Van điều khiển khí nén (Pneumatic Control Valve) là thiết bị công nghiệp sử dụng áp lực khí nén để vận hành cơ cấu đóng/mở hoặc điều tiết lưu lượng môi chất trong đường ống một cách tự động. Đây là giải pháp tối ưu thay thế cho van vận hành bằng tay, đặc biệt trong các môi trường cần độ chính xác cao, tốc độ đóng mở nhanh hoặc môi trường độc hại.
Trong các nhà máy công nghiệp hiện đại, van điều khiển khí nén đóng vai trò chính của hệ thống tự động hóa, kiểm soát hơi nóng (steam), nước, khí gas và hóa chất.
Cấu tạo chung của van điều khiển khí nén
Một bộ van điều khiển khí nén hoàn chỉnh thường bao gồm hai phần chính tách biệt nhưng được liên kết chặt chẽ với nhau:
Bộ truyền động khí nén (Pneumatic Actuator)
Đây là bộ phận quan trọng nhất, chịu trách nhiệm chuyển đổi năng lượng khí nén thành chuyển động cơ học. Bộ truyền động chia làm hai loại chính:
- Dạng màng (Diaphragm Actuator): Sử dụng màng cao su và lò xo (multi-springs). Ví dụ như dòng actuator PA series của ADCA. Loại này thường dùng cho van cầu điều tiết tuyến tính nhờ độ chính xác cao.
- Dạng Piston (Piston Actuator): Sử dụng piston chuyển động trong xi lanh. Ví dụ như dòng van PPV15 có actuator piston nhỏ gọn, xoay 360 độ. Loại này thường dùng cho van đóng mở nhanh (On/Off).
Thân van cơ (Valve Body)
Phần tiếp xúc trực tiếp với lưu chất. Tùy vào ứng dụng, thân van có thể là van cầu (Globe valve), van xiên (Angle seat valve) hoặc van 3 ngã. Vật liệu chế tạo đa dạng từ Gang, Thép Carbon đến Inox 316 chịu nhiệt độ và áp suất cao.
Nguyên lý hoạt động của van khí nén
Nguyên lý cơ bản dựa trên sự chênh lệch áp suất khí nén cấp vào bộ truyền động. Có hai cơ chế hoạt động chính (Fail-safe positions):
Tác động đơn (Spring Return):
- Thường đóng (NC – Air to Open): Lò xo luôn giữ van đóng. Khi cấp khí nén, lực khí nén thắng lực lò xo để mở van.
- Thường mở (NO – Air to Close): Lò xo luôn giữ van mở. Cấp khí nén để đóng van.
Tác động kép (Double Acting): Không có lò xo, cần cấp khí nén vào 2 cổng riêng biệt để thực hiện chu trình đóng và mở.
Van Điều Khiển là gì? Các Loại Van Điều Khiển Phổ Biến Tại Ecozen
Phân loại Van điều khiển khí nén phổ biến
Phân loại theo dạng thân van
- Van cầu điều khiển khí nén (Pneumatic Globe Valve): Dùng cho hơi nóng, nước, khí. Thiết kế seat đơn (single seated) giúp đảm bảo độ kín cao.
- Van xiên khí nén (Angle Seat Valve): Dùng cho môi trường có độ nhớt cao, đóng mở nhanh.
- Van vi sinh (Hygienic Valve): Dùng cho thực phẩm, dược phẩm với thiết kế tự xả (self-draining).
Phân loại theo chức năng điều khiển
- Van điều khiển On/Off: Chỉ có 2 trạng thái đóng hoàn toàn hoặc mở hoàn toàn.
- Van điều khiển tuyến tính (Linear Control): Có thể điều chỉnh góc mở van theo tín hiệu 4-20mA để kiểm soát lưu lượng chính xác.
Gợi ý Top 5 Van Điều Khiển Khí Nén Tốt Nhất Tại ECOZEN
Van Cầu Điều Khiển Khí Nén ADCA PV40
Đây là dòng van cao cấp chuyên dùng cho điều tiết chính xác (Accurate control).
- Model: PV40 (ADCATrol).
- Vật liệu: Thép (V40S) hoặc Inox (V40I).
- Kích thước: DN15 – DN50.
- Đặc điểm: Actuator màng (PA series), chịu nhiệt độ lên tới 220°C (standard) hoặc 300°C (extended bonnet).
- Kết nối: Mặt bích EN 1092-1 PN40.
Van Khí Nén On/Off Dạng Piston ADCA PPV15
Sử dụng phổ biến trong các ứng dụng như: nước, nước quá nhiệt, hơi nước, khí và dầu…
- Model: PPV15.
