Van điện từ là một thiết bị cơ điện thường được sử dụng với mục đích giúp kiểm soát dòng chảy khí hoặc chất lỏng. Bạn có thể dễ dàng bắt gặp ứng dụng này tại những hệ thống xả nước tự động, phòng xông hơi hoặc các hệ thống của nhà máy công nghiệp.
Van điện từ (Solenoid Valve) 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.
Van điện từ thường sẽ được thiết kế đa dạng theo nhiều loại khác nhau và tùy thuộc vào từng loại mà khi piston chịu sự tác động có thể đóng hoặc mở van. Sau khi dòng điện được ngắt thì trạng thái của van sẽ quay về đúng vị trí ban đầu. Thông thường thì loại van này sẽ có 2 cổng là cổng ra và cổng vào. Tuy nhiên, đối với một số loại đặc biệt và cao cấp hơn có thể được thiết kế đến 3 hoặc nhiều cổng hơn tùy vào nhu cầu sử dụng của mỗi người.
Hiện nay, van điện từ được ứng dụng trong nhiều trường hợp khác nhau, ở những nơi mà lưu lượng chất lỏng đòi hỏi phải được điều khiển một cách tự động. Do đó, bạn sẽ dễ dàng nhìn thấy sự xuất hiện của thiết bị van điện từ khí nén trong hầu hết các hệ thống công nghiệp cho đến những sinh hoạt ngoài đời sống hàng ngày.
Thiết kế này có độ bền cao, khả năng đóng mở nhanh chóng, ít tốn năng lượng, hoạt động ổn định, hiệu quả. Đồng thời, kiểu dáng lại nhỏ gọn, đơn giản nên dễ dàng cho việc lắp ráp và sử dụng. Vai trò chính của chúng trong các hệ thống đó chính là giúp đóng mở, trộn và phân chia dầu thủy lực từ khí nén hoặc bơm thủy lực của máy nén khí. Cũng chính vì thế mà loại van này được sử dụng nhiều trong các hệ thống nước, khí nén, gas lạnh.
Cấu tạo của van điện từ - XEM THÊM ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI
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.
Từng bộ phận của van đều sẽ được lựa chọn chất liệu kỹ lưỡng và phù hợp để tối ưu hóa mức độ tin cậy, đảm bảo năng suất và đạt tiêu chuẩn. Đối với các dạng chất lỏng trung tính thì thân van thường sẽ được ưu tiên làm bằng chất liệu đồng hoặc thau. Còn đối với các chất lỏng hoạt động trong môi trường có nhiệt độ cao, có khả năng ăn mòn thì sẽ được ứng dụng loại van điện từ làm bằng thép không gỉ. Ngoài ra, đối với một số trường hợp cần đảm bảo nguồn kinh tế phù hợp thì có thể sử dụng vật liệu polyamide trong những van nhựa.
Bên cạnh đó, để hạn chế tình trạng bị tấn công bởi sự ăn mòn của các chất lỏng trung tính hoặc có tính xâm thực thì hầu hết những bộ phần truyền động điện từ khi tiếp xúc trực tiếp với chất lỏng sẽ được chế tạo bằng vật liệu là thép chống ăn mòn Austenit. Thông thường thì vật liệu tiêu chuẩn đối với những dạng chất lỏng trung tính ở nhiệt độ khoảng 194 độ F sẽ là FKM. Ngoài ra, EPDM và PTFE sẽ được sử dụng đối với các trường hợp có nhiệt độ cao hơn.
Van điện từ thường sẽ là loại van có 2 cửa hoặc 3 cửa tùy vào nhu cầu sử dụng của mỗi hệ thống. Đối với các loại van 2 cửa thì cửa ra và cửa vào sẽ thay phiên nhau đóng mở, cụ thể là khi cửa ra mở thì cửa vào sẽ đóng và ngược lại. Còn đối với loại van 3 cửa thì sẽ có 1 cửa vào và 2 cửa ra, 2 cửa ra sẽ lần lượt thay phiên nhau đóng mở trong suốt quá trình hệ thống hoạt động. Hoặc đối với các ứng dụng phức tạp, người ta có thể ứng dụng loại van điện từ nhiều cửa hoặc kết hợp nhiều van lại với nhau theo cấu trúc hợp lý nhất để van có thể hoạt động hiệu quả.
Cụ thể, cấu tạo của một van điện từ sẽ gồm những bộ phận sau:
- Thân van: Thường sẽ được thiết kế bằng nhiều chất liệu khác nhau như nhựa, nhôm, đồng, thép không gỉ,…Tùy thuộc vào môi trường chất lỏng của hệ thống mà cần lựa chọn loại vật liệu tương thích nhất. Bộ phận này sẽ được thiết kế gần với piston và cả hai sẽ cùng thực hiện vai trò kích hoạt cho van hoạt động..
