Các kĩ sư lựa chọn van khí nén như thế nào?

Lựa chọn van khí nén điện từ giống loại cũ là cách mà bấy lâu nay các anh em vẫn thường hay áp dụng. Phương pháp này rất tốt vì các kĩ sư nước ngoài họ đã tính toán chuẩn thông số kích thước chủng loại van cho hệ thống. Tuy nhiên, đối với những loại van khó tìm, nhất là những loại van hãng thì việc chờ đợi xem chừng như không chuẩn mực. Đấy là chưa kể khi anh em muốn thiết kế mới hệ thống, không có mẫu van nào để bắt chước thì anh em gặp rất nhiều khó khăn. Bài ngày hôm nay, với 10 bước đơn giản, mình sẽ trình bày cho anh em, cách lựa chọn van của các kĩ sư thủy khí nước ngoài. Let’s go!!!

Trước khi đàm đạo với anh em, anh em trong ngành thì không nói làm gì, nhưng anh em mới vào ngành hay anh em logistic thì có lẽ số ít sẽ chưa biết van khí nén là gì hay vai trò của van khí nén trong hệ thống. Anh em nào chưa tự tin thì tham khảo bài viết sau nhé, mình đã trình bày chi tiết rồi nên anh em hãy dừng lại trước khi đọc tiếp nhé.

• Cấu tạo và gọi tên van phân phối khí nén điện từ

Ok nào anh em cùng tôi chinh phục 10 bước mà mấy ông kĩ sư nước ngoài hay sử dụng để lựa chọn đúng van khí nén điện từ nhé.

1. Nguyên lí hoạt động của van khí nén điện từ

Ở bài trước, mình đã trình bày cho anh em 2 kiểu van khí nén điện từ theo nguyên lí hoạt động trực tiếp và gián tiếp. Thực ra là còn một loại bán trực tiếp, xong ít dùng nên mình không có đề cập tới. Hai loại đủ dùng rồi anh em ạ.

Van khí nén kiểu trực tiếp và gián tiếp

Lựa chọn van cũng như lựa chọn bất kì một thiết bị nào, anh em phải chọn kiểu loại tiêu chí rộng để khoanh vùng tước, lựa chọn chính xác sau. Giống như kiểu khi gia công, gia công thô trước rồi mới gia công tinh.

Lựa chọn van khí nén điện từ trực tiếp hay gián tiếp, phụ thuộc vào lưu lượng và tốc độ của dòng chảy. Đối với những dòng chảy hay hệ thống có lưu lượng và tốc độ dòng chảy nhanh, việc sử dụng van khí nén điện từ trực tiếp tốn rất nhiều năng lượng để có thể dịch chuyển lõi van. Chưa kể, nếu có dịch được thì cũng sẽ sinh ra những biến động lớn khi cố ngăn dòng chảy có lưu lượng và vận tốc lớn. Anh em cứ tưởng tượng dùng cửa xả lũ ra thì biết.

Phân tích sau cho anh em một chút, ở nước ngoài, các kĩ sư khi lựa chọn tính toán van, bên cạnh lựa chọn chuẩn các thông số để hệ thống chạy chuẩn, tiết kiệm năng lượng cũng cần được xem xét. Hãy thử hình dung ra cả một hệ thống khí nén, với số lượng van lên đến cả nghìn con, lại còn phải đóng mở với công suất lớn, một năm công ty cũng tiết kiệm được một khoản tương đối lớn. Có lẽ tiêu chí tiết kiệm năng lượng khi lựa chọn van khí nén điện từ chưa bao giờ có trong danh sách của các kĩ sư trong nước.

Vấn đề tiếp theo khi anh em dùng van khí nén điện từ trực tiếp để đóng mở dòng có lưu lượng và vận tốc lớn, hệ thống khí nén sẽ xảy ra hiện tượng tương tự như hiện tượng búa nước. Mình sẽ giải thích cho anh em hiện tượng này ngay bây giờ đây.

