Van điện từ là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của van điện từ

Alo Thép Bảo Tín ơi! Van điện từ là van như thế nào á em? Valve này dùng cho đường ống khí nén được không em?

Dạ được chứ anh!

Để hiểu rõ hơn về van điện từ và cách vận hành của nó. Mời anh đọc qua bài viết này nha.

Van điện từ là gì?

Van điện từ có tên tiếng Anh là Solenoid Valves, vận hành nhờ lực điện (biến điện năng thành cơ năng).

⇒ Xem thêm: Valve là gì?

Các loại van điện từ sẽ được nhận dạng và phân loại dựa trên đặc điểm dòng điện điều khiển chúng.

Đó có thể là dòng điện xoay chiều chiều 24V, 220V, 110V, …

Bên cạnh đó, valve điện từ cũng được phân biệt dựa trên các yếu tố khác như là:

• Cường độ từ trường mà chúng tạo ra
• Cơ chế chúng sử dụng để điều chỉnh chất lỏng
• Loại và đặc tính của chất lỏng mà chúng kiểm soát

Van điện từ là loại valve điều khiển được sử dụng thường xuyên nhất trong hệ thống ống dẫn chất lỏng.

Chức năng chính của van điện từ là dùng để ngắt, giải phóng, định lượng, phân phối hoặc trộn chất lỏng. Vì lý do đó, chúng được tìm thấy trong nhiều lĩnh vực ứng dụng.

Và đương nhiên là nó cũng có nhiều loại khác nhau tùy theo ứng dụng và thiết kế anh nha.

Các loại van điện từ trên thị trường

Mặc dù có khá nhiều biến thể, kiểu dáng thiết kế van điện từ trên thị trường. Nhưng chúng đều có điểm chung là có ít nhất 2 cổng để kết nối với đường dẫn chất lỏng. Ví dụ, van 2 chiều có 2 cổng:

• Nếu van mở, thì hai cổng được kết nối và thông suốt với nhau, lúc này chất lỏng có thể chảy giữa các cổng.
• Nếu van đóng, thì các cổng bị cô lập và chất lỏng không thể đi qua.

Như đã được định nghĩa ở trên. Van điện từ là một loại van được điều khiển bằng điện. Bởi vì valve điện từ có một bộ phận gọi là Solenoid.

Solenoid là một cuộn dây điện với lõi sắt từ có thể di chuyển được (pít tông) ở trung tâm của nó. Ở vị trí nghỉ, pít tông đóng chặt khe hở cho chất lỏng đi qua.

Solenoids hoạt động bằng cách sử dụng một cuộn cảm nhằm tạo ra từ trường biến thiên khi được cấp nguồn điện. Từ trường này đủ lớn để đẩy hoặc hút lõi thép, giúp thay đổi trạng thái của van từ mở sang đóng hoặc ngược lại.

• Nếu van mở khi điện từ không được cấp điện, thì van được gọi là mở bình thường (NO).
• Tương tự, nếu van đóng khi cuộn điện từ không được cấp điện, thì van được gọi là van thường đóng (NC).

Có 3 công nghệ chính khác nhau được áp dụng để chế tạo van điện từ:

Valve điện từ có lõi thép tác động trực tiếp

Các van tác động trực tiếp không yêu cầu áp suất chênh lệch để duy trì ở trạng thái nghỉ và trong phiên bản van điện từ thường đóng.

Chúng sẽ chỉ cho phép dòng chảy sau khi được cấp điện.

Các van này rất bền nên có thể được sử dụng để cô lập dòng chảy vì mục đích an toàn.

Chúng cũng có thể được sử dụng ở đầu ra của bể chứa, nơi đôi khi áp suất có thể xuống rất thấp nhưng van vẫn cần phải mở.

Một lò xo sẽ được sử dụng để đưa màng ngăn của van trở lại vị trí nghỉ sau khi ngắt điện.

Tuy nhiên, mặc dù van tác động trực tiếp rất bền và có thiết kế khá đơn giản, dễ vận hành. Nhưng để nó hoạt động lại cần một lượng điện năng khá lớn so với các loại van điện từ khác.

Solenoid Valves có lõi thép tác động gián tiếp

Khác với van tác động trực tiếp. Van tác động gián tiếp yêu cầu cần có sự chênh lệch áp suất giữa đầu vào và đầu ra thì lõi thép mới ở trạng thái nghỉ.

Ví dụ: nếu van thường mở và không có chênh lệch áp suất đủ lớn. Van có thể bị gián đoạn và có thể đóng nếu áp suất đầu vào giảm quá thấp.

Các van điện từ tác động gián tiếp chỉ nên được sử dụng nếu mức áp suất nằm trong các thông số được chỉ định trong bảng dữ liệu và hướng dẫn IOM.

Theo các sự phản hồi từ người dùng, thì valve điện từ tác động gián tiếp có xu hướng tiêu thụ ít năng lượng hơn so với hoạt động trực tiếp.

Tuy nhiên, chúng cũng sẽ có nhược điểm riêng về mình. Đó là chúng hoàn toàn không hoạt động nếu không có đủ áp suất chất lỏng và dễ bị tắc hơn nếu chất lỏng có lẫn tạp chất rắn.

