Van điện từ là gì?

Van điện từ (solenoid valve) là một thiết bị cơ điện sử dụng với mục đích điều tiết dòng chảy của lưu chất như nước hoặc khí. Chúng bao gồm hai phần chính - thân van và điện từ (cuộn dây). Solenoid bao gồm một dây đồng quấn quanh lõi với pít tông đóng di động. Nhiệm vụ của cuộn dây là tạo ra từ trường bằng cách cho dòng điện chạy qua, dòng điện này sau đó sẽ di chuyển pít-tông và mở hoặc đóng van. Do đó, van điện từ sử dụng dòng điện để chuyển đổi thành chuyển động tuyến tính.

Van điện từ được sử dụng cho nhiều mục đích. Thích hợp cho môi trường lỏng và khí - để đóng, mở, định lượng, phân phối hoặc trộn trong các hệ thống phân phối. Các ứng dụng cổ điển bao gồm hệ thống sưởi ấm, tưới tiêu, máy rửa chén và máy giặt, hệ thống làm lạnh và điều hòa không khí, y học, nha khoa, vệ sinh công nghiệp và bể chứa nước.

Van điện từ có cấu trúc hai chiều phổ biến, hoặc thậm chí phức tạp hơn là ba chiều và nhiều chiều được sử dụng để chuyển đổi và trộn dòng chảy. Thông thường, thân van được làm bằng đồng thau, thép không gỉ, nhôm hoặc thậm chí là nhựa.

Cấu tạo van điện từ (Solenoid).

Van bao gồm một thân van và một cuộn dây. Đầu vào và đầu ra được lắp các đầu nối để có thể kết nối với đường ống. Bên trong thân van có một vòng đệm, lò xo, pít tông và phớt hoặc màng ngăn.

1.Cuộn dây 2.Lõi thép 3.Vòng chắn 1.Cuộn dây 2.Lõi thép 3.Vòng chắn 4.Lò xo 5.Piston

4.Lò xo 5.Piston 6.Vòng đệm 7.Thân van 6.Vòng đệm 7.Thân van 8.Lỗ thân van 9.Màng ngăn

Có những loại van điện từ nào?

Van thường đóng - Van thường mở

Hai loại solenoid chính là NO và NC - thường mở và thường đóng. Khi một dòng điện được đặt vào cuộn dây, một từ trường được tạo ra, cường độ của nó phụ thuộc vào dòng điện, số vòng dây của dây và vật liệu của lõi chuyển động, còn được gọi là pít-tông. Từ trường di chuyển pít tông này và do đó đóng hoặc mở van. Nếu không có điện, van có thể đóng hoặc mở.

Van thường đóng

Với van thường đóng , khi được cấp điện pít tông được kéo lên do có từ trường. Do đó, van mở ra để cho phép môi trường chảy. Lực của từ trường nâng pít tông lên lò xo, từ đó đẩy pít tông trở lại. Khi nguồn bị ngắt, từ trường biến mất và lò xo pít tông nén nó trở lại vị trí ban đầu. Do đó, van được đóng lại. Đây là một biến thể được sử dụng rộng rãi hơn vì lý do an toàn trong trường hợp mất điện.

Van thường mở

Một van thường mở cho phép môi trường chảy mà không cần nguồn điện. Pít tông luôn được kéo ra và môi trường có thể chảy qua van. Tuy nhiên, khi được cấp điện, từ trường sẽ đẩy pít tông xuống và đóng van lại. Biến thể này chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng tiết kiệm năng lượng hơn khi mở van trong thời gian dài hơn.

Van điện từ khí nén 2/2.

Van 2/2 là loại van phân phối có 2 cổng (1 cổng vào 1 cổng ra) và 2 vị trí.

Tác động cơ học – đầu dò: Van có 2 cửa P và R, 2 vị trí 0 và 1. Ở vị trí 0: cửa P và R bị chặn. Nếu đầu dò tác động vào, từ vị trí 0 van sẽ được chuyển sang vị trí 1, khi đó cửa P và R sẽ nối với nhau. Khi đầu dò không còn tác động thì van sẽ trở lại vị trí ban đầu do lực nén của lò xo.