Hiện tượng búa nước trong van

Hiện tượng búa nước xảy ra khi dòng chảy có lưu lượng lớn, tốc độ lớn bị dừng đột ngột bởi một tấm chắn tức là khi van đóng. Khi van đóng lại, nước sẽ va đập và chảy ngược lại tạo thành những luồng sóng dập dình gây áp lực ngược trở lại hệ thống. Anh em có tưởng tượng ra không nhở.

Hiện tượng này nếu nhỏ thì rất khó phát hiện, xong nếu lưu lượng lớn, tốc độ dòng chảy nhanh, thời gian đóng nhanh, chiều dài ống nhỏ thì khi đó, hiện tượng búa nước sẽ gây ra thiệt hại lớn cho đường ống. Áp lực tạo ra đột ngột dội trở lại ống, khớp nối gây hư hỏng các thiết bị.

Rồi đó là 2 tác hại nếu như anh em dùng không đúng kiểu loại van cho những dòng chảy có lưu lượng lớn. Căn cứ vào đâu để anh em có thể lựa chọn van khí nén điện từ trực tiếp hay van khí nén điện từ gián tiếp ? Muốn sử dụng được van khí nén điện từ gián tiếp, đòi hỏi chênh lệch giữa áp trước và sau phải ít nhất là 0,5 bar. Vì sao lại như vậy?

Màng khí cửa chính dưới tác dụng của lò xo sẽ có xu hướng kéo lên mở van thông với cửa sau của van. Nếu như áp suất phía trước và phía sau của van không có sự chênh lệch đủ lớn, màng sẽ không thể áp sát để đóng kín cửa van. Nguyên nhân thứ nhất là do lựa đàn hồi kéo của lò xo, nguyên nhân thứ hai là do không có sự chênh lệch áp suất giữa trong và ngoài đủ lớn để màng gắn chặt vào cửa.

Như vậy, trong trường hợp lưu lượng khí qua van lớn, tốc độ dòng chảy cao, anh em muốn dùng van khí nén điện từ gián tiếp thì cũng cần phải xem áp suất có chênh lệch tối thiểu 0.5 bar không nhé. Xong phần 1 rồi anh em ạ.

2. Chức năng của van khí nén điện từ trong mạch

Đây là thông số quan trọng mà anh em nào cũng sử dụng khi lựa chọn van. Đây là thông số cơ bản mà hầu hết anh em có thể biết cách lựa chọn.

Dựa vào nguyên lí hoạt động của cơ cấu chấp hành, chính là xi lanh khí nén, dựa vào yêu cầu của hệ thống mà chúng ta sẽ căn cứ vào để lựa chọn chính xác là van khí nén điện từ.

2.1 Van an toàn khí nén

Van an toàn khí nén

Van an toàn khí nén có chức năng đảm bảo an toàn cho hệ thống khí nén. Van an toàn khí nén đảm bảo an toàn cho hệ thống như thế nào?

Anh em cứ hình dung nếu trong hệ thống điện có át to mát bảo vệ khi quá tải hay sự cố thì van an toàn khí nén cũng có chức năng giống y chang vậy. Vì một lí do gì đấy, có thể là quá tải, có thể là tắc nghẽn cục bộ, áp suất khí nén sẽ tăng lên nhanh theo thời gian. Van an toàn khí nén được cài đặt áp suất xả khí cỡ 1,2 tới 1,5 lần áp suất hệ thống, tương tự như dòng điện bảo vệ quá tải được cài đặt 1,2 tới 1,5 lần dòng định mức, thì van an toàn hay rơ le đầu tác động để bảo vệ mạch.

Giá trị 1,2 hoặc là 1,5 lần áp suất hoạt động của hệ thống là mức áp suất cài đặt thông thường của hệ thống. Tuy nhiên, giá trị này có thể cao hơn hoặc là lên tới 2 nếu hệ thống của bạn thường xuyên bị quá tải mà bạn đã biết trước, đó không phải là hiện tượng gây nguy hiểm cho hệ thống.

Lời khuyên cho anh em là, hãy sử dụng van an toàn khí nén trong mọi hệ thống.