Valve điện từ có lõi thép tác động nhờ lực nâng cưỡng bức (thủy lực, khí nén)

Van nâng cưỡng bức được sử dụng trong các ứng dụng có áp suất cao.

Cụ thể là các công trình ống dẫn có áp suất cao hơn 580 Psi.

⇒ Xem thêm: Psi là gì?

Van điện từ có lõi thép tác động nhờ lực nâng cưỡng bức sử dụng cuộn dây có công suất lớn hơn và cao hơn nhiều để mở hoặc đóng.

Và đế của van được kết nối trực tiếp với đáy của cụm pít-tông/lõi nam châm, loại bỏ sự cần thiết của màng ngăn.

Van điện từ có lõi thép tác động nhờ lực nâng cưỡng bức giải quyết tốt tình trạng đường ống có áp suất chất lỏng cao và đường kính khe hở lớn. Bởi lúc này cuộn điện từ có thể không tự tạo ra đủ lực để kích hoạt van.

Valve điện từ có lõi thép tác động nhờ lực nâng cưỡng bức được sử dụng nhiều trong:

• Các máy rửa chén
• Hệ thống tưới tiêu
• Các ứng dụng khác khi cần áp suất và/hoặc thể tích lớn.

Cấu tạo valve điện từ

Hình minh họa dưới đây mô tả các thành phần cơ bản của van điện từ. Van hiển thị trong hình là van tác động trực tiếp, thường đóng. Đây là loại valve điện từ có nguyên lý hoạt động đơn giản và dễ hiểu nhất.

Trong đó:

1/ Thân van

2/ Cổng đầu vào

3/ Cổng đầu ra

4/ Cuộn từ (Solenoid)

5/ Cuộn cảm

6/ Nguồn cấp điện

7/ Lõi nam châm

8/ Lò xo

9/ Khe hở để lưu chất đi qua

Valve điện từ có thể được chế tạo từ nhiều loại vật liệu khác nhau và sử dụng loại đĩa van khác nhau như:

• Đồng thau
• Nhôm
• Thép không gỉ (inox)
• Đĩa NBR
• Đĩa EPDM
• Đĩa PTFE, …

Tuy nhiên, anh nên lựa chọn chất liệu van dựa trên ứng dụng của chúng. Tức là đường ống dùng để vận chuyển loại vật chất nào.

Nếu như anh không chắc chắn về vật liệu tối ưu cho ứng dụng của mình, anh có thể xem thêm hướng dẫn lựa chọn valve từ Thép Bảo Tín nha.

Có thể anh sẽ thắc mắc là những trường hợp nào thì nên sử dụng van điện từ? Thì lời giải đáp sẽ nằm ngay ở đoạn dưới nhé.

Khi nào nên sử dụng valve điện từ?

Anh có thể sử van điện từ ở bất kỳ ứng dụng nào yêu cầu quá trình xử lý phải sạch (không nhớt). Chẳng hạn như chất lỏng, khí, dầu nhẹ cần được kiểm soát thật sạch.

Valve điện từ có thể được sử dụng trong các xí nghiệp, nhà máy không có khí nén.

Chúng cũng có thể được sử dụng thay thế cho các loại van lớn hơn như van bi điều khiển bằng điện, … Với ưu điểm nổi bật là không chiếm nhiều không gian.

Valve điện từ hoạt động cũng nhanh hơn nhiều so với các công nghệ van khác.

Valve điện từ cũng có thể được sử dụng ở các đoạn đường ống phía hạ lưu (cuối đường ống). Bởi vì ở đó là nơi các thiết bị cần một áp suất hoặc lưu lượng cụ thể để duy trì các điều kiện làm việc chính xác.

Mà valve điện từ lại vừa hay có thể điều khiển lưu lượng; hoặc áp suất theo tỷ lệ tùy thuộc vào tín hiệu đầu vào khác nhau.

Và hầu hết các nhà máy sẽ sử dụng bộ điều khiển PLC hoặc các hệ thống tương tự có tín hiệu vòng lặp trong khoảng 4 – 20 mA, để điều khiển vavle điện từ.

Tuy nhiên, để lập trình đúng và giúp valve hoạt động chính xác hơn. Trước hết anh cần hiểu nguyên lý hoạt động của van đã nha.

Nguyên lý hoạt động của van điện từ

Một van điện từ nói chung vận hành dự trên hiện tượng cảm ứng điện từ.

Cụ thể là nó sử dụng một cuộn dây nối với nguồn điện (phần cảm) và một lõi thép (phần ứng).

Khi cuộn dây được cấp điện, nó sẽ sinh ra một từ trường, từ hóa lõi thép. Đồng thời cũng sinh ra một lực đẩy hoặc hút đối với lõi thép.

Chuyển động của lõi thép đó sẽ mở và đóng các van hoặc công tắc. Đồng thời biến năng lượng điện thành chuyển động và lực cơ học.

Khi nguồn điện được ngắt, từ trường sinh ra bởi cuộn cảm sẽ trở về 0 và lúc này phần ứng sẽ chuyển về trạng thái nghỉ ban đầu (đóng đối với van điện từ NC & mở đối với valve điện từ NO).

Hy vọng rằng qua bài viết này anh đã nắm rõ được van điện từ là gì và nguyên lý vận hành của nó.

Thân ái chào và cám ơn anh đã đọc hết bài này!