Van điện từ khí nén - Solenoid Valves

Mô tả

Van điện từ khí nén là loại sản phẩm được dùng để đóng mở hoặc điều tiết dòng lưu chất khí nén trong hệ thống khí nén và có thể điều chỉnh được hướng của khí nén áp lực và lưu lượng cung cấp cho cơ cấu chấp hành

Van điện từ khí nén là gì?

  Là dòng van điều khiển hướng được sử dụng trong các hệ thống khí nén để định hướng hoặc ngăn chặn dòng khí nén hoặc dầu đến các thiết bị của chúng. 

Chúng có lẽ là các yếu tố được sử dụng nhiều nhất trong các hệ thống khí nén, và có thể được sử dụng ví dụ để vận hành một xi lanh, van công nghiệp lớn hơn hoặc các công cụ không khí. Các van có thể có hai hoặc nhiều cổng và đáp ứng các chức năng mạch khác nhau. 

Chức năng và hành vi của van có thể được biểu thị bằng một ký hiệu. Tuy nhiên, biểu tượng không giải thích việc xây dựng van. Van điều khiển hướng có thể được kích hoạt bằng các phương tiện khác nhau, chẳng hạn như truyền động bằng tay hoặc truyền động điện từ. Bài viết này tập trung vào các van điện từ định hướng khác nhau cho các hệ thống khí nén.

Cấu tạo van điện từ khí nén

 Van điện từ khí nén thường có thiết kế ống chỉ. Chúng bao gồm một thân nhôm có lỗ hình trụ. Các cổng khác nhau của van kết nối với xi lanh. Một ống trượt trong xi lanh có một số con dấu dọc theo chiều dài của nó. Bằng cách trượt ống chỉ qua lại trong xi lanh, các cổng khác nhau có thể được kết nối hoặc tắt. 

Để tạo ra một niêm phong hoàn toàn không có rò rỉ, rất khó khăn với thiết kế ống chỉ. Do đó, van điện từ khí nén luôn có rò rỉ bên trong rất nhỏ (nhưng có thể chấp nhận được). Với các loại van này, không khí có thể chảy theo cả hai hướng thông qua van. Điều này được gọi là hai chiều.

Nguyên lý hoạt động van điện từ khí nén

Lực cần thiết để di chuyển ống chỉ có thể tương đối nhỏ; áp suất của không khí có ảnh hưởng hạn chế đến lực cần thiết. Ngoài ra, lực của lò xo trong van ổn định đơn là khá nhỏ. Do đó, các solenoids thường tiêu thụ một lượng điện năng thấp. Bởi vì hầu hết các van được vận hành thử nghiệm, lực yêu cầu của điện từ thậm chí còn ít hơn. 

Hoạt động thí điểm (hoạt động gián tiếp) có nghĩa là van sử dụng áp suất không khí để điều khiển van, áp suất không khí được điều khiển bởi điện từ. Với thiết kế này, điện từ phải cung cấp một lực thấp hơn nhiều so với lực được cung cấp bởi áp suất không khí. Van có thể được thí điểm bên trong hoặc thí điểm bên ngoài. 

Các van thí điểm bên trong sử dụng áp suất đầu vào để điều khiển van, các van được điều khiển từ bên ngoài sử dụng một kênh riêng cho hoạt động thí điểm. Các van thí điểm bên trong đòi hỏi một áp suất chênh lệch nhất định thường là 0,1 - 1,5 bar để hoạt động. 

Nếu áp suất quá thấp, van sẽ không chuyển trạng thái khi điện từ được kích hoạt. Van thí điểm nội bộ không phù hợp để sử dụng trong các hệ thống áp suất thấp hoặc các ứng dụng chân không.

Video nguyên lý hoạt động của van điện từ khí nén

Đôi khi các kỹ sư hỏi liệu một van điện từ khí nén có thể được sử dụng cho các phương tiện khác như nước hoặc dầu câu trả lời ngắn gọn là nó không được khuyến khích. 

Nhiều van khí nén được thí điểm bên trong và thông hơi một lượng không khí tối thiểu cần thiết để vận hành van. Một lượng nhỏ không khí vào môi trường xung quanh có thể được chấp nhận trong hầu hết các ứng dụng, nhưng không phải trong trường hợp nước, dầu hoặc các loại phương tiện khác. 

Hơn nữa, các vật liệu van được tối ưu hóa để sử dụng với không khí. Thông thường, van được làm bằng các bộ phận bằng nhôm và con dấu NBR hoặc HNBR. Các phương tiện khác ngoài không khí có thể gây ra sự ăn mòn hoặc các phản ứng hóa học khác, có thể có tác động tiêu cực đến tuổi thọ của van.

Các dạng van điện từ khí nén

Van điện từ khí nén 2/2 - Van 2 cửa 2 vị trí

Van phổ biến nhất và đơn giản nhất là van 2/2. Nó có hai cổng và hai trạng thái (mở và đóng) và do đó còn được gọi là van ngắt. Chúng được sử dụng trong các ứng dụng khí nén trong đó nguồn cung cấp không khí phải được đóng lại theo định kỳ. Van 2/2 có thể ổn định đơn hoặc ổn định hai chiều. 

Van 2/2 chiều hai chiều ổn định thường có một điện từ và được vận hành xung để chuyển trạng thái. Những van này cũng được gọi là 'chốt'. Van 2/2 2 chiều ổn định đơn có thể được đóng bình thường (mở khi được kích hoạt) hoặc thường mở (đóng khi được kích hoạt). Phần lớn các van điện từ 2/2 chiều là ổn định đơn và thường đóng. Hình ảnh dưới đây cho thấy biểu tượng cho một van thường đóng.

Van điện từ khí nén 3/2 - Van 3 cửa 2 vị trí

Một van 3/2 có ba cổng và hai trạng thái. Chúng được sử dụng để kiểm soát một xi lanh tác động đơn. Van được sử dụng để lấp đầy xi lanh, nhưng cũng để thông hơi xi lanh sau đó để nhận ra một đột quỵ làm việc mới. Do đó, một van có hai cổng sẽ không đủ. Một cổng thứ ba là cần thiết để thông hơi. Van 3/2 chiều có thể ổn định đơn hoặc ổn định hai chiều. Cũng giống như van 2/2 chiều, van 3/2 chiều ổn định đơn có thể đóng bình thường hoặc mở bình thường. 

Van điện từ khí nén 5/2 - Van 5 cửa 2 vị trí

Một van 5/2 chiều có năm cổng và hai trạng thái. Những van này được sử dụng ví dụ để kiểm soát xi lanh tác động kép. Một xi lanh tác động kép đòi hỏi hai cổng đầu ra của van. Van 5/2 có thể ổn định đơn hoặc ổn định hai chiều.

Van điện từ khí nén 5/3 - Van 5 cửa 3 vị trí

Các van được đề cập trước đây đều có hai trạng thái. Cũng có thể có trạng thái thứ ba, ví dụ van điện từ 5/3 chiều. Trạng thái thứ ba được sử dụng để dừng một xi lanh tác động kép ở vị trí trung gian. Các van này ổn định đơn sắc và trở về vị trí trung tâm khi các solenoids không được cấp năng lượng. Hai solenoids được sử dụng hai chuyển van sang hai trạng thái khác. 5/3 van có sẵn trong ba biến thể; với vị trí trung tâm khép kín, với vị trí trung tâm thông hơi và với vị trí trung tâm điều áp.