2.2 Van giảm áp khí nén

Van giảm áp khí nén

Trong 1 hệ thống khí nén, khi chỉ có 1 nguồn đầu vào mà, áp suất cần sử dụng với nhiều mức thì lúc đó van giảm áp khí nén được sử dụng. Nói cách khác, van giảm áp khí nén có chức năng đảm bảo luồng khí nén đầu ra sau van áp suất khí nén bằng áp suất mà anh em cài đặt.

Phân tích sâu cho anh em bên logistic nhé. Nguồn khí nén của nhà máy, thông thường được phân phối dọc theo trục chính của nhà máy. Mỗi hệ thống nhỏ sẽ trích dẫn một đường khí vào làm nguồn hoạt động. Tùy từng hệ thống khác nhau, mà chúng ta điều chỉnh áp suất cho phù hợp. Tất nhiên là anh em chỉ có thể điều chỉnh áp suất nhỏ đi, chứ không thể nào điều chỉnh lớn hơn được mà không cần sự trợ giúp đặc biệt như các loại máy tăng áp.

Van giảm áp khí nén làm nhiệm vụ giảm áp cho các nhánh dẫn cho phù hợp với yêu cầu. Hầu hết các ứng dụng sử dụng áp suất lớn hơn sẽ gây hại cho hệ thống. Chi phí cho các thiết bị chịu áp lớn hơn, lực tạo ra lớn hơn so với yêu cầu thiết kế sẽ làm hại tới các sản phẩm dập hay cắt.

2.3 Van phân phối khí nén điện từ

Van khí nén 5/2

Van phân phối khí nén điện từ giúp điều khiển hướng của dòng chảy lưu lượng. Chi tiết mình đã giới thiệu nguyên lí hoạt động cũng như hình ảnh, cách gọi tên các loại van phân phối trong bài Cấu tạo và gọi tên van phân phối khí nén điện từ nên anh em đọc đi nhé. Chỉ có một vài loại thường dùng nên anh em chịu khó nhớ luôn nhé.

Van phân phối khí nén điện từ 3/2, van phân phối khí nén điện từ 4/2, van phân phối khí nén điện từ 5/2, van phân phối khí nén điện từ 5/3

3. Kiểu lỗ ren và đường kính cửa van

3.1 Kiểu lỗ ren cửa van

Lỗ ren van khí nén 4/2

Thông số quan trọng để có thể lựa chọn van phân phối khí nén điện từ một cách chính xác tiếp theo chính là đường kính cửa van và kiểu ren lỗ của van. Đây là thông số cực kì quan trọng để có thể lắp vừa đường kính ống dẫn khí.

Thông thường, các nhà sản xuất đều để lỗ ren trên than van phân phối khí nén điện từ là ren cái, trong tiếng anh là female thread valve.

Các kiểu ren ống thường gặp trong hệ thống thủy lực khí nén thường dùng là NPT, BSPP và BSPT.

Ren ống tiêu chuẩn NPT côn

Cả 3 loại ren trên đều được sử dụng trong quy ước ren ống. Ren NPT( National pipe Thread) là ren theo quy ước của Mỹ, Canada hay Bắc Mỹ. Kiểu ren NPT là ren côn, góc ren là 60 độ, giả sử đầu nối ống thủy lực NPT 1/2″, cửa van khí nén kích thước NPT 3/8.

Kiểu ren mà chúng ta hay bắt gặp nhất chính là van kiểu Anh BSPP viết tắt của  British standard pipe parallel. Loại ren này thường được kí hiệu bởi chữ G đằng trước, ví dụ là G1/4, G3/8. Kí hiệu chữ G trong ren G1/2 được viết tắt bởi chữ Gas nghĩa là kí hiệu ren ống để vận chuyển khí. Đây là một loại quy ước ren tiêu chuẩn của Anh, ren ống thẳng.

Bên cạnh kí hiệu ren ống G5/4 cho loại ren thẳng, chúng ta còn bắt gặp ren R3/4 chẳng hạn. Ý nghĩa của kí hiệu ren R 3/4 là ren tiêu chuẩn Anh áp dụng cho đầu đực male với kiểu ren côn BSPT British standard pipe taper. Chữ R trong R 3/4 bắt nguồn từ tiếng Đức, Rohr mang nghĩa là ống. Góc của đỉnh ren là góc 55 độ.

ren tiêu chuẩn BSPT

Hầu hết các nước trên thế giới đều sử dụng kiểu ren ống theo tiêu chuẩn của Anh. Tuy nhiên, còn một hệ ren quy ước theo tiêu chuẩn Mỹ mà Mỹ và một số nước cũng hay dùng. Hệ ren ống NPT.

Kích thước của cửa van van phân phối khí nén điện từ thường dùng đơn vị tiêu chuẩn là inch, ví dụ như cửa van khí nén G1/2. G3/4, G3/8. Anh em cần lưu ý rằng, kích thước kí hiệu cửa van phân phối khí nén điện từ không hề giống như kích thước của ống thực đâu nhé. Cụ thể thế nào thì anh em hãy tham khảo bài viết về các tiêu chuẩn ren mình đã trình bày cho anh em trước nhé.

• Phân biệt ren ống thủy lực khí nén npt, bspp và bspt

Sau khi đọc xong bài viết, anh em sẽ hiểu và phân biệt cũng như có thể xác định được kích thước ren và kiểu ren tiêu chuẩn mà mình cần. Lưu ý với anh em là, có thể một số trường hợp, ren của tiêu chuẩn này có thể lắp tương đối vào ren tiêu chuẩn khác. Song chúng ta không được làm như vậy bởi vì sai lệch góc đỉnh ren( tiêu chuẩn NPT là góc 60 độ, BSPP, BSPT là góc 55 độ) có thể làm hỏng bề mặt làm việc ren khi vặn chặt. Trong những ứng dụng cần độ kín khít như thủy lực khí nén, nó không thể đáp ứng yêu cầu làm kín được.

Ví dụ anh em thử coi ren tiêu chuẩn Mỹ NPT và ren tiêu chuẩn Anh ở ren NPT 1/2 tương đương với ren BSPT 1/2 hoặc NPT 3/4 tương đương với ren BSPT 3/4, chúng có bước ren hoàn toàn giống nhau nên anh em có thể thấy rất dễ trong việc kết nối. Tuy nhiên, 2 góc đỉnh răng của 2 tiêu chuẩn ren này lại lần lượt là 60 độ và 55 độ nên sẽ không bao giờ kín khít khi tăng áp suất khí nén hay thủy lực lên.

kích thước ren tiêu chuẩn

Chú ý: Không bao giờ cố kết nối ren NPT với ren BSPP, BSPT ở áp suất khí nén thủy lực cao.

Dưới đây là bảng tra các thông số của ren tiêu chuẩn BSP. Anh em nhìn sẽ thấy kích thước thương mại không hề giống kích thước thực tế.

3.2 Đường kính cửa van

Bất kì một thiết bị thủy lực khí nén nào, thông số đường kính là thông số kỹ thuật quan trọng nhất trong tất cả các kích thước. Lí do vì sao mà đường kính lại là yếu tố quan trọng nhất bởi vì môi chất làm việc trong các thiết bị ấy là chất lỏng( bao gồm khí và dầu, nước). Quá trình chuyển động luân hồi khiến cho hình dáng của ống khí nén, ống thủy lực, van thủy lực, van khí nén, xi lanh thủy lực, xi lanh khí nén luôn luôn có tiết diện là hình tròn để phù hợp cho dòng chảy tối ưu.

Đồ thị phân bố vận tốc trong ống khí nén

Một đường ống thủy lực hay đường ống khí nén tốt là đường ống có khả năng hạn chế tối đa ma sát gây mất năng lượng, hạn chế sự xoáy dòng chảy rối và chịu được áp suất nhiệt độ cao. Ống khí nén, ống thủy lực chịu nhiệt độ và áp suất cao thì thôi không cần phải bàn luận ở bài viết này. Để hạn chế tổn hao năng lượng, ở đây chính là tổn thất áp suất và vận tốc, ống thủy lực khí nén cần có đường kính phù hợp. Tốc độ vòng quay của bơm cũng ảnh hưởng tới tổn thất áp suất nhưng mình muốn làm rõ vấn đề đường kính hơn. Vấn đề kia mình sẽ tình bày sau.