- Đặc điểm: Actuator dạng Piston xoay 360 độ, nhỏ gọn và tiết kiệm chi phí.
- Làm kín: Class VI (kín tuyệt đối) với seat PTFE/GR.
- Nhiệt độ: Chịu được lên đến 200°C.
Van Điều Khiển Khí Nén dạng góc Genebre 5060
- Model: 5060 (Genebre – Tây Ban Nha).
- Vật liệu: Toàn thân Inox 1.4408 (CF8M) chống ăn mòn.
- Kết nối: Nối ren tiện lợi.
- Đặc điểm: Có chỉ báo vị trí trực quan (Visual indicator), chịu áp 16 bar, nhiệt độ tối đa 180°C.
Van Cầu Khí Nén Màng ADCA PV15 (On/Off)
Phiên bản dùng Actuator màng cho độ bền lò xo cao hơn dạng Piston.
- Model: PV15 (PV15G – Gang, PV15S – Thép, PV15i – Inox).
- Kích thước: Dải rộng từ DN15 đến DN200.
- Đặc điểm: Lực lò xo lớn, tốc độ đóng mở nhanh, dễ bảo trì.
- Ứng dụng: Hơi bão hòa, nước quá nhiệt, dầu.
Van Điều Khiển Vi Sinh ADCA PV928
Dòng van chuyên dụng cho ngành thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm (Hygienic).
- Model: PV928 (ADCA Pure).
- Thiết kế: Góc (Angle valve), thiết kế tự xả (self-draining) ngăn ngừa tích tụ vi khuẩn.
- Độ bóng bề mặt: Ra <= 0.51 micron (SF1) đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh cao nhất.
- Kết nối: Clamp hoặc hàn (Tube weld).
Xem thêm: Các loại van điều khiển
Ưu điểm vượt trội của van điều khiển khí nén
So với van điều khiển điện, van khí nén sở hữu những ưu điểm không thể thay thế:
- Tốc độ đóng mở cực nhanh: Chỉ mất 1-3 giây, trong khi van điện cần 10-30 giây.
- An toàn tuyệt đối: Không sử dụng điện tại van, loại bỏ nguy cơ chập cháy, đặc biệt an toàn trong môi trường dễ nổ (Gas, Hóa chất).
- Độ bền cao: Cấu tạo đơn giản, ít hỏng hóc vặt, tuổi thọ của bộ actuator màng/piston rất cao.
- Lực đóng lớn: Dễ dàng đóng kín dòng chảy có áp suất cao.
Lưu ý quan trọng khi lựa chọn Van điều khiển khí nén
Để lựa chọn đúng van điều khiển và đảm bảo vận hành ổn định – an toàn – hiệu quả, doanh nghiệp cần xác định rõ các thông số kỹ thuật sau:
Môi chất sử dụng
- Môi chất là hơi nóng, nước, khí nén hay hóa chất? Điều này quyết định vật liệu van phù hợp (ví dụ: Gang, Thép carbon, Inox hoặc vật liệu chống ăn mòn đặc biệt).
Chức năng điều khiển
- Hệ thống yêu cầu đóng/mở hoàn toàn (On/Off) hay điều tiết lưu lượng tuyến tính?
- Mỗi mục đích ứng dụng sẽ cần cấu tạo bộ truyền động và đặc tính điều khiển khác nhau.
Nhiệt độ và áp suất làm việc
- Cần xác định dải nhiệt độ/áp suất tối đa để chọn kết cấu thân van phù hợp.
- Với nhiệt độ cao, nên ưu tiên các loại có thiết kế kéo dài cổ van (Extended Bonnet) để bảo vệ gioăng và bộ truyền động.
Kiểu kết nối đường ống
- Tùy hệ thống: Lắp bích (Flange), Lắp ren, hàn hoặc Clamp vi sinh trong môi trường thực phẩm – dược phẩm.
Tín hiệu điều khiển
Lựa chọn theo hệ thống điều khiển trung tâm:
- Khí nén điều khiển tuyến tính (3–15 psi / 0.2–1 bar)
- Tín hiệu điều khiển điện (4–20 mA hoặc 0–10V) khi cần tích hợp tự động hóa.
Bạn cần tư vấn chi tiết hoặc báo giá cho dự án? Hãy liên hệ ngay với chúng tôi để nhận hỗ trợ kỹ thuật chuyên sâu về các dòng van điều khiển khí nén ADCA và Genebre chính hãng.
