Van điện từ khí nén: Phân loại, nguyên lý hoạt động và công dụng

15/06/23

Chuyên mục: Khí Nén - Thủy Lực

Van điện từ khí nén: Phân loại, nguyên lý hoạt động và công dụng

Van điện từ khí nén là gì?

Van điện từ khí nén (Pneumatic Solenoid Valve) hay van đảo chiều là một thiết bị điều khiển lưu lượng dòng chảy của chất khí, phân chia từ một luồng khí thành nhiều đường dẫn khác nhau trong hệ thống bằng cách sử dụng dòng điện tạo ra từ trường điều khiển van đóng mở.

Có nhiều loại van điện từ khí nén tùy vào mục đích sử dụng, vị trí lắp đặt mà ta có thể lựa chọn loại van điện từ phù hợp như: van điện từ khí nén 2/2, 3/2, 5/2 và 5/3. Van điện từ có ưu điểm là hoạt động nhanh chóng, ổn định, dễ dàng vận hành và sử dụng. Được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống khí nén, nước, dầu, khí, hơi...

Cấu tạo van điện từ khí nén

Van điện từ khí nén có cấu tạo đơn giản gồm 2 phần chính: phần đầu coil điện và phần thân van điện từ. Phần coil điện được thiết kế khá nhỏ gọn có nhiệm vụ cấp điện giúp van đóng mở và thường làm việc với điện áp 24V và 220V. Phần thân van gồm nhiều loại như 5/2 có nghĩa là 5 lỗ 2 vị trí, van 4/2 có 4 lỗ 2 vị trí, van 3/2 có 3 lỗ 2 vị trí...

Có những loại van điện từ khí nén nào.

Van điện từ khí nén 2/2

Van điện từ khí nén 2/2 là loại van phân phối khí nén 2 cổng 2 vị trí. Hai cổng tương ứng là cổng ra và cổng vào của van, hai vị trí tương ứng là vị trí đóng và vị trí mở.

Van khí nén 2/2 sử dụng 1 cuộn dây (coil) điện từ để tạo lên lực từ trường điều khiển van đóng/mở. Cuộn dây (coil) điện sử dụng nguồn điện 220V, 24V để tạo ra lực từ trường. Vì vậy, đôi khi người ta có thể gọi là cuộn nam châm điện.

Nguyên lý hoạt động van điện từ khí nén 2/2:

Nguyên lý hoạt động van khí nén 2/2 như sau: Khi chưa cấp nguồn điện cho coil điện, van ở vị trí đóng. Thanh trượt piston bên trong thân van chắn cửa vào không cho khí nén đi qua. Khi cấp điện cho cuộn coil, lực từ trường được sinh ra hút piston lại; đồng thời giải phóng cửa vào – cửa ra. Khi đó, khí nén đi vào van bằng cửa vào và đi ra đường ống dẫn đến thiết bị thực thi bằng cửa ra.

Van điện từ khí nén 3/2

Van điện từ khí nén 3/2 hay van đảo chiều 3/2, van khí nén 3 cửa 2 vị trí. Trong đó 3 cửa gồm 1 cửa vào, 1 cửa ra và 1 cửa xả. Hai vị trí gồm 1 vị đóng và 1 vị trí mở loại này được điều khiển bằng một cuộn dây (coil) điện từ và thường được dùng cho xi lanh khí nén một chiều (loại tác động đơn).

Nguyên lý hoạt động van điện từ khí nén 3/2.

Van điện từ khí nén 3/2 được chia thành 2 loại: NO van thường mở (Nomal Open Solenoid Valve) và NC van thường đóng (Nomal Close Solenoid Valve).

Van thường mở NO khi ở trạng thái chưa được kích hoạt thì van 3/2 ở trạng thái mở, ở trạng thái này (1) sẽ thông với (2), cổng (2) sẽ không thông với cổng (3), khi được kích hoạt thì van sẽ đảo chiều (1) sẽ không thông với (2) và (2) và (3) sẽ thông với nhau.

Van thường đóng NC khi ở trạng thái chưa được kích hoạt thì van 3/2 ở trạng thái đóng, ở trạng thái này (1) sẽ không thông với (2), mà cổng (2) sẽ thông với cổng (3), khi được kích hoạt thì van sẽ đảo chiều (1) sẽ thông với (2) và (2) và (3) sẽ không thông với nhau nữa.

Van điện từ khí nén 5/2

Van điện từ khí nén 5/2 hay van đảo chiều 5/2 có 5 cửa 2 vị trí gồm 1 cửa cấp khí nén vào, 2 cửa ra cấp đến thiết bị thực thi, 2 cửa xả. Trong đó, các thiết kế cơ khí sao cho cửa ra 1 thông được với cửa xả 1; cửa ra 2 thông với cửa xả 2. Và 2 vị trí là hai vị trí cấp nguồn khí nén gọi là vị trí cấp khí đóng và vị trí cấp khí mở.

