Tìm hiểu về van bi điện


Giới thiệu về van bi điện

Van bi điện hay van bi điều khiển điện có tên tiếng anh là Electric actuator ball valve. Đây là dòng van bi được điều khiển từ xa và hoạt động hoàn toàn tự động mà không cần sự can thiệp thủ công của con người. Van là sự kết hợp giữa van bi và một bộ động cơ hoạt động bằng điện áp 24v, 220v hoặc 380v. Bộ động cơ điện này thay thế cho tay gạt thủ công thông thường. Nó chuyển hóa điện năng thành momen xoắn tác động lên trục van giúp quả bi của van quay. Từ đó giúp van đóng mở dòng lưu chất lưu thông qua đường ống.

Ta có thể định nghĩa Van bi điện là loại van thuộc van bi có sử dụng động cơ điều khiển van bằng năng lượng điện (động cơ điện actuator) để điều khiển dòng lưu chất theo tín hiệu từ thiết bị trung tâm như BMS để đảm bảo vận hành hiệu quả hệ thống. Kích thước của van bi điều khiển bằng điện có từ DN15, DN20, DN25, DN32, DN40, DN50, DN65, DN80, DN100, DN125, DN150. Từ DN50 trở xuống thường người ta dùng nối ren còn từ DN50 trở lên tới DN150 người ta sử dụng nối bích. Trong một số trường hợp đặc biệt chúng ta vẫn sử dụng van bi điều khiển nối bích cho những DN từ 50 trở xuống cho một số ứng dụng hệ hơi, áp lực cao…

van bi điện geko

Cấu tạo chung của van bi điện

Như đã nói ở trên, van được cấu tạo gồm hai thành phần có thể tách rồi nhau đó là van bi và động cơ điện (electric actuator). Hai thành phần này được liên kết với nhau bằng liên kết với nhau bằng bulong. Chúng được kết nối với nhau bằng bản mã được quy định theo một tiêu chuẩn chung trên thế giới. Sau đây chúng ta sẽ cùng đi tìm hiểu từng thành phần của van

Phần van bi cơ

Van bi là dòng van sử dụng một quả bóng được đục lỗ rỗng để đóng mở dòng lưu chất qua van. Van có đa dạng về chất liệu cũng như cấu tạo. Van được làm từ đồng, inox hoặc nhựa, có dạng 1 mảnh, 2 mảnh hoặc 3 mảnh.

Van bi được lắp bộ điều khiển là dòng van bi có tán. Phần tán được thiết kế để đỡ và liên kết phần thân van bi. Với các dòng van bi tay gạt thông thường không có phần tán này. Muốn lắp đặt thì ta cần phải gia công phần tán để lắp đặt động cơ điện. Với một số thương hiệu thì người ta tích hợp luôn phần tán để lắp đặt động cơ. Khi cần ta chỉ cần tháo phần tay gạt và lắp động cơ vào.

Cấu tạo chung của van bi gồm những thành phần sau: Thân van, bi van, trục van, gioăng

Thân van –  Được đúc từ một hoặc nhiều thành phần để ghép lại với nhau. Thân van được chế tạo từ các vật liệu như đồng, inox hoặc nhựa. Tùy theo môi trường lưu chất và điều kiện sử dụng mà ta lựa chọn loại vật liệu cho phù hợp.

Bi van –  Là một quả bóng được đục lỗ rỗng ở giữa. Bi van thường đươc làm từ inox và nhựa. Bi inox được sử dụng trong các dòng van bi có vật liệu kim loại. Bi nhựa được dùng trong dòng van bi nhựa. Điều này đảm bảo sự giãn nở đồng điều về nhiệt của các loại vật liệu. Tránh làm hư hỏng van.

Trục van –  phần trục được cấu tạo từ vật liệu tương tự như bi van. Trong van bi kim loại, trục được làm bằng vật liệu có độ cứng cao, chịu ăn mòn tốt. Nó là thành phần để truyền momen xoắn từ động cơ điện đến bi van giúp van hoạt động.

Gioăng làm kín – Phần làm kín giữa bi van và thân van. Thường được làm từ teflon có độ bền cao, chịu nhiệt độ cao rất tốt. Gioăng teflon được sử dụng nhờ độ chống mài mòn tốt vì nó chịu sự ma sát giữa bi van và phần thân van. Nhiệt độ làm việc của van bi cũng phụ thuộc lớn và nhiệt độ làm việc của phần gioăng.

Phần tán –  Đây là bộ phận để cố định và liên kết van bi với bộ điều khiển bằng điện. Được thiết kế theo một tiêu chuẩn chung ISO 5211:2017 quy định về kích thước mặt bích, kích thước bulong cũng như khoảng cách để lắp đặt bộ điều khiển vào van.

