VAN ĐIỆN TỪ LÀ GÌ? CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG, PHÂN LOẠI VAN ĐIỆN TỪ

Chắc hẳn mọi người đã từng nghe hoặc biết đến Van điện từ, Van điện từ được sử dụng rất nhiều trong cuộc sống và ngành công nghiệp. Vậy Van điện từ là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động như thế nào? Hãy cùng Cơ Điện Đông Á tìm hiểu qua bài viết sau đây nhé!

1. Van điện từ là gì?

Van điện từ có tên tiếng anh là Solenoid Valve là thiết bị được điều khiển bởi dòng điện 24V hoặc 220V và chúng được điều hành thông qua 1 cuộn dây. Thiết bị này có khả năng giúp kiểm soát hiệu quả các dòng chảy chất lỏng hoặc khí dựa vào nguyên lý cản trở và ngăn chặn sự đóng mở do tác động của lực đến từ cuộn dây điện từ. Khi van điện từ được kích hoạt, tức là được cấp một nguồn điện phù hợp từ sẽ tạo ra một từ trường làm xuất hiện các tác động lực lên phần piston bên trong của dây, lúc này piston sẽ bắt đầu di chuyển.

2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Van điện từ

a. Cấu tạo:

- Van điện từ có thể được chế tạo bằng nhiều loại vật liệu khác nhau để có thể đáp ứng tốt với từng nhu cầu ứng dụng riêng biệt. Việc lựa chọn đúng loại vật liệu phù hợp sẽ giúp duy trì tốt độ bền của hệ thống, đồng thời gia tăng khả năng tương thích với chất lỏng, hạn chế tình trạng gây ra phản ứng hóa học hoặc làm rò rỉ, hư hỏng máy móc gây tốn kém kinh phí.

- Van điện từ được thiết kế khá đơn giản với các bộ phận cơ bản như sau:

+ Valve Body (Thân van): Thường được chế tạo từ các vật liệu như đồng, gang để sử dụng cho các hệ thống nước, hơi,

khí nén. Hoặc có thể làm từ nhựa, inox khi sử dụng trong môi trường hơi nóng với nhiệt độ cao, hóa chất có độ ăn mòn.

+ Seal (Đệm van, màng van): Bộ phận này thường được làm từ các loại vật liệu như cao su EPDM, Buna, Teflon(PTFE), Viton. Vai trò của nó là làm kín, ngăn không cho nước rò rỉ.

+ Plunger (Piston): Được làm chủ yếu từ vật liệu inox, hỗ trợ van đóng hoặc mở.

+ Spring (Lò xo van): Bộ phận này cũng được chế tạo từ inox với độ đàn hồi tốt, giúp đẩy trục van lên xuống để có thể đóng, mở van. Lò xo van điện từ thường được thiết kế trong khoảng 8 – 10 bar.

+ Coil (Cuộn điện của van): Đây là bộ phận chính có chức năng tạo ra từ trường cho van. Nó được quấn từ dây đồng với nguồn điện thông dụng như 24V, 110V hay 220V.

Xem thêm: Nút nhấn là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động, công dụng và phân loại nút nhấn

b. Nguyên lý hoạt động:

Van điện từ là thiết bị vừa có kiểm soát vừa điều khiển dòng chảy của lưu chất ở chế độ tích cực, chủ động. Vậy nên sẽ đóng hoàn toàn hoặc mở khi van được cung cấp điện năng, chính dòng điện sẽ giúp van có độ chính xác cao lúc vận hành.

Khi được cung cấp nguồn điện, dòng điện sẽ đi vào coil, tiếp theo cuộn dây đồng bên trong sẽ sinh ra từ trường, chính từ trường sẽ tạo ra lực và truyền chúng qua trục kết nối đến thân van.

Lúc này lực sẽ từ từ mạnh lên nên sẽ thắng lực lò xo và tác động đến lõi van làm cho chúng dịch chuyển. Dựa vào tình hình là loại van thường đóng hay thường mở mà lõi sẽ rút về hoặc đẩy ra làm cho van thay đổi trạng thái.

