Nếu bạn đã từng quan sát một đường dây vận hành từ xa mở ra trong vài giây thì bạn đang quan sát một van bi dẫn động bằng khí nén đang hoạt động. Khí nén làm chuyển động một pít-tông, pít-tông làm quay một quả bóng và quả bóng điều khiển dòng chảy. Nguyên tắc tự động hóa đơn giản nhưng đáng tin cậy phụ thuộc vào một số chi tiết quan trọng.
Van bi điều khiển bằng khí nén là gì?
Van bi dẫn động bằng khí nén là loại van một phần tư có bộ truyền động khí nén được gắn phía trên. Thân van chứa một quả bóng có lỗ khoan được gia công. Khi lỗ khoan thẳng hàng với đường ống, chất lỏng sẽ chảy qua; khi quả bóng quay 90 độ, các khối bề mặt rắn sẽ chảy ra. Bộ truyền động thay thế cần gạt bằng tay và cung cấp mô-men xoắn cho thân van.
Hầu hết các bộ truyền động khí nén được sử dụng với van bi đều là thanh răng. Không khí có áp suất đẩy một hoặc hai pít-tông và thanh răng dẫn động một bánh răng nhỏ làm quay thân. Đối với các van lớn hơn, bộ truyền động scotch-yoke tạo ra mô-men xoắn cao hơn.
Các thành phần chính của van bi điều khiển bằng khí nén
Việc hiểu hệ thống sẽ dễ dàng hơn khi bạn chia nó thành năm phần.
- Thân van và bóng: Phần thân chứa bóng, ghế và vòng đệm. Thép không gỉ thường được sử dụng trong các dòng sản phẩm ăn mòn và dụng cụ.
- Thân và đỉnh lắp: Thân kết nối quả bóng với bộ truyền động. Hầu hết các van đều sử dụng tấm gắn ISO 5211.
- Thiết bị truyền động khí nén: Bộ truyền động là nguồn điện. Nó chuyển đổi khí nén thành chuyển động quay.
- Phụ kiện điều khiển không khí: Một van điện từ, bộ điều khiển tốc độ và bộ FRL điều khiển không khí đi vào bộ truyền động.
- Mô-đun không an toàn: Bộ phận hồi xuân sẽ di chuyển van đến vị trí an toàn khi mất áp suất không khí.
Đối với hệ thống ống dụng cụ, thân van thường là van bi ferrule đôi bằng thép không gỉ. Thiết kế này cho phép người lắp đặt kết nối ống trực tiếp với các phụ kiện nén tiêu chuẩn, giúp giảm đường dẫn rò rỉ và giúp việc lắp đặt nhanh hơn.
Van bi Ferrule đôi bằng thép không gỉ cho hệ thống ống Van này cho phép kết nối ống trực tiếp với các phụ kiện nén, giảm đường dẫn rò rỉ và thời gian lắp đặt. Nó hỗ trợ lên tới 3000 psig và phạm vi nhiệt độ rộng, khiến nó trở thành sự lựa chọn mạnh mẽ cho các dòng thiết bị áp suất cao. Xem sản phẩm → Thân van cũng quan trọng như bộ truyền động. Lớp hoàn thiện ghế kém, thân xe không thẳng hàng hoặc vấu lắp yếu sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất cho dù lượng không khí được cung cấp có bao nhiêu đi chăng nữa.
Van bi điều khiển bằng khí nén hoạt động như thế nào?
Trình tự vận hành rất đơn giản nhưng mỗi bước đều ảnh hưởng đến thời gian phản hồi và độ tin cậy.
- Khí nén đi vào cổng đầu vào của bộ truyền động từ nguồn cung cấp không khí.
- Áp suất không khí đẩy piston. Trong bộ truyền động tác động kép, một cổng được điều áp trong khi cổng còn lại xả khí.
- Giá đỡ piston làm quay bánh răng cưa, chuyển chuyển động thẳng thành chuyển động quay 90 độ.
