở nhiều hãng khác nhau.

Nó có nhiều ưu điểm như : Cấu tạo đơn giản, vận hành ổn định, cso thể tích hợp với nhiều loại phụ kiện khác nhau như : Bộ YT1000.

Nhưng nếu cùng một kích thước thì nó tạo momen xoắn thấp hơn so với loại tác động đơn.

Ví dụ : về kích thước của Bộ truyền động tác động kép HTD-125

Mô-men xoắn van: 100 Nm cộng thêm 20%
Hệ số an toàn: 120 Nm
Áp suất hoạt động tối thiểu: 6 Bar

Xilanh khí nén tác động đơn

Bộ khí nén tác động đơn (Single Acting Pneumatic Actuator) là loại động cơ khí nén ít thông dụng hơn trên thị trường. Nó có cấu tạo và nguyên lý hoạt động hơi khác một chút so với bộ khí nén điều khiển van tác động kép.

Về mặt cấu tạo buồng A và buồng C trong xi lanh sẽ đóng kín hoàn toàn, trong đấy có chứa lò xo đàn hồi ở mỗi bên

Về mặt nguyên lý. Nó giống bộ khí nén tác động kép ở chu trình mở van. Đến quy tring đóng van thì chúng ta chỉ cần xả khí ở buồng B, 2 lò xo nén 2 đầu sẽ đẩy piston về vị trí ban đầu, qua đấy làm quay trục cam. Như cậy chúng ta chỉ cần cấp khí một lần cho động cơ.

Về mặt hình thức : Nó có 2 lò xo ở 2 đầu nến chiều dài nó sẽ dài hơn so với động cơ khí nén tác động kép.

Về mặt lực kéo : Nó sẽ cho momen xoắn cao hơn

Ví dụ : về kích thước của Bộ truyền động hồi lưu C-125 Spring

Mùa xuân đóng lại khi không khí không hoạt động (không khí để mở)
Mô-men xoắn van: 1000 Nm cộng thêm 30%
Hệ số an toàn: 172 Nm
Áp suất hoạt động tối thiểu: 6 Bar

Trên đây là bài viết về động cơ điều khiển van bằng khí nén của tôi, cảm ơn các bạn đã theo dõi.

Nguồn : https://vandongho.vn/