Van điện từ: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ưu và nước điểm

Định nghĩa VAN điện từ là gì? Solenoid valve là gì?

Van điện từ là gì? Van điện từ có tên Tiếng Anh là solenoid valve. Đúng như tên gọi của nó, van sử dụng từ trường để đóng mở, kiểm soát lưu chất trong hệ thống đường ống. Van sử dụng nguồn điện 24v, 220v xoay chiều hoặc một chiều.

Van điện từ có cơ chế đóng mở nhanh, hoạt động ổn định, tốn ít năng lượng và có thiết kế nhỏ gọn. Trong các hệ thống công nghiệp, chúng đóng vai trò mở, trộn phân chia dòng lưu chất trong đường ống. Van được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực, từ môi trường chất lỏng như nước, dầu, hóa chất đến các môi trường dạng khí, hơi.

Van có thiết kế phổ biến nhất là dạng hai cổng: một vào và một ra. Ngoài ra chúng cũng có thiết kế dạng ba cổng: một vào và hai cổng ra. Dạng ba cổng thường sử dụng trong các hệ thống phân chia dòng lưu chất. Các hệ thống hiện đại có thể sử dụng rất nhiều van điện từ để ghép lại với nhau, nhằm tối ưu hóa hoạt động của hệ thống.

Cấu tạo của van điện từ

Trên đây là bản vẽ kĩ thuật của van điện từ. Van điện từ có cấu tạo khá đơn giản gồm các bộ phận sau

• Valve Body (Thân van): Thường được chế tạo từ vật liệu đồng, gang sử dụng cho các hệ thống nước, hơi, khí nén hoặc có thể là nhựa, inox khi sử dụng trong các môi trường như hơi nóng có nhiệt độ cao, hóa chất có độ ăn mòn.
• Seal (Đệm van, màng van): Được làm từ các loại vật liệu như cao su EPDM, Teflon(PTFE), Buna, Viton. Với nhiệm vụ làm kín, ngăn không cho nước rò rỉ qua
• Plunger(Piston): Là bộ phận trực tiếp giúp van đóng hoặc mở, được làm từ vật liệu inox.
• Spring (lò xo van): Lò xo được chế tạo từ inox, có độ đàn hồi tốt, giúp đẩy trục van lên xuống để đóng mở van. Lò xo của van điện từ thường được thiết kế khoảng 8-10 bar
• Coid (Cuộn điện của van): Là bộ phận chính giúp tạo ra từ trường cho van. Coid điện của van được quấn từ dây đồng sử dụng nguồn điện thông dụng như 24v, 110v hoặc 220v

Nguyên lý hoạt động của van điện từ

Sau khi hiểu về van điện từ là gì? Chúng tôi sẽ giới thiệu thêm về nguyên lý hoạt động của van điện từ để bạn độc hiểu rõ hơn.

Van sử dụng hiện tượng cảm ứng điện từ để hoạt động. Khi dòng điện đi qua cuộn dây thì nó sẽ sinh ra một dòng từ trường. Dòng từ trường này sẽ hút pit tông lên trên. Pit tông rời khỏi vị trí ban đầu sẽ giúp cho dòng lưu chất đi qua hoặc chặn hoàn toàn dòng lưu chất.

Do sử dụng hiện tượng cảm ứng điện từ nên van đóng mở rất nhanh, gần như tức thì. Vì vậy chúng được sử dụng nhiều trong các hệ thống cấp lưu lượng chính xác. Việc đóng ngắt tức thời giúp kiểm soát lưu lượng gần như một cách tuyệt đối. Dùng thêm các cảm biến để điều khiển van một cách tối ưu

Ngoài sử dụng hiện tượng cảm ứng điện từ, van còn sử dụng hiện tượng chênh lệch áp suất. Đây là nguyên lý sử dụng trong các dòng van điện từ gián tiếp và bán trực tiếp. Chúng tôi sẽ nói rõ hơn vào bài viết sau.

Phân loại van điện từ (Phân loại theo dạng đóng mở)

Van điện từ thường đóng

Là dòng van phổ biến nhất hiện nay, thiết kế 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 đóng là loại van rất thông dụng trên thị trường, và đại đa số người ta thường sử dụng van này. Van có kí hiệu đi kèm là NC hay normal close tức thường đóng.

Van điện từ thường mở

Là dòng van luôn mở khi không hoạt động. Khi ta cấp điện cho van hoạt động, cuộn coil sẽ làm pit tông dịch chuyển về vị trí chặn lưu chất. Van có kí hiệu đi kèm là NO hay normal open tức thường mở.

Van điện từ thường mở rất hiếm trên thị trường do nhu cầu sử dụng rất ít, nếu có trường hợp bất đắc dĩ do thiết kế mới cần phải sử dụng tới van thường mở này. Hiện nay hãng duy nhất có mặt tại Việt Nam có dòng van thường mở này là hãng: ODE – ITALY (Sản phẩm này chúng tôi đang là nhà cung cấp)

Ưu điểm và nhược điểm của van điện từ là gì?

• Van điện từ đóng/ mở tự động, giảm nhân công, giá thành rẻ
• Thiết kế nhỏ gọn, bền vững, hiện đại
• Vật liệu đa dạng: Đồng, inox, nhựa do đó phù hợp với nhiều môi trường khác nhau
• Van điện từ được sử dụng ở bất cứ nơi nào dòng chảy chất lỏng phải được kiểm soát tự động.
• Chúng đang được sử dụng ở mức độ ngày càng tăng trong các loại thực vật và thiết bị đa dạng nhất.
• Sự đa dạng của thiết kế khác nhau có sẵn cho phép van được lựa chọn để phù hợp với ứng dụng cụ thể.

Ở cuối hành trình van lúc đóng, và ở đầu hành trình van lúc mở, do chênh lệch áp suất ở hai bên lá van (mặt lá van hướng về phía hồ nước có áp lực thấp, mặt lá van hướng về phía nguồn nước có áp lực cao hơn) nên lực cần thiết để thao tác van khá lớn (trường hợp này lúc anh đóng/ mở van bằng tay cũng dễ nhận thấy) do đó thường làm quá tải động cơ. Có thể tìm mua các van điện tại các nơi mà người ta bán van công nghiệp.

Khi hoạt động cần phải liên tục cấp điện cho van. Điều này sẽ khiến cuộn coil nóng lên rất nhanh. Đối với các dòng van điện từ giá rẻ, chất lượng không cao thì việc này sẽ khiến van hư rất nhanh. Vì vậy, đối với các hệ thống không cần đóng mở quá nhanh, các bạn có thể tham khảo dòng van điều khiển điện hoặc van điều khiển khí nén.

Xem thêm các hệ thống hỗ trợ thoát nước thải