- Bánh răng quay thân và bi, di chuyển van mở hoặc đóng.
- Khi tín hiệu điều khiển thay đổi, bộ điện từ sẽ chuyển không khí sang cổng đối diện và chu trình sẽ đảo ngược.
Trong bộ truyền động hồi xuân, không khí được sử dụng để nén lò xo và di chuyển van đến một vị trí. Khi không khí thoát ra, lò xo sẽ đẩy piston và van trở lại vị trí an toàn. Đây là cách nhiều van tắt và cách ly khẩn cấp hoạt động.
Thiết bị truyền động khí nén tác động kép và hồi xuân
Hai cấu hình truyền động phổ biến nhất là tác động kép và hồi xuân. Sự lựa chọn đúng đắn phụ thuộc vào việc van có cần làm gì đó khi mất nguồn cung cấp không khí hay không.
| tính năng | diễn xuất kép | Mùa xuân trở lại |
|---|---|---|
| Cung cấp không khí | Không khí di chuyển van theo cả hai hướng | Không khí di chuyển van một chiều, lò xo đưa nó trở lại |
| Vị trí không an toàn | Không có vị trí xác định về tổn thất không khí | Trở về vị trí mở hoặc đóng |
| Đầu ra mô-men xoắn | Mô-men xoắn nhất quán theo cả hai hướng | Mômen giảm khi lò xo bị nén |
| Kích thước thiết bị truyền động | Nhỏ gọn hơn cho cùng một mô-men xoắn | Lớn hơn do có lò xo |
| sử dụng điển hình | Dịch vụ bật/tắt chung | Dịch vụ an toàn, thông gió và cách ly |
Để đảm bảo an toàn cho quy trình, hồi xuân là lựa chọn phổ biến hơn. Đối với dịch vụ bật/tắt từ xa đơn giản, nơi độ tin cậy cung cấp không khí cao, tác động kép thường là đủ và tiết kiệm hơn.
Các thành phần hỗ trợ và cách chúng ảnh hưởng đến hoạt động
Một bộ truyền động khí nén không thể tự điều khiển được. Các bộ phận hỗ trợ phổ biến nhất là van điện từ, công tắc giới hạn, bộ FRL và bộ định vị.
- Van điện từ: Điện từ là giao diện điện. Nó gửi không khí đến một bên của bộ truyền động và làm cạn kiệt bên kia.
- Công tắc giới hạn: Công tắc giới hạn sẽ báo cho phòng điều khiển biết van đang mở hay đóng.
- Đơn vị FRL: Bộ lọc-điều chỉnh-bôi trơn làm sạch không khí, đặt áp suất và bôi trơn các bộ phận chuyển động.
- Định vị: Bộ định vị cho phép van tiết lưu van bi chảy bằng cách so sánh tín hiệu điều khiển với vị trí van thực tế.
Để cách ly đơn giản, một điện từ và công tắc giới hạn là đủ. Để điều chỉnh luồng, cần có bộ định vị. Không khí bẩn hoặc ẩm ướt là nguyên nhân phổ biến gây ra lỗi thiết bị truyền động.
Ứng dụng và Ưu điểm
Van bi dẫn động bằng khí nén được sử dụng ở bất cứ nơi nào cần điều khiển dòng chảy từ xa, nhanh hoặc an toàn. Các ví dụ phổ biến bao gồm các đầu phun khí của dụng cụ, máng định lượng hóa chất, bộ nguồn thủy lực, đường thông hơi và hệ thống xử lý nước. Bởi vì không có động cơ điện lớn ở van nên việc truyền động bằng khí nén sẽ phù hợp với các khu vực nguy hiểm khi bộ điện từ và bộ định vị được đánh giá phù hợp.