Khi chịu tác động của điện từ hoạc tác động cơ, cửa số 1 sẽ được mở, khi sẽ đi vào cửa số 1 và thoát ra ở cửa số 2.

Van điện từ khí nén 3/2.

Van 3/2 là van có 2 vị trí, 3 cổng trong đó 1 cổng nguồn cấp khí, 1 cổng làm việc và 1 cổng xả khí.

Tác động cơ học – đầu dò: Van có 2 cửa P, A và R. Có 2 vị trí 0, 1. Ớ vị trí 0: cửa P bị chặn, cửa A nối với cửa R. Nếu đầu dò tác động vào từ vị trí 0 van sẽ chuyển sang vị trí 1, khi đó cửa P nối với cửa A, cửa R sẽ bị chặn. Khi đầu dò không còn tác động nữa thì van sẽ trở về vị trí ban đầu bằng lực nén của lò xo.

• Van trượt đảo chiều 3/2 tác động bằng tay khi dịch chuyển ống lót sang vị trí a, thì cửa P nối với A và cửa R bị chặn. Khi dịch chuyển ống lót sang vị trí b, thì cửa A sẽ nối với với R và cửa P bị chặn.
• Khi van đóng, cửa số bị đóng, cửa số 2 thống với cửa số 3.
• Khi van mở, cửa số 1 thông với cửa số 2 để thông khí.

Van điện từ khí nén 4/2.

Van 4/2 là van có 2 vị trí, 4 cửa trong đó có của số 1 là cửa vào của nguồn khí, cửa số 2,4 là cửa làm việc, cửa số 3 là cửa xả khí.

Van đảo chiều 4/2: Tại vị trí 0: cửa P nối với cửa B, cửa A nối với cửa R. Khi có dòng điện vào cuộn dây van sẽ chuyển sang vị trí 1. Khi đó cửa A nối với P, cửa B nối với R.

Van đảo chiều xung 4/2 tác động bằng dòng khí nén điều khiển đi ra từ 2 phía của nòng van: hai nòng van được khoan lỗ có đường kính 1mm và thông với cửa P. Khi có áp suất ở cửa P, dòng khí nén diều khiển sẽ vào cả 2 phía đối diện của nòng van qua lỗ và nòng van ở vị trí cân bằng. Khi cửa X là cửa xả khí ,nòng van sẽ đƣợc chuyển sang vị trí b, cửa P nối với của A và cửa B nối với cửa R. Khi cửa X ngừng xả khí, thì vị trí của nòng van vẫn nằm ở vị trí b, chừng nào chƣa có tín hiệu xả khí ở cửa Y.

Khi chịu tác động của điện hoạc cơ, cửa van số 1 được mở ra, khi đó lượng khí sẽ đi vào cửa số 2, qua quá trình xử lý khí này được trở lại cửa số 4 và xả ra ngoài thông qua cửa số 3. Van 4/2 thường là các vấn tác động đơn.

Van điện từ khí nén 5/2.

Van 5/2 thường là van tác động đơn, có 2 vị trí và 5 cửa trong đó cửa số 1 là cửa cấp khí, cửa số 2 và cửa số 4 là cửa làm việc, cửa số 3 và số 5 là cửa xả khí.

Van 5/2 hay còn được gọi là Solenoid Valve (van điện từ) hay van đảo chiều. Khi tác động nguồn điện 220V hoạc 24V sẽ tạo ra từ trường tác ra tác động đóng mở từ các ô cửa.

Van đảo chiều xung 5/2 tác động bằng dòng khí nén điều khiển đi ra từ 2 phía nòng van: Nguyên tắc hoạt động tương tự van đảo chiều 4/2 tác động bằng dòng khí nén điều khiển đi ra từ 2 phía của nòng van.

Trạng thái ban đầu, cửa 1 đang thông với cửa số 2, cửa số 4 thông với cửa số 5 và cửa số 3 bị chặn lại. Khi điện tác động, từ trường kéo lò xo, lo xo đẩy cửa số 1 sẽ thông với cửa số 4, cửa số 2 thông cửa số 3 và cửa số 5 bị đóng lại.