3. Phân loại Van điện từ

Van điện từ được phân loại dựa trên nhiều tiêu chí khác nhau như chức năng, vật liệu chế tạo van, điện áp, kiểu lắp ráp và thiết kế. Cụ thể như sau:

3.1. Phân loại Van điện từ theo dạng đóng mở:

- Van điện từ thường đóng (OFF): Là loại van điện từ phổ biến nhất hiện nay, van cho phép khi chưa cấp điện, van chặn hoàn toàn dòng lưu chất đi qua. Khi cần mở van, chúng ta cấp nguồn điện, cuộn coil sẽ hút pit tông lên để dòng lưu chất đi qua. Do van luôn ở trạng thái đóng khi chưa sử dụng nên gọi là van điện từ thường đóng.

- Van điện từ thường mở (ON): Đây là dòng van điện từ luôn ở trạng thái mở khi không hoạt động. Khi van được cấp điện, cuộn coil sẽ làm cho pittong dịch chuyển về vị trí chặn dòng lưu chất. Loại van này không phổ biến trên thị trường do nhu cầu sử dụng rất hiếm.

3.2. Phân loại Van điện từ theo thiết kế:

- Van điện từ trực tiếp: Là loại van điện từ mà pit tông trực tiếp tham gia vào nhiêm vị mở hoặc chặn dòng lưu chất. Do kích thước pit tong nhỏ và lò xo có độ đàn hồi thấp nên van chỉ sử dụng cho môi trường có áp lực bé (<16bar). Van điện từ gián tiếp cũng thường chỉ sử dụng trong những size nhỏ từ DN25 trở xuống.

Van có thiết kế đơn giản, hoạt động không cần sự chênh lệch áp suất

- Van điện từ gián tiếp: Loại van này thường sử dụng cho các hệ thống đường ống từ DN25 trở lên hoặc với những hệ thống áp lực cao (trên 16 bar). Khi đó, pittong sẽ không tác động trực tiếp đến quá trình đóng, mở van mà dựa vào việc chênh lệch áp suất. Đối với dòng van điện từ gián tiếp, cần phải có sự chênh áp tối thiểu 0.5 bar giữa đầu vào và ra để van có thể vận hành bình thường.

- Van điện từ bán trực tiếp: Là sự kết hơp giữa loại van điện từ trự tiếp và gián tiếp. Điều này cho phép nó hoạt động không cần sự chênh áp, nhưng vẫn sử lý được các dòng chảy có áp lực lớn. Chúng trông giống như các van gián tiếp và cũng có một màng di động với một lỗ nhỏ và buồng áp suất ở cả hai bên.

Sự khác biệt là pít tông điện từ được kết nối trực tiếp với màng. Khi pít tông được nâng lên, nó trực tiếp nâng màng để mở van.

Đồng thời, một lỗ thứ hai được mở bởi pít tông có đường kính lớn hơn một chút so với lỗ thứ nhất trong màng. Điều này làm cho áp suất trong khoang phía trên màng giảm xuống. Kết quả là, màng được nâng lên không chỉ bởi pít tông, mà còn bởi sự chênh lệch áp suất.

Sự kết hợp này dẫn đến một van hoạt động từ thanh không, và có thể kiểm soát tốc độ dòng chảy tương đối lớn. Thông thường, van hoạt động bán trực tiếp có cuộn dây mạnh hơn so với van hoạt động gián tiếp. Van hoạt động bán trực tiếp đôi khi được gọi là van điện từ hỗ trợ nâng.

3.3. Phân loại theo vật liệu Van điện từ:

- Van điện từ Inox: Sản xuất phục vụ sử dụng trong cho môi trường hóa chất, có tính oxy hóa, ăn mòn, nơi có nồng độ muối clo cao. Khác với đồng, các loại van điện từ inox có khả năng chịu nhiệt và áp suất cao hơn nên sử dụng rất tốt trong những môi trường khắc nghiệt.

- Van điện từ Đồng: Van điện từ đồng là dòng van được chế tạo từ vật liệu đồng thau. Van có khả năng chống ăn mòn tốt, làm việc ở môi trường có nhiệt độ cao và áp suất lớn. Van thường được sử dụng cho nước, khí, hơi nóng,..v..v..

- Van điện từ Nhựa: Van điện từ nhựa là một thiết bị được lắp đặt trong hệ thống đường ống hoạt động lưu thông đóng mở dòng lưu chất bằng việc cung cấp nguồn điện.

Van được làm hoàn toàn từ nhựa, với độ chịu ăn mòn, chịu oxy hóa, chịu nhiệt tốt. Vì vậy van thường được lắp đặt ở ngoài trời, hệ thống sử lý nước thải, môi trường chứa hóa chất.