Trong hệ thống thủy lực và khí áp suất cao, thân van phải đủ chắc chắn để xử lý chênh lệch áp suất cao. Van bi áp suất cao bằng thép không gỉ được rèn với bộ truyền động khí nén mang lại khả năng cách ly đáng tin cậy và có thể được cấu hình để không đóng khi mất nguồn cung cấp không khí.
Van bi cao áp bằng thép không gỉ với các tùy chọn thiết bị truyền động Được rèn để có áp suất chênh lệch cao, van này cung cấp nhiều loại kết nối và lỗ khoan lớn cho lưu lượng cao hơn. Khi kết hợp với bộ truyền động khí nén, nó cho phép vận hành từ xa và đóng cửa an toàn để thông gió khẩn cấp. Xem sản phẩm → Van bi dẫn động bằng khí nén có thể được vận hành từ phòng điều khiển, được điều khiển bởi PLC và được tích hợp vào logic an toàn. Nó cũng phản ứng nhanh chóng, điều này rất quan trọng trong việc thông gió khẩn cấp.
Những cân nhắc lựa chọn và bảo trì chính
Việc chọn van bi dẫn động bằng khí nén phù hợp bắt đầu bằng mô-men xoắn. Bộ truyền động phải khắc phục được mômen xoắn, chênh lệch áp suất và ma sát phốt trục. Bộ truyền động có kích thước nhỏ là một trong những vấn đề phổ biến nhất mà chúng tôi gặp ở hiện trường.
- Mô-men xoắn: Sử dụng dữ liệu mô-men xoắn của nhà sản xuất van ở áp suất làm việc và thêm giới hạn an toàn.
- Vật liệu van: SS316 là sự lựa chọn an toàn cho hầu hết các ứng dụng công nghiệp, dụng cụ và thủy lực.
- Chất liệu ghế: Ghế PTFE là tiêu chuẩn; sử dụng ghế PPL hoặc kim loại để có nhiệt độ cao hơn.
- Hành động không an toàn: Quyết định xem van không mở được hay không đóng được.
- Tín hiệu điều khiển: Xác nhận xem điện từ là 24 V DC, 110 V AC hay tiêu chuẩn nhà máy khác.
Để có cái nhìn rộng hơn về các loại van bi và cách chúng so sánh, hãy xem hướng dẫn của chúng tôi về nguyên tắc làm việc và lựa chọn van bi .
Không gian cũng quan trọng. Trên một bảng điều khiển đông đúc, một van bi góc 90 độ có thanh sắt kép giữ cho bộ truyền động gần với đường ống chạy đồng thời cung cấp kết nối kín khít.
Van bi đôi góc 90 độ bằng thép không gỉ Thiết kế 90 độ giữ cho bộ truyền động gần với ống chạy trên các tấm đông đúc trong khi vẫn duy trì độ kín không bị rò rỉ. Tính năng hàng đầu của nó cho phép kiểm tra trực tuyến mà không cần tháo gỡ hệ thống, giảm thời gian ngừng hoạt động. Xem sản phẩm → Bảo trì chủ yếu là về việc cung cấp không khí và con dấu. Giữ không khí khô ráo và sạch sẽ, kiểm tra cuộn dây điện từ và xoay van định kỳ. Nếu van không hoạt động được, hãy bắt đầu với van điện từ và áp suất không khí.
suy nghĩ cuối cùng
Van bi dẫn động bằng khí nén không phải là một thiết bị máy móc phức tạp. Khí nén làm chuyển động một pít-tông, pít-tông làm quay một bánh răng nhỏ, bánh răng nhỏ làm trục quay và trục quay làm quả bóng quay. Giá trị kỹ thuật nằm ở các chi tiết: thân van được gia công tốt, bộ truyền động có kích thước chính xác, không khí sạch và cách bố trí an toàn phù hợp với rủi ro trong quá trình. Khi những chi tiết đó được xử lý đúng cách, van bi dẫn động bằng khí nén có thể cung cấp khả năng kiểm soát dòng chảy nhanh, có thể lặp lại và đáng tin cậy trong nhiều năm.
