Giải thích chi tiết cấu tạo và nguyên lý hoạt động của van bướm điều khiển khí nén

Trong hầu hết các hệ thống đường ống công nghiệp hiện nay, van bướm điều khiển khí nén hay còn gọi là van bướm khí nén, van bướm điều khiển bằng khí nén được sử dụng rộng rãi nhờ khả năng vận hành nhanh, độ bền cao và tính ổn định trong môi trường phức tạp. Đây là loại van được kích hoạt trực tiếp bằng áp lực khí nén, giúp đóng/mở hoặc điều tiết lưu lượng một cách tự động, thay thế hoàn toàn thao tác thủ công.

Cấu tạo chi tiết của van bướm khí nén

Một van bướm điều khiển khí nén hoàn chỉnh được cấu thành từ hai phần chính: phần van bướm và phần bộ truyền động khí nén (pneumatic actuator). Mỗi bộ phận đảm nhận một vai trò riêng nhằm đảm bảo độ kín, lực xoay và khả năng vận hành ổn định.

Thân van bướm

Thân van thường được chế tạo từ gang cầu, inox 304/316 hoặc thép carbon. Tùy theo tiêu chuẩn đường ống, thân van có thể thiết kế dạng wafer, lug hoặc mặt bích JIS, DIN, ANSI. Kết cấu thân vững chắc, chịu được áp lực và nhiệt độ làm việc khác nhau.

Đĩa van

Đĩa là bộ phận xoay trực tiếp để điều tiết lưu chất. Vật liệu đĩa có thể là inox, thép hoặc nhựa kỹ thuật tùy môi trường hóa chất. Thiết kế đĩa mỏng, độ chính xác cao giúp giảm lực cản dòng chảy và tăng hiệu suất lưu thông.

Trục van

Trục van nối trực tiếp giữa đĩa và bộ truyền động. Vật liệu trục thường là inox 410 hoặc 304 để đảm bảo độ cứng và chống ăn mòn, giúp van vận hành ổn định trong điều kiện liên tục.

Gioăng làm kín

Gioăng (seat) có thể làm từ EPDM, PTFE, NBR, Viton nhằm đảm bảo độ kín tuyệt đối cho van khi đóng. Đây là yếu tố quan trọng quyết định khả năng chống rò rỉ của van bướm khí nén.

Bộ truyền động khí nén (Pneumatic Actuator)

Bộ điều khiển khí nén là phần quan trọng nhất của van bướm điều khiển bằng khí nén. Cấu tạo gồm:

Buồng tạo áp lực khí

Piston hoặc thanh răng

Bộ bánh răng (rack & pinion)

Lò xo hồi (với loại tác động đơn)

Cổng cấp khí vào/ra

Công tắc hành trình, van điện từ, positioner (nếu dùng điều tiết)

Bộ truyền động có hai dạng phổ biến:

Tác động đơn: van tự động đóng hoặc mở khi mất khí nhờ lò xo hồi.

Tác động kép: sử dụng khí nén cho cả hai hành trình đóng – mở.

>>> Cùng tìm hiểu sản phẩm liên quan: Van bướm khí nén Đài Loan Haitima

Nguyên lý hoạt động của van bướm điều khiển khí nén

Nguyên lý vận hành của van bướm khí nén dựa trên lực của khí nén tác động vào piston hoặc buồng áp lực, sau đó chuyển đổi lực tuyến tính thành lực xoay để điều khiển đĩa van.

Quá trình mở van

Khí nén được cấp vào buồng chính của actuator.

Áp lực khí đẩy piston hoặc thanh răng di chuyển.

Bộ bánh răng chuyển đổi chuyển động tuyến tính thành chuyển động xoay.

Trục xoay 90°, kéo đĩa mở hoàn toàn, cho phép lưu chất đi qua.

Quá trình đóng van

Với tác động kép, khí nén được cấp ngược lại vào buồng đối diện để xoay đĩa về vị trí đóng.

Với tác động đơn, khi ngắt khí, lực lò xo hồi sẽ tự động đưa đĩa về trạng thái “an toàn” (đóng hoặc mở tùy cấu hình ban đầu).

Cơ chế này giúp van bướm điều khiển bằng khí nén vận hành nhanh, chính xác và đảm bảo an toàn trong điều kiện hệ thống yêu cầu “fail-safe”.

Đối với các hệ thống yêu cầu tốc độ đóng mở nhanh, độ bền cao và khả năng hoạt động trong môi trường công nghiệp phức tạp, van bướm điều khiển khí nén là lựa chọn tối ưu. Việc hiểu rõ cấu tạo và nguyên lý vận hành giúp kỹ thuật viên đánh giá đúng hiệu năng, lựa chọn vật liệu phù hợp và đảm bảo vận hành ổn định trong suốt vòng đời của thiết bị.

>>> Đọc thêm: Các loại van bướm được dùng nhiều hiện nay