Đường kính ống, đường kính van có ảnh tới vận tốc của dòng chảy. Nếu đường kính to, vận tốc thấp, tổn thất áp suất nhỏ, đó là ưu điểm. Tuy nhiên nhược điểm của đường kính ống, đường kính van to là hệ thống của bạn sẽ cồng kềnh hơn, chi phí sẽ tốn kém hơn rất nhiều cả về trang bị lẫn vận hành.

Đường kính ống thủy lực khí nén hay cửa van nhỏ sẽ làm tăng tốc độ của dòng chảy gây tổn hao áp suất, tổn hao năng lượng. Tuy vậy ưu điểm thì ngược lại, chi phí sẽ rẻ hơn rất nhiều. Bài toán đặt ra là, các kĩ sư thủy lực khí nén phải tính toán tối ưu kích thước chuẩn để kinh tế nhất mà vẫn đáp ứng được yêu cầu kĩ thuật.

3.2.1 Lựa chọn đường kính cửa van của anh em thợ

Đường kính cửa van khí nén

Anh em thợ thủy lực khí nén thông thường đi mua đồ, rất hay kiểu mang trực tiếp van đến cửa hàng mua đúng chủng loại và kích thước về lắp. Cách này có ưu điểm là sẽ mua chuẩn loại van thủy lực khí nén để thay thế mà không cần phải lo nghĩ tính toán mua đúng hay sai. Ok cách này rất tốt và rất hiệu quả. Nhược điểm của cách lựa chọn van này, là phải dừng cả hệ thống lại để mang van đi xa hàng trăm cây số. Và trong lúc đi tìm nơi mua van thủy lực khí nén thì cả hệ thống ngồi chơi. Không ổn chút nào.

Cách thứ 2 hạn chế được nhược điểm trên là chụp ảnh van thủy lực khí nén gửi cho nhà cung cấp van. Cách này hiệu quả hơn, xong chỉ có thể áp dụng đối với những hệ thống mà các kĩ sư nước ngoài họ đã tính toán lắp đặt chuẩn. Giả sử cần phải thiết mới hệ thống thủy lực khí nén hay đơn giản nhất là trạm nguồn thủy lực nhỏ, anh em sẽ tính sao?

Một số anh em cho rằng, cứ mua van thủy lực khí nén theo áp suất làm việc và có đường kính cửa van lắp vừa đường ống thủy lực khí nén là được. Đây là cách tư duy của tất cả chứ không phải một vài anh em thợ. Ngày tôi mới làm, anh em nào cũng đều bảo như vậy là chuẩn bài nhất. Thực sự, những gì họ làm thật khác xa với những thứ mà tôi được học trong trường.

Đó là 3 cách mà mình nêu lên để anh em biết, cách anh em lựa chọn van thủy lực khí nén thường dùng. Hiệu quả nhưng bó hẹp trong việc mua đồ mới giống đồ cũ. Thiết kế mới là chịu chết. Rất hạn chế anh em ạ.

3.2.2 Lựa chọn đường kính cửa van theo kĩ sư nước ngoài

Kĩ sư nước ngoài tự động hóa thủy lực khí nén

Hướng dẫn lựa chọn kích thước cửa van thủy lực khí nén tôi sẽ làm trong phần này một cách chuẩn xác mà kĩ sư thủy lực khí nén nước ngoài thường hay làm. Anh em thường thì chỉ biết mua theo nguyên lí hoạt động hoặc mua thay thế van có sẵn trong hệ thống hư hỏng.

Muốn lựa chọn được đường kính van khí nén hay thủy lực, các bạn sẽ phải đi xác định 1 hệ số quan trọng đại diện cho mỗi kích thước van thủy lực khí nén. Tức là, hệ số này sẽ đại diện cho một loại kích thước của van. Muốn xác định được kích thước, anh em phải xác định được hệ số này( tất nhiên, các kích thước này cũng sẽ được tiêu chuẩn hóa anh em nhé).