Van điện từ khí nén 5/3.

Van 5/3 cũng là van đảo chiều hay còn gọi là Solenoid Valve (van điện từ) có 3 vị trí và 5 cửa.Trong đó vị trí dừng giữa là đặc tính nổi bật nhất của van 5/3, 2 vị trí còn lại là điều khiển xilanh khí nén đi hết hành trình và về hết hành trình.

Van điện từ khí nén 5/3 có 1 cổng đưa áp suất vào thường có ký hiệu là P, cổng này thường nằm ở giữa 2 cổng xả R và S. Cổng A và B là 2 cổng kết nối vào 2 cổng của xilanh giúp xilanh hoạt động, 1 cổng điều khiển xilanh thụt ra và 1 cổng điều khiển xilanh rút về 2 cổng này thường nằm gần nhau.

Van điện từ (Solenoid) vận hành trực tiếp hay gián tiếp

Van điện từ cũng khác nhau trong cách chúng được vận hành. Chúng có thể được vận hành trực tiếp, trong đó cuộn dây trực tiếp mở lỗ hoặc chúng được vận hành gián tiếp, nghĩa là chúng được điều khiển bởi chênh lệch áp suất giữa đầu vào và đầu ra. Một mũi tên trên cơ thể của họ phải chỉ hướng dòng chảy trong hệ thống đường ống.

Van vận hành trực tiếp (Direct act)

Van vận hành trực tiếp hoạt động trên một nguyên tắc rất đơn giản. Đối với ví dụ này, chúng ta sẽ có một van thường đóng. Sau khi cuộn điện từ bị mất điện, lò xo của nó sẽ đẩy pít-tông, sau đó piston sẽ đóng lỗ của van và nằm trên phớt. Sau khi bật nguồn, cuộn dây sẽ kéo pít tông lên và mở điện từ. Với van thường mở thì hoàn toàn ngược lại.

Những cuộn dây điện từ này được sử dụng nhiều hơn cho các dòng chảy nhỏ, nơi không có áp suất cao. Chúng không yêu cầu bất kỳ áp suất hoặc chênh lệch áp suất nào để vận hành, vì vậy chúng có thể được sử dụng ngay cả khi áp suất đường ống bằng không.

Van vận hành gián tiếp

Van vận hành gián tiếp, đôi khi còn được gọi là vận hành thử nghiệm, hoạt động theo nguyên tắc chênh lệch áp suất giữa đầu vào và đầu ra. Trong trường hợp này, lỗ van được đóng lại bằng một màng ngăn cách các lỗ đầu vào và đầu ra. Có một lỗ trên màng ngăn mà qua đó môi trường có thể chảy vào buồng phía trên từ đầu vào. Điều này giúp cân bằng áp suất tác động lên màng ngăn và nó vẫn đóng.

Lấy một van thường đóng làm ví dụ. Khi van không được cấp điện, màng ngăn sẽ bị lò xo đẩy xuống và áp suất tăng lên trong khoang phía trên màng ngăn. Do đó, màng ngăn đóng van và phương tiện không thể chảy. Khoang phía trên màng ngăn được nối với cửa xả bằng một kênh nhỏ (lỗ thí điểm) được đóng lại bằng piston. Khi cuộn dây được cấp điện, nó sẽ nâng piston lên, cho phép phương tiện chảy qua lỗ thí điểm vào ổ cắm. Bởi vì nó lớn hơn lỗ nhỏ hơn, nên áp suất phía trên màng ngăn giảm xuống, trong khi áp suất ở lỗ đầu vào vẫn giữ nguyên và thậm chí còn cao hơn. Do đó, nó nâng màng ngăn và cho phép phương tiện chảy vào đầu ra. Áp suất chênh lệch nằm trong khoảng từ 0,3 bar đến 1 bar. Với van thường mở thì nguyên lý hoạt động hoàn toàn ngược lại.