I. Tìm hiểu về nguyên lý làm việc của van bướm

Giới thiệu chung về van bướm

Van bướm là thiết bị được sử dụng cho rất nhiều ứng dụng trong đường ống công nghiệp cũng như trong những ứng dụng hộ gia đình. Van hoạt động có tính chất giống như 1 van bi để đóng mở hoặc điều tiết dòng chảy lưu chất trong đường ống. Van có cấu tạo từ nhiều chất liệu để phù hợp với những lưu chất khác nhau có thể kể đến như: van bướm gang, van bướm thân gang cánh inox, van bướm inox, van bướm nhựa, van bướm thép,… Vậy van bướm có nguyên lý hoạt động như thế nào? Bài viết hôm nay sẽ phân tích về nguyên lý làm việc của van bướm.

Nguyên lý làm việc của van bướm

Van bướm hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại được điểu khiển theo hiểu khác nhau như: van bướm tay gạt, van bướm tay quay, van bướm điều khiển bằng điện, van bướm điều khiển bằng khí nén,…Chúng ta sẽ đi vào tìm hiểu nguyên lý làm việc của van bướm qua từng loại bằng bài viết dưới đây.

1. Van bướm tay gạt

Van bướm tay gạt là loại van đóng mở bằng bộ phận tay gạt khi thực hiện hoạt động, loại này thường có kích thước nhỏ từ DN50 đến DN150. Khi van bướm ở trạng thái đóng (đĩa van ở góc 0 độ) lúc này đĩa van sẽ ngăn chặn hoàn toàn dòng chảy lưu chất đi qua van. Khi muốn thực hiện hoạt động đóng mở van thì người sử dụng sẽ dùng lực để kéo tay gạt một góc nhất định (có thể là từ 10 độ đến 90 độ). Khi van ở trạng thái đóng hoàn toàn (90 độ) thì ta thực hiện hoạt động ngược lại để đóng van.

2. Van bướm tay quay

Nguyên lý làm việc của van bướm tay quay hoạt động nhờ trợ lực của phần hộp số giúp van hoạt động nhẹ nhàng hơn giúp hạn chế sức lực của con người. Loại này hoạt động cũng giống như loại tay gạt, khi van đóng hoàn toàn ở góc 0 độ muốn thực hiện mở van thì ta thực hiện quay phần vô lăng theo chiều kim đồng hồ nhờ vào bộ phận hộp số trợ lực gúp van hoạt động nhẹ nhàng hơn. Van mở hoàn toàn ở góc 90 độ lúc này đĩa van sẽ song song với dòng chảy lưu chất lúc này lưu chất đi qua van là nhiều nhất. Ngoài việc đóng mở on/off thì van vẫn có thể thực hiện để đĩa đóng mở nhiều góc khác nhau trở thành 1 van điều tiết nhưng nhà sản xuất khuyến cáo không lên sử dụng van bướm nói chung và van bướm tay quay nói riêng không lên sử dụng làm van điều tiết vì nó sẽ gây ảnh hưởng tới tuổi thọ của van.

Van bướm điều khiển điện là loại van bướm thực hiện hoạt động đóng mở nhờ bộ phận động cơ điện có điện áp  24VAC, 220VAC, 380VAC,…Van bướm điều khiển điện chúng ta có thể hình dung 1 cách đơn giảm nó hoạt động cũng giống như hai loại tay gạt và tay quay như chúng ta đã biết từ bài viết trên. Về loại này thay vì bộ phận thực hiện hoạt động và điều khiển van là bộ phận cơ thì thay vào đó nó là 1 mô tơ điện kết nối với trục của van để thực hiện hoạt động. Khi van ở góc 0 độ muốn đóng mở van chúng ta cấp điện vào bộ điều khiển điện lúc đó việc còn lại để bộ điều khiển điện gải quyết, nếu là loại van thông thường thì van sẽ mở đến góc 90 độ và dừng lại lúc này van mở hoàn toàn. Quá trình để van van bướm điều khiển điện thực hiện 1 tác vụ đóng hoặc mở mất khoảng thời gian từ 15s đến 60s.