Hệ số đại diện cho van thủy lực hay khí nén là hệ số van Kv hay còn sử dụng theo tiêu chuẩn Mỹ là hệ số van Cv. Công thức để xác định hệ số KV, Cv là:

hệ số Cv của van

Trong đó: Q là lưu lượng của dòng chảy( mét khối/ giờ)

Kv là hệ số lưu lượng( đơn vị không thứ nguyên)

dp là áp suất chênh lệch giữa cửa vào và cửa ra

S là trọng lượng riêng của chất lỏng( của nước là 1 anh em ạ)

Rồi thì bây giờ hãy cùng xem chi tiết những thông số có trong công thức nào.

Q là lưu lượng của dòng chảy. Lưu lượng của dòng chảy chính là lưu lượng làm việc của bơm thủy lực, của xi lanh thủy lực hay khí nén cần đấy anh em. Trước khi lựa chọn bơm, hay xi lanh, chúng ta đã tính toán được giá trị này rồi. Anh em nào chưa biết lưu lượng tính thế nào, hãy xem lại 2 bài viết sau nhé.

• Cách chọn bơm thủy lực
• Tính chọn xi lanh khí nén

Anh em nhớ đổi ra chuẩn đơn vị đo bên trên nhé.

Áp suất chênh lệch qua van

dp chính là độ chênh áp suất giữa cửa vào và cửa ra của van. Giá trị này được xác định dựa vào yêu cầu của anh em thôi. Giả sử, anh em cần áp suất cung cấp cho xi lanh lúc hoạt động ổn định là 10 bar, anh em dự tính sẽ dùng một nguồn khí nén có áp suất là 11 bar. Khi đó, chúng ta sẽ có dp = 11-10 = 1 bar.

Bên trên là giả sử thôi chứ trong thực tế, anh em có thể cấp nguồn cao hơn một chút hay nhiều chút so với yêu cầu thì tùy anh em thôi.  Áp suất đầu ra tối thiểu phải đáp ứng được yêu cầu và khi đó dp anh em có thể có những giá trị khác nhau. dp càng lớn thì hệ số Cv của van càng nhỏ, và một quy luật luôn đúng là, Cv tỉ lệ thuận với đường kính cửa van.  Cv lớn, đường kính van lớn, Cv nhỏ, đường kính van nhỏ.

Cv được định nghĩa rất chuẩn mực là một hệ số mà nó cho biết lượng nước chảy qua tính bằng đơn vị ga long trên phút đi qua van ở nhiệt độ 16 độ C mà áp suất giảm đi 1 Psi.  Nó được dùng làm đại lượng đặc trưng cho kích thước van. Anh em nào muốn lựa chọn được đường kính cửa van, bắt buộc phải tìm ra hệ số Cv.

bảng tra hệ số Cv của van

Ở Mỹ, người ta rất khác người. Họ tự tìm ra cho mình một đại lượng để thế giới công nhận họ sáng tạo và thông minh. Họ không dùng hệ số Cv của van mà họ dùng hệ số Kv. Mình thấy ít dùng nhưng cứ giới thiệu cho anh em biết. Công thức quy đổi là:

Kv = 0,865 · Cv
Cv = 1,156 · Kv

Dưới đây là một bảng ví dụ về hệ số Cv, Kv đại diện cho kích thước van phân phối khí nén điều khiển điện từ 2/2

Việc xác định chính xác hệ số Kv, Cv có ảnh hưởng rất nhiều tới việc đáp ứng đúng thông số kĩ thuật và tuổi thọ cho hệ thống. Nếu anh em lựa chọn sai hệ số, giả sử chọn hệ số Cv nhỏ, khiến cửa van nhỏ hơn so với tiêu chuẩn. Khi đó, do lưu lượng qua từng mặt cắt ống là không đổi. Nhìn vào công thức:

Q= v. A

nên vận tốc sẽ tăng lên nếu A nhỏ.