Nguyên lý hoạt động van điện từ khí nén 5/2

Nguyên lý hoạt động van điện từ khí nén 5/2 như sau: Ban đầu, van khí nén 5/2 ở vị trí cấp khí đóng. Khi đó, cửa cấp nguồn khí nén thông với cửa cấp nguồn đóng (cửa ra 1). Cửa cấp khí mở(cửa ra 2) thông với cửa xả 2; và cửa xả 1 được đóng kín. Khi cấp nguồn điện vào, thanh trượt thay đổi vị trí khiến van khí nén 5/2 chuyển sang vị trí cấp khí mở. Khi đó, cửa cấp nguồn khí nén thông với cửa cấp khí mở (cửa ra 2); cửa ra 1 thông với cửa xả 1; cửa xả 2 được đóng lại.

Như vậy, khí nén sẽ phải cung cấp liên tục trong hệ thống. Và van đảo chiều khí nén nói chung sẽ thay thay đổi tuần tự hướng đi của khí nén để đáp ứng nhu cầu thực thi vận hành. Cũng chính bởi vậy, người ta mới gọi van khí nén là van đảo chiều khí nén.

Van điện từ khí nén 5/3

Van điện từ khí nén 5/3 hay còn gọi là van khí nén 5 cửa 3 vị trí. Cũng như van đảo chiều khí nén 5/2 gồm 5 cửa: 1 cửa cấp nguồn khí nén, 2 cửa thực thi, 2 cửa xả; 3 vị trí gồm: vị trí không hoạt động – vị trí cấp nguồn thực thi 1 và vị trí cấp nguồn thực thi 2. Van khí nén 5/3 có khả năng cung cấp, phân phối và điều tiết khí nén một cách chuẩn xác; có thể sử dụng cho hệ thống điều khiển xi lanh đơn – đôi, các động cơ khí nén.

Nguyên lý hoạt động van điện từ 5/3

Nguyên lý hoạt động van điện từ 5/4: Khi không có điện, van ở trạng thái bình thường. Tất cả các cửa van đều đóng, không có dòng khí nén chảy qua.

Khi cấp điện cho cuộn dây bên trái, lực từ sẽ hút đầu nam châm bên trái của trục van, làm cho trục van di chuyển sang phải. Khi đó, cửa 1 thông với cửa 4, cửa 2 thông với cửa 5 và cửa 3 bị chặn. Dòng khí nén sẽ chảy từ cổng 1 qua cổng 4 để kích hoạt thiết bị khí nén, và từ cổng 2 qua cổng 5 để xả khí nén.
Khi cấp điện cho cuộn dây bên phải, lực từ sẽ hút đầu nam châm bên phải của trục van, làm cho trục van di chuyển sang trái. Khi đó, cửa 1 thông với cửa 2, cửa 4 thông với cửa 5 và cửa 3 bị chặn. Dòng khí nén sẽ chảy từ cổng 1 qua cổng 2 để kích hoạt thiết bị khí nén, và từ cổng 4 qua cổng 5 để xả khí nén.

Cách lựa chọn vạn điện từ khí nén

Lựa chọn đúng size cho hệ thống đường ống dẫn khí nén.
Chọn nguồn điện đầu vào: Tùy vào hệ thống khí nén sử dụng mà lựa chọn điện áp đầu vào cho van điện từ, có những môi trường khí nén cần sử dụng điện áp 24VDC để an toàn cho hệ thống và môi trường sử dụng, có những nơi sử dụng điện áp 220VAC.
Chọn thương hiệu van điện từ khí nén: Thương hiệu là một yếu tố quan trọng để lựa chọn loại van điện từ khí nén đảm bảo chất lượng và giá cả hợp lý hay không. Có những thương hiệu van điện từ như: van điện từ khí nén Airtac, van điện từ solenoid TPC, Van điện từ solenoid Parker...
Lựa chọn số cổng và vị trí van điện từ cũng là điều cần thiết: Hệ thống sử dụng những loại xi lanh đơn, xi lanh kép, các loại van điều khiển bằng động cơ khí nén thì ta cũng phải lựa chọn các loại van điện từ khí nén cho đúng như van điện từ khí nén 5/2, van điện từ khí nén 5/3, van điện từ khí nén 2/2…
Dựa vào nhu cầu kinh tế để quyết định mua: Cao cấp hay van dạng dùng được cũng còn tùy vào tần suất sử dụng và điều kiên kinh tế như van điện từ khí nén Đài Loan, van điện từ khí nén Hàn Quốc thường là rẻ hơn các loại van điện từ khí nén của Nhật Bản hoặc Châu Âu.