- Ống lõi: Hay còn được gọi với nhiều tên khác như ống phần cứng, ống van solenoid, ống piston hay cụm hướng dẫn. Bộ phận này có nhiệm vụ cải thiện điện từ được tạo ra bởi cuộn dây.
- Lò xo lõi: Chi tiết này vô cùng quan trọng và cần thiết để van có thể hoạt động một cách ổn định nhất. Khi ngừng cung cấp điện, lò xo sẽ có nhiệm vụ tạo một lực đàn hồi lên trên trục van và đưa trục cùng với đĩa van trở lại vị trí như ban đầu.
- Cuộn dây điện từ: Đây là bộ phận có chức năng tạo ra từ trường cho van, là yếu tố truyền dẫn nguồn điện kích thích van hoạt động. Đây là một hệ thống bao gồm nhiều vòng dây bọc bên ngoài ống lõi để có thể tạo ra được những chuyển động ổn định bên trong.
- Lõi cố định lug nut: Gồm có 1 ống chứa cùng với lõi không có tính từ. Phần lõi này sẽ được bao bọc kín để ngăn chặn tình trạng chất lỏng bị rò rỉ hoặc tràn ra bên ngoài, giúp cho quá trình chuyển động được tối ưu hóa hơn.
- Piston (phần lõi): Bộ phận này thường được chế tạo từ các vật liệu có khả năng chịu nhiệt tốt. Nó có hình trụ và khi được cung cấp nguồn năng lượng phù hợp sẽ bắt đầu di chuyển để có thể điều khiển tình trạng đóng mở của van.
- Màng ngăn: Phần này sẽ được thiết kế tại phần ngăn cách của chất lỏng và cụm điện từ. Màng ngăn cũng sẽ được làm từ nhiều chất liệu khác nhau tùy thuộc vào chất lỏng trong môi trường sử dụng. Để đảm bảo an toàn và giúp cho hoạt động của hệ thống được ổn định thì bộ phận này sẽ được chế tạo bằng các chất liệu có độ kín cao, phổ biến như PTFE, FKM, EPDM,…
- Đĩa: Đĩa sẽ được chế tạo bằng nhiều chất liệu khác nhau, chủ yếu là các vật liệu chống ăn mòn như PTRE, thép không gỉ để có thể ứng dụng trong nhiều môi trường. Đây là bộ phận nắm giữ chức năng giúp ngăn chặn dòng chảy của chất lỏng khi ngắt nguồn điện (van đóng). Trong trường hợp đĩa không hoạt động tốt hoặc bị hư hỏng thì nhiều khả năng van có thể bị trượt.
Tất cả những chi tiết và bộ phận của van điện từ đều sẽ được chế tạo, sản xuất theo tiêu chuẩn, kết nối một cách logic để có thể mang lại chất lượng an toàn, hiệu quả, giúp cho hệ thống được hoạt động ổn định, đảm bảo độ bền chắc lâu dài.
Phân loại van điện từ
Solenoid Valve là thiết bị được sử dụng phổ biến trong các ứng dụng công nghiệp và cả những hệ thống dân dụng thông thường. Chính vì thế mà loại van này cũng được chế tạo và thiết kế theo nhiều dạng khác nhau để đáp ứng tốt các nhu cầu sử dụng. Người ta sẽ phân chia van điện từ dựa theo nhiều tiêu chí, ví dụ như chức năng, hoạt động, điện áp hay vật liệu chế tạo.
1. Van điện từ phân loại theo chức năng
Nếu phân theo chức năng thì Solenoid Valve sẽ được phân thành 2 loại đó chính là loại thường đóng (NC – ormally closed) hoặc loại thường mở (NO – normally open). Cụ thể về 2 loại van này như sau:
1.1 Van điện từ thường mở – NO
Cũng như tên gọi của nó, loại van điện từ thường mở sẽ có trạng thái van luôn luôn mở nếu chưa có bất kì sự tác động hay nguồn điện được cung cấp vào trong. Lúc này dòng chất lỏng sẽ liên tục di chuyển qua van một cách ổn định và nhanh chóng. Trong trường hợp muốn dòng chảy ngừng lại và không được phép đi qua van nữa thì người dùng chỉ việc cung cấp dòng điện với điện áp tương ứng.
Lúc này cuộn coil sẽ bắt đầu sản sinh ra một lực từ trường để tác động trực tiếp đến trục piston giúp cho nó dần di chuyển xuống và đóng van lại. Quá trình này sẽ diễn ra nhanh chóng và van sẽ được đóng hoàn toàn, ngăn chặn dòng chảy có thể tiếp tục di chuyển và đi qua van.
Van NO thường sẽ được ưu tiên sử dụng cho các hệ thống có yêu cầu xả nhiều hơn nhưng cũng rất hiếm được sử dụng trên thị trường vì không có quá nhiều hệ thống cần áp dụng. Nếu xét về độ tin dùng và thông dụng thì van điện từ mở có phần kém hơn so với van điện từ đóng. Tính đến thời điểm hiện tại thì ở Việt Nam chỉ có hãng ODE – ITALY cung cấp dòng van điện từ thường mở.
1.2 Van điện từ thường đóng – NC
Ngược lại với van NO thì van NC là loại van điện từ thường đóng, đặc trưng với trạng thái van luôn đóng nếu không được cung cấp dòng điện, lúc này dòng chảy cũng không được phép di chuyển qua van. Khi có nhu cầu mở van thì bạn cần cung cấp một dòng điện có điện áp tương ứng để có thể tạo nên một lực từ trường tác động làm mở van. Khi van được mở, dòng chảy cũng sẽ nhanh chóng ổn định qua van giúp hệ thống hoạt động hiệu quả. Khi muốn van trở lại trạng thái đóng bình thường thì người dùng chỉ cần ngắt cấp điện thì van sẽ tự động đóng.
Như đã nói, van điện từ thường đóng là loại phổ biến và thông dụng hiện tại. Cũng bởi chức năng của nó có thể đáp ứng tốt nhu cầu sử dụng của nhiều người và nhiều hệ thống khác nhau. Đồng thời, hầu hết các thiết bị van hay phụ kiện được sử dụng phổ biến hiện nay đều được sản xuất theo cơ chế thường đóng, chỉ khi có yếu tố tác động vào mới thay đổi trạng thái và hoạt động.
Do sự phổ biến của loại van này nên có rất nhiều hàng sản xuất, điển hình như Unid, Round star, TPC, SMC, Danfoss, ODE,…Solenoid Valve NC cũng được sản xuất với nhiều chất liệu khác nhau như nhựa, inox, đồng,…Kích thước van cũng khá đa dạng, có thể đáp ứng tốt các nhu cầu sử dụng ở nhiều môi trường và hệ thống khác nhau. Tùy vào mục đích của mỗi người mà bạn có thể lựa chọn loại van phù hợp để hệ thống được hoạt động hiệu quả như mong muốn.
VINACEE – CÔNG TY NHẬP KHẨU VÀ PHÂN PHỐI LOẠI CÁC VAN CÔNG NGHIỆP UY TÍN HƠN 15 NĂM
2. Van điện từ phân loại theo chất liệu
Chất liệu là một trong các yếu tố được quan tâm hàng đầu khi lựa chọn sản phẩm, kể cả các loại van công nghiệp. Khi sản phẩm được chế tạo bằng những vật liệu cao cấp, có độ bền cao thì sẽ giúp cho quá trình hoạt động trở nên thuận lợi, tiết kiệm chi phí hao hụt, sửa chữa.
Đặc biệt là đối với các loại van điện từ, việc lựa chọn được sản phẩm có chất lượng phù hợp với lưu lượng chất của hệ thống cũng đóng vai trò cực kì quan trọng. Nếu lựa chọn không phù hợp có thể gây nên tình trạng bị mòn, rò rỉ hoặc các phản ứng hóa học xảy ra khiến cho quá trình hoạt động không được đảm bảo, ô nhiễm chất lỏng.
Chính vì thế, bên cạnh việc phân loại dựa theo chức năng thì Solenoid Valve cũng có thể được phân chia thành nhiều loại khác nhau dựa theo tiêu chí là vật liệu chế tạo. Cụ thể một số chất liệu thường được sử dụng như:
2.1 Van điện từ bằng đồng
Hiểu một cách đơn giản nhất thì van điện từ đồng là loại van được chế tạo bằng vật liệu đồng – một trong các chất dẫn nhiệt vô cùng tuyệt vời và an toàn. Đồng có khả năng tốt trong vấn đề chống ăn mòn, chính vì thế mà nó hạn chế được tình trạng bị rỉ sét, rò rỉ trong quá trình sử dụng. Chính vì thế mà loại van này cũng được ưu tiên sử dụng rất nhiều trong thị trường, đáp ứng tốt các môi trường khác nhau như hơi, khí nén, nước,…
Dải sản phẩm của van điện từ đồng cũng được sản xuất rất đa dạng và phong phú, hầu hết các hãng đều có cung cấp dòng sản phẩm này. Một ưu điểm có thể kể đến của thiết bị này đó chính là giá thành rẻ hơn so với các dòng sản phẩm được làm bằng chất liệu khác. Bên cạnh đó, nó cũng được thiết kế nhỏ gọn, dễ lắp đặt và thuận tiện cho việc bảo trì, sửa chữa.