Vận tốc dòng khí càng tăng, ma sát sinh ra giữa các lớp không khí với nhau, giữa lớp không khí và thành ống khí nén khiến tổn hao năng lượng nhiều.Trong trường hợp kích thước cửa van nhỏ quá, vận tốc tăng quá cao dẫn tới áp suất tụt xuống dưới mức áp suất hơi bão hòa. Khi đó xảy ra hiện tượng xâm thực, phá hoạt van một cách khốc liệt bề mặt. Anh em nào chưa biết xâm thực là gì và tác hại của xâm thực tới các thiết bị thủy lực thì coi bài viết dưới đây nhé. Biết và phòng ngừa sẽ làm tăng tuổi thọ của chúng lên rất nhiều.

• Xâm thực bơm thủy lực

Ngược lại, nếu hệ số Kv, Cv lớn, kích thước van sẽ lớn hơn, vận tốc sẽ nhỏ giảm được tổn hao áp suất và xâm thực. Tuy vậy, kích cỡ van sẽ cồng kềnh, giá van thủy lực khí nén sẽ tăng lên. Anh em cần lựa chọn chính xác kích thước van thủy lực khí nén.

3.3 Áp suất của van khí nén

Van Yuken Nhật

Đây là thông số mà các anh em thợ và mấy bạn sinh viên chọn không trượt phát nào. Anh em nào cũng ý thức được rằng, mua van khí nén cần lựa chọn áp suất làm việc và áp suất phá hủy cao hơn áp suất yêu cầu. Thông số kĩ thuật của van khí nén được ghi rõ trên thân van, anh em chọn rất tốt thông số này.

Thông thường, hệ thống khí nén chỉ sử dụng áp suất 8 bar, một số hệ thống test khí hay công nghiệp đòi hỏi cao hơn thì anh em mới cần quan tâm nhiều tới áp suất phá hủy. Các loại van khí nén đều đáp ứng tốt áp suất đòi hỏi của hệ thống.

3.4 Thời gian đáp ứng của van

Đây là một thông số rất quan trọng, nhất là trong những ứng dụng đòi hỏi điều khiển chính xác vị trí của xi lanh khí nén. Mình cũng đã có một bài viết về điều khiển chính xác vị trí xi lanh. Anh em tham khảo nhé.

• Điều khiển chính xác vị trí xi lanh

Khi có tín hiệu điều khiển từ bộ điều khiển hay từ cảm biến, cuộn hút van bắt đầu tác động lực lên lõi van nhằm kéo lõi van dịch chuyển. Nếu là van thường mở thì lõi van kéo đi sẽ đóng lại. Ngược lại, nếu là van thường đóng, lõi van kéo đi sẽ mở ra.

Độ mở của van

Thời gian đáp ứng của van tính từ lúc bộ điều khiển xuất tín hiệu cho lõi van xê dịch tới khí van mở được 90% diện tích cửa hoặc van đóng lại còn 10% cửa van. Thông thường, mỗi loại van khác nhau sẽ có thời gian đáp ứng khác nhau.

Thời gian đáp ứng của van phụ thuộc vào cấu tạo của van, cuộn hút của van, áp suất khí quyển và độ nhớt của môi chất. Nếu van khí nén điện từ mà lò xo có độ cứng k lớn, trong khi cuộn hút lại không dẫn điện tốt, dòng điện yếu, khi đó, thời gian đáp ứng của van sẽ lâu hơn và ngược lại.

Độ nhớt của môi chất cũng khiến cho việc dịch chuyển lõi van diễn ra lâu hơn hay nhanh. Lõi van nặng cũng ảnh hưởng khá nhiều tới thời gian dịch chuyển. Những yếu tố trên cần phải được cải tiến từ các nhà sản xuất trong những van dùng trong hệ thống điều khiển chính xác, yêu cầu tốc độ xử lí nhanh.