Hiện nay trên thị trường có hai loại van bướm điều khiển điện khác nhau để thực hiện nhiệm vụ khác nhau như :van bướm điều khiển điện tuyến tính và van bướm điều khiển kiểu ON/OFF chúng ta sẽ đi tìm hiểu từng loại như sau.

a. Van bướm điều khiển điện ON/OFF

Đây có thể gọi là loại van bướm điều khiển điện thông dụng nhất được sử dụng nhiều nhất trên thị trường hiện nay với nguyên lý hoạt động đơn giản. Nguyên lý làm việc của van bướm là khi cần thực hiện đóng hoặc mở van ta cấp điện vào bộ điện và khi chạy hết hành trình nó sẽ tự động ngắt điện và giữ nguyên trạng thái. Khi nào cần đảo vị trí van chúng ta lại cấp điện cho nó. Van này tương đối thông dụng và được sử dụng rộng rãi có nhiều các kích thước van.

b. Van bướm điều khiển điện tuyến tính

Nguyên lý làm việc của van bướm tuyến tính cũng giống như dòng van bướm điều khiển điện ON/OFF tất cả cơ chế đóng mở của dòng van này đều sử dụng nguồn điện áp mà chúng ta cấp vào tương ứng với : 220V.AC hoặc 380V.AC hoặc 24V.DC để truyền lực từ trục điều khiển cánh van hoạt động. Tuy nhiên đối với dòng van bướm điều khiển điện tuyến tính sẽ sử dụng động cơ điều khiển Modulating type với tín hiệu điều khiển dạng 4-20mA hoặc 0-10V DC Với tín hiệu ngõ vào analog sẽ giúp chúng ta điều khiển đóng mở van theo các góc theo tín hiệu đưa vào đồng thời giúp chúng ta kiểm soát được vị trí van ở góc mở hiện tại là bao nhiêu độ ví dụ: 25 -45 -50-100 độ thông qua màn hình điều khiển từ xa.

3. Van bướm điều khiển bằng khí nén

Van bướm điều khiển bằng khí nén là loại van có hoạt động đóng mở nhờ bộ điều khiển khí nén. Van họat động nhờ nguồn cấp khí nén từ máy nén khí truyền khí qua 1 van điện từ khí nén đến đầu khí nén khi đó khí nén tác động vào xi lanh quay trục 1 góc 90 độ khi đó trục của bộ điều khiển khí nén đã kết nối với trục của van bướm lúc đó trục của van bướm cũng sẽ quay 1 góc 90 độ giúp van bướm từ trạng thái đóng sang mở và ngược lại mở sang đóng một cách nhẹ nhàng.

Loại này có hai kiểu khác nhau 1 là tác động đơn hai là loại tác động kép, chúng ta sẽ đi vào tìm hiểu  qua như sau:

a. Tác động đơn

Bộ khí nén tác động đơn hay còn được gọi là xi lanh khí nén 1 chiều. Đây là loại xi lanh thông dụng, sử dụng áp suất của khí nén để tạo lực cho piston di chuyển từ trong ra ngoài và có một lò xo để hồi về vị trí ban đầu. Riêng đối với xi lanh này thì khí nén để sinh ra công, đi vào từ 1 phía. Để piston lùi về thì sử dụng lực đẩy của lò xo. Hay có thể dễ hiểu là: Áp suất khí nén tác động một phía xi lanh, phía còn lại là lực của lò xo tác động. Khi khí nén được kích thích và dẫn vào trong xi lanh. Lượng khí sẽ tăng dần lên và không gian bên trong bị chiếm lấy. Và piston lúc này sẽ di chuyển sinh ra công để thực hiện.

 b. Tác động kép

Bộ điều khiển tác động kép là loại bộ điều khiển có cấu tạo  xi lanh khí nén 2 chiều, tức nghĩa là xi lanh dùng khí nén để đẩy ra và hồi về vị trí ban đầu. Trên thân của xi lanh, chúng ta dễ dàng phát hiện ra 2 cửa khí với 1 cửa cấp cho xi lanh tiến, 1 cửa cấp cho xi lanh lùi. Loại xi lanh 2 chiều này, dùng để tạo nên lực đẩy piston ở 2 phía. Lưu lượng khí nén được điều khiển bằng van điện hoặc van cơ cung cấp, đảo chiều khí nén.