2.2 Van điện từ làm bằng inox
Van điện từ inox thường sẽ được ứng dụng nhiều trong các hệ thống dầu, nước thải hoặc môi trường axit yếu,…Loại van này có thể được làm từ nhiều chất liệu inox khác nhau, chẳng hạn như inox 201, 304, 316 để có thể phù hợp với nhiều nhu cầu khác nhau. Đồng thời, loại van này cũng được thiết kế với nhiều kích thước, là sự lựa chọn hoàn hảo cho hầu hết các kích cỡ đường ống của nhiều lĩnh vực, nhà máy.
Nếu xét về độ bền thì inox luôn được đánh giá cao hơn các vật liệu khác và cũng là sự lựa chọn hàng đầu của nhiều người tiêu dùng. Loại van điện từ được làm bằng inox cũng có độ bền cao, hạn chế sự va chạm tốt, có độ bóng nhất định và hạn chế tối đa tình trạng bị oxy hóa, ăn mòn bởi sự ảnh hưởng của dung chất.
Bên cạnh đó, van điện từ inox cũng được thiết kế đơn giản, dễ thao tác, thời gian vận hành nhanh, thích hợp trong các môi trường hơi nước nóng, nước thải, nhà máy chế biến thực phẩm,…Tuy nhiên, với những mặt ưu điểm đó thì giá thành của loại van này sẽ cao hơn so với các vật liệu khác.
2.3 Van điện từ làm bằng nhựa
Loại van điện từ được làm bằng chất liệu nhựa sẽ được dùng nhiều trong các môi trường bên ngoài không khí bởi nó có khả năng chống lại sự ăn mòn rất cao. Chính vì thế mà nó được ưu tiên dùng cho các môi trường hóa chất mạnh như nhà máy xử lý nước thải, ngành chất tẩy rửa, nhuộm, in, nhà máy chế biến thực phẩm, đồ uống,…Các loại nhựa thường được sử dụng như nhựa uPVC (chống mài mòn, dẻo, chống cháy) hoặc nhực cPVC (không mùi, không vị, không độc hại).
Một số đặc điểm nổi bật thường được nhắc đến đối với van điện từ nhựa như:
- Có tốc độ đóng mở nhanh chóng, thường chỉ mất từ 1 đến 2 giây
- Có thiết kế nhỏ gọn, chịu được nhiệt độ cao và hạn chế tình trạng bị rò rỉ.
- Nhựa có độ bền tốt, chịu được các môi trường khắc nghiệt như bazo, axit,…
- Dễ lắp đặt, tháo gỡ.
- Có khả năng cách điện tốt
3. Van điện từ phân loại theo kiểu lắp
Kiểu lắp của van cũng là yếu tố quan trọng cần phải xem xét kỹ để có thể lựa chọn được loại van phù hợp với đường ống. Nếu sử dụng loại van có kiểu lắp không tương xứng sẽ không thể sử dụng và lắp đặt được. Hiện nay, đối với Solenoid Valve sẽ được chia thành 2 loại dựa theo kiểu lắp, cụ thể là van điện từ lắp ren, rắc co và van điện từ mặt bích.
3.1 Van điện từ lắp ren, rắc co
Loại van này được thiết kế với rất nhiều kích thước khác nhau để phù hợp cho nhiều nhu cầu sử dụng. Các kích cỡ van thường được sử dụng như Van điện từ phi 21, van điện từ phi 27, van điện từ phi 34, van điện từ phi 42, van điện từ phi 49, van điện từ phi 60,…
Loại này thường sẽ được ứng dụng nhiều đối với các hệ thống có đường ống kích thước nhỏ, từ từ DN50 đến DN80. Một trong các đặc điểm vượt trội mà người dùng thường hay lựa chọn van điện từ lắp ren, rắc co đó chính là sự tiện lợi và đơn giản trong quá trình lắp đặt, tháo gỡ.
3.2 Van điện từ mặt bích
Van điện mặt bích là kiểu van có dạng kết nối mặt bích, thường được sử dụng chủ yếu cho các đường ống có kích thước từ DN50 cho đến DN500. Loại van này được ứng dụng nhiều trong các hệ thống trang trại, bể bơi hoặc tươi tiêu cho sân golf,…Tuy nhiên, giá thành của sản phẩm này thường khá cao, đối với các trường hợp muốn tiết kiệm chi phí thì nên cân nhắc thay thế bằng van bướm điều khiển điện.
4. Van điện từ phân loại theo điện áp
Van điện từ chỉ hoạt động khi được cung cấp nguồn điện với mức điện áp tương ứng, phổ biến nhất là dòng điện 24V và 220V. Việc phân chia Solenoid Valve dựa theo điện áp sẽ giúp người dùng dễ dàng hơn trong việc lựa chọn và sử dụng nó một cách hiệu quả, an toàn nhất.