Tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động của Van bướm inox điều khiển khí nén

Trong các hệ thống đường ống công nghiệp hiện đại, sự ổn định và độ bền của thiết bị luôn là ưu tiên hàng đầu. Đặc biệt đối với các môi trường khắc nghiệt như hóa chất hay yêu cầu cao về vệ sinh như thực phẩm, van bướm inox điều khiển khí nén đã khẳng định được vị thế là giải pháp kỹ thuật tối ưu.

Việc thấu hiểu tường tận về cấu tạo van bướm inox khí nén cũng như nguyên lý van điều khiển khí nén không chỉ giúp người mua lựa chọn đúng sản phẩm mà còn hỗ trợ đắc lực cho quá trình vận hành, bảo trì sau này. Bài viết dưới đây sẽ phân tích sâu vào kết cấu kỹ thuật để làm rõ lý do tại sao dòng van này lại có độ bền vượt trội đến vậy.

Cấu tạo chi tiết của van bướm inox điều khiển khí nén

Một bộ van hoàn chỉnh được cấu thành từ sự kết hợp đồng bộ giữa hai khối thiết bị chính: phần thân van cơ học tiếp xúc trực tiếp với lưu chất và bộ truyền động khí nén điều khiển phía trên. Chất lượng của van được quyết định bởi sự tương thích và độ bền vật liệu của từng bộ phận này.

Phần thân van bướm inox cơ học

Đây là bộ phận chịu áp lực trực tiếp từ dòng chảy. Thân van thường được đúc nguyên khối từ vật liệu inox 304 (CF8) hoặc cao cấp hơn là inox 316 (CF8M). Đặc tính kỹ thuật nổi bật của vật liệu này là khả năng chống ăn mòn hóa học xuất sắc, bề mặt sáng bóng, không bị gỉ sét hay bám rêu mốc trong môi trường ẩm ướt. Nhờ đó, van hoạt động ổn định trong các môi trường axit, kiềm loãng hoặc đáp ứng các tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm khắt khe.

Đi kèm với thân inox là bộ phận làm kín hay còn gọi là gioăng (seat). Vật liệu tiêu chuẩn được sử dụng cho dòng van này là PTFE (Teflon). Khác với các loại cao su thông thường, Teflon có khả năng chịu được nhiệt độ cao và trơ với hầu hết các loại hóa chất công nghiệp. Sự kết hợp giữa thân inox cứng cáp và gioăng Teflon đàn hồi, chịu nhiệt tạo nên một kết cấu làm kín vững chắc, ngăn chặn hoàn toàn rò rỉ lưu chất ra bên ngoài.

Bộ điều khiển khí nén (Pneumatic Actuator)

Nằm phía trên và liên kết trực tiếp với trục van là bộ truyền động khí nén. Vỏ ngoài của bộ phận này thường được chế tạo từ hợp kim nhôm đúc nguyên khối, phủ sơn tĩnh điện để chống oxy hóa, chịu va đập và giảm trọng lượng cho hệ thống đường ống.

Bên trong bộ điều khiển là cơ cấu truyền động piston kép và hệ thống bánh răng được thiết kế theo kiểu Rack & Pinion. Khi khí nén được cấp vào, áp lực sẽ tác động lên piston, thông qua các bánh răng ăn khớp để chuyển đổi chuyển động tịnh tiến thành chuyển động xoay của trục. Thiết kế cơ khí chính xác này giúp tối ưu hóa mô-men xoắn, đảm bảo van đóng mở dứt khoát, mạnh mẽ ngay cả khi áp lực dòng chảy trong đường ống lớn.

Nguyên lý hoạt động của van bướm inox điều khiển khí nén

Cơ chế vận hành của dòng van này dựa hoàn toàn vào nguồn năng lượng khí nén, loại bỏ các rủi ro về chập cháy điện, đảm bảo an toàn tuyệt đối cho nhà máy. Quy trình hoạt động diễn ra theo chu trình khép kín và có tốc độ phản hồi rất nhanh.

Khi nguồn khí nén được cấp vào buồng chứa của bộ điều khiển, áp lực khí sẽ giãn nở và đẩy piston di chuyển về hai phía (đối với van tác động kép). Sự dịch chuyển của piston sẽ làm quay trục bánh răng ở trung tâm. Do trục của bộ khí nén được kết nối cứng với trục của thân van bướm bên dưới, nên khi trục trên quay, cánh van bướm cũng sẽ xoay theo một gó c 90 độ.

Quá trình này chuyển van từ trạng thái đóng hoàn toàn sang mở hoàn toàn hoặc ngược lại. Điểm mạnh vượt trội của nguyên lý điều khiển khí nén là tốc độ đóng mở cực nhanh, chỉ mất khoảng 1 đến 2 giây để hoàn thành một chu trình. Tốc độ này cho phép người vận hành kiểm soát dòng chảy gần như tức thời, hỗ trợ tốt cho các quy trình chiết rót hoặc ngắt dòng khẩn cấp.

>>> Xem thêm: Các lỗi thường gặp và cách khắc phục khi sử dụng van bướm khí nén