Bộ điều khiển khí nén là một thiết bị quan trọng được sử dụng để tự động hóa các loại van cơ truyền thống như van bướm, van bi, van cầu, van dao, van cổng, và van y xiên. Thay vì phải vận hành bằng tay như trước, hệ thống này cho phép van tự động đóng/mở nhờ khí nén, giúp quá trình điều khiển trở nên dễ dàng và hiệu quả hơn.

1. Bộ điều khiển khí nén là gì?

Bộ điều khiển khí nén, hay còn gọi là bộ điều khiển van khí nén hoặc thiết bị truyền động khí nén, là một loại actuator có khả năng chuyển đổi năng lượng từ khí nén thành chuyển động cơ học. Thiết bị này được chia thành nhiều loại khác nhau, tùy thuộc vào thiết kế và ứng dụng cụ thể.

2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Bộ điều khiển khí nén được chia thành hai loại chính: bộ điều khiển tác động đơn và tác động kép. Đối với bộ điều khiển tác động đơn, chỉ có một buồng khí được sử dụng, trong khi bộ điều khiển tác động kép nhận khí nén vào cả hai buồng.

Bộ điều khiển khí nén tác động đơn

Loại này được trang bị lò xo bên trong thân, chỉ cần sử dụng khí nén để điều khiển van đóng hoặc mở. Khi không có khí nén, lò xo sẽ đảm nhận việc đưa van về vị trí ban đầu. Điều này giúp cố định van ở vị trí mong muốn khi hệ thống ngừng hoạt động. Đây là điểm khác biệt so với bộ điều khiển tác động kép.

Điều khiển van mở

Khi khí nén được cung cấp vào buồng trong của bộ tác động đơn, lực được tạo ra đẩy piston về phía hai bên, làm bánh răng quay ngược chiều kim đồng hồ và truyền lực xuống trục van, mở van. Khí từ buồng ngoài sẽ thoát ra ngoài.

Điều khiển van đóng

 Khi nguồn khí nén bị ngắt hoặc gián đoạn, lò xo sẽ tự động đưa piston về vị trí ban đầu, đẩy piston vào trong và làm trục van xoay theo chiều kim đồng hồ để đóng van. Khí trong buồng trong sẽ thoát ra ngoài trong quá trình này.

Bộ điều khiển van khí nén tác động kép

Bộ điều khiển khí nén tác động kép, còn được gọi là bộ khí nén tác động kép hoặc tác động đôi, là loại không có lò xo bên trong thân. Thay vào đó, nó sử dụng khí nén để điều khiển cả quá trình đóng và mở van. Đây là loại phổ biến nhất hiện nay nhờ vào tính ổn định và hiệu quả cao.

Điều khiển van mở

Khi khí nén được cung cấp vào buồng trong, lực đẩy sẽ khiến piston di chuyển từ trong ra ngoài, làm các bánh răng quay ngược chiều kim đồng hồ. Sự chuyển động này truyền lực xuống trục van, khiến cánh van (đối với van bướm) hoặc bi van (đối với van bi) xoay theo hướng mở. Đồng thời, khí nén từ buồng ngoài sẽ bị đẩy ra ngoài, và van sẽ được mở hoàn toàn.

Điều khiển van đóng

Khi khí nén được cung cấp vào buồng ngoài, piston sẽ di chuyển từ ngoài vào trong, làm các bánh răng quay cùng chiều kim đồng hồ. Quá trình này truyền lực xuống trục van, khiến cánh van hoặc bi van xoay theo hướng đóng. Khí nén từ buồng trong sẽ bị đẩy ra ngoài, và van sẽ được đóng hoàn toàn.

3. Ưu và nhược điểm của bộ điều khiển khí nén

Khi chọn lựa bộ điều khiển khí nén cho hệ thống của mình, điều quan trọng là phải hiểu rõ về cả ưu điểm và nhược điểm của thiết bị này. Bạn tìm hiểu một cách kĩ lưỡng để có thể đưa ra quyết định đúng đắn, đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả và an toàn. Dưới đây là chi tiết về những điểm mạnh và hạn chế của bộ điều khiển khí nén.

Ưu điểm của bộ điều khiển khí nén

Độ an toàn cao: Sử dụng năng lượng khí nén, bộ điều khiển này đảm bảo hoạt động chính xác và nhanh chóng, mang lại độ an toàn cao trong quá trình sử dụng.

Thiết kế bền vững: Được chế tạo từ hợp kim nhôm cao cấp, bộ điều khiển có độ cứng cao và khả năng chống gỉ sét, đảm bảo tuổi thọ dài lâu.

Dễ dàng lắp đặt: Với thiết kế đơn giản, bộ điều khiển khí nén dễ dàng kết nối với các loại van cơ thông thường, giúp việc lắp đặt trở nên thuận tiện.

Tự động hóa: Bộ điều khiển này cho phép các loại van đóng/mở tự động, thay thế hoàn toàn cho việc vận hành thủ công của con người.

Ngoài những ưu điểm đã đề cập, bộ điều khiển khí nén cũng tồn tại một số hạn chế như sau:

Tiếng ồn khi xả khí: Quá trình xả khí có thể gây ra tiếng rít, gây khó chịu cho người sử dụng. Tuy nhiên, điều này có thể được khắc phục bằng cách lắp đặt bộ giảm thanh.

Phụ thuộc vào nguồn khí và điện: Trong trường hợp mất điện hoặc nguồn cấp khí gặp sự cố, bộ điều khiển khí nén sẽ không thể hoạt động.

4. Ứng dụng của bộ điều khiển khí nén

Khám phá các ứng dụng nổi bật của bộ điều khiển khí nén trong thực tế hiện nay:

Bộ điều khiển khí nén được sử dụng để lắp đặt trong các loại van cơ thông thường như van bi, van bướm, van cổng dao, và nhiều loại khác.

Thiết bị này được lắp đặt trong các hệ thống PCCC, hệ thống khí nén, hơi, và hệ thống máy bơm.

Bộ điều khiển khí nén cũng được ứng dụng trong các nhà máy sản xuất đồ uống như nước giải khát, bia, và sữa.

Thiết bị này còn được lắp đặt trong các ngành chế biến thực phẩm và dược phẩm.

Khi lựa chọn bộ điều khiển khí nén phù hợp cho hệ thống của bạn, điều quan trọng là phải xem xét các thông số kỹ thuật quan trọng như kích cỡ model, kiểu hoạt động, kiểu tác động, áp lực, nhiệt độ và xuất xứ. Việc chú ý đến những yếu tố này không chỉ giúp bạn tiết kiệm chi phí và thời gian lắp đặt mà còn đảm bảo an toàn và hiệu suất ổn định cho toàn hệ thống.