Đặc điểm chung là van điều khiển từ AC có thời gian phản ứng nhanh hơn so với van điều khiển từ DC. Tuy nhiên, khi sử dụng nguồn điện 220V với đặc điểm là nguồn điện xoay chiều hình sin nên tốc độ phản ứng của van là khác nhau. Nếu tại thời điểm xuất tín hiệu mở van, nguồn điện ở vị trí cực đại, thời gian dịch chuyển lõi van sẽ nhỏ và ngược lại. Van trực tiếp có thời gian phản ứng nhỏ hơn van gián tiếp. Nói chung là, thời gian đáp ứng của van điện từ khí nén thường rơi vào khoảng 5 tới 50 ms đối với van điều khiển từ khí nén trực tiếp. Van điều khiển từ khí nén gián tiếp có thời gian phản ứng lâu hơn rất nhiều, khoảng 50 tới 1500 ms.

Tổng thời gian dịch chuyển lõi van được tính bằng tổng thời gian lõi van bị hút sinh ra lực chống lại lực đàn hooifd lò xo và tổng thời gian dịch chuyển.

hiện tượng búa nước trong van

Trong điều khiển hệ thống khí nén, thời gian đáp ứng là yếu tố quan trọng và các kĩ sư thủy lực khí nén luôn muốn giảm nó xuống để điều khiển chính xác. Tuy nhiên, trong thủy lực hay nước, hiện tượng búa nước sẽ phá tan ống thủy lực hay để đập nếu thời gian đóng mở cửa van đập nhỏ. Vì vậy, trong những ứng dụng thủy lực hay đập nước, cần phải tính toán thời gian mở cửa van đủ lớn để tránh hư hỏng.

3.5 Điện áp và cuộn dây van khí nén

cuộn hút van khí nén

Chức năng của cuộn dây là tạo ra từ trường khi cấp nguồn điện vào. Từ trường sẽ hút lõi van bằng sắt từ để thay đổi trạng thái và tiến hành đóng mở cửa van.

Nguồn điện cấp vào van là một yếu tố mà các anh em phải lưu ý cấp đúng. Thông thường thì chỉ có 2 mức điện áp thông dụng là 24V Dc và 220V AC. Tuy nhiên, còn 2 mức điện áp có thể cấp vào cuộn hút van khí nén là điện áp 110 V Ac và điện áp 12V Dc.

Mặc dù không thông dụng bằng điện áp 22V AC cấp vào cuộn hút, song điện áp 110V vẫn chiếm một lượng không nhỏ. Điện áp 110V là của Nhật Bản và tại đây có hai hãng sản xuất van khí nén sừng sỏ nổi tiếng là Yuken và SMC. Vì thế nên van khí nén điều khiển điện từ 110V vẫn thường gặp trong các hệ thống khí nén.

3.6 Giá van khí nén

Phần cuối cùng là một yếu tố ảnh hưởng rất nhiều tới việc lựa chọn van khí nén. Đối với những hệ thống khí nén cần duy trì sự hoạt động liên tục, tin cậy và ít hỏng hóc, van từ những hãng nổi tiếng trên thế giới như van khí nén Parker, van khí nén SMC, van khí nén airtac, van khí nén festo… giúp chúng ta yên tâm hơn rất nhiều. Giá thành của chúng cao gấp khoảng 10 lần so với các loại van khác. Tuy nhiên về độ tin cậy và tuổi thọ của chúng thì dài hơn so với van khí nén Trung Quốc hiện hành.

Rồi mình xin dừng bài viết về chọn lựa van khí nén tại đây. Hi vọng cho anh em thấy được cách chọn lựa van của các kĩ sư thủy lực khí nén nước ngoài. Từ nay, anh em có thể lựa chọn van thoải mái theo tính toán của mình mà không cần phải tháo van mang mua nữa nhé. Done!!!

Còn chần chừ gì nữa mà không gọi ngay cho chúng tôi để có được sự hài lòng nhất. Với đội ngũ tiến sĩ kỹ sư trẻ năng động trong và ngoài nước trên 5 năm kinh nghiệm hi vọng sẽ mang lại sự lựa chọn tốt nhất cho khách hàng.

Sự cố của các bạn là trách nhiệm của chúng tôi! Gọi ngay đi!