Phần bộ điều khiển điện

Bản chất của bộ điều khiển điện là một motor chuyển hóa điện năng thành cơ năng. Khi cung cấp nguồn điện, phần motor sẽ tạo ra chuyển động quay. Chuyển động này truyền qua bộ hộp số gồm các bánh răng có kích thước khác nhau. Tốc đô quay của motor được chuyển hóa thành momen xoắn đủ lớn để hoạt động van bi. Bộ điều khiển điện sử dụng điện áp thông dụng hiện nay như 24v, 220v, 380v. Ngoài phần motor và hộp số thì bộ truyền động còn có thêm công tắc hành trình (limit switch). Phần công tắc có nhiệm vụ ngắt dòng điện của motor khi van đã thực hiện xong nhiệm vụ đóng hoặc mở hoàn toàn.

Bộ truyền động điện có hai dạng chính đó là dạng đóng mở On/Off và dạng đóng mở tuyến tính. Dạng On/Off là dạng chỉ thuần đóng hoặc mở van hoàn toàn. Dạng tuyến tính là dạng điều khiển đóng mở van theo một góc bất kỳ từ 0 đến 90 độ. Bộ điều khiển dạng tuyến tính sẽ nhận tín hiệu 4-20 mA hoặc 0-10V. Sau khi nhận tín hiệu nó sẽ điều khiển sao cho bi van quay 1 góc bất kỳ từ 0 đến 90 độ. Từ đó lưu lượng thông qua van sẽ được thay đổi tuyến tính theo góc mở.

Bộ điều khiển điện có bộ phận vỏ được làm từ chất liệu hợp kim nhôm chịu được sự va đập và sự ảnh hưởng của môi trường bên ngoài. Bộ điều khiển điện được nhập khẩu trực tiếp từ nhiều nước khác nhau như Hàn Quốc, Đài Loan,…

Phân loại các dòng van bi điện

Van bi điện được chia thành rất nhiều loại khác nhau. Chúng được phân loại dựa theo hình thức của van bi và cách thức hoạt động của bộ điều khiển điện

Phân loại dựa theo vật liêu

Phần van bi là phần tiếp xúc trực tiếp với môi chất, vậy nên trong quá trình lựa chọn sản phẩm cần lưu ý đến vật liệu cấu tạo van. Cần lựa chọn vật liệu van sao cho lưu chất lưu thông trong đường ống không có phản ứng với dạng vật liệu của van. Đồng thời cũng nên lưu ý về nhiệt độ và áp suất làm việc để đảm bảo van hoạt động một cách tối ưu nhất.

Van bi nhựa điều khiển điện
Van bi nhựa điều khiển điện

Dựa theo vật liệu chúng ta có các dạng van bi điện sau:

  • Van bi gang điều khiển điện
  • Van bi nhựa điều khiển điện
  • Van bi inox điều khiển điện
  • Van bi thép điều khiển điện

Hiện nay thì dòng van bi inox và van bi nhựa điện là hai dòng van thông dụng nhất. Chúng được sử dụng rộng rãi nhờ đáp ứng được nhiều điều kiện của môi trường hoạt động

Van bi điện inox
Van bi inox điều khiển điện

Phân loại theo phương thức hoạt động

Như đã nói ở trên, bộ truyền động điện có hai dạng đó là điều khiển On/Off và điều khiển tuyến tính. Điều khiển On/Off được sử dụng trong các ứng dụng thuần đóng mở lưu chất thông thường. Dạng điều khiển tuyến tính được sử dụng trong các ứng dụng cần điều tiết lượng lưu chất qua van một cách chính xác. Nhờ điều tiết được lưu lượng lưu chất qua van mà từ đó ta sẽ điều khiển được nhiều thông số khác của hệ thống đang hoạt động.

  • Van bi điều khiển On/Off
  • Van bi điều khiển tuyến tính
Van bi điện tuyến tính
Van bi điện tuyến tính với màn hình LCD hiển thị

Phân loại theo xuất xứ

Theo xuất xứ của từng khu vực khác nhau thì tiêu chuẩn thiết kế của van sẽ khác nhau. Thường các dòng van đến từ các nước G7 sẽ có nhiều tiêu chuẩn khắt khe hơn. Chúng được thiết kế thông mình và tối ưu hóa hoạt động cao. Các dòng van này có tuổi thọ lâu dài và hoạt động ổn đinh, đồng thời giá thành của nó cũng rất cao.

Các dòng van đến từ châu Á như Đài Loan, Hàn Quốc không có yêu cầu khắt khe như các dòng van đến từ các nước G7. Tuy nhiên về độ bền cũng như độ ổn định nó vẫn không thua kém nhiều. Giá thành cũng rất phù hợp với đại đa số các hệ thống nhà máy cũng như công trình ở Việt Nam.

Các thương hiệu van điện hiện nay tại Việt Nam đó là:

  • Van bi điều khiển điện Geko – Đài Loan
  • Van bi điều khiển điện Haitima – Đài Loan
  • Van bi điều khiển điện KosaPlus – Hàn Quốc
  • Van bi điều khiển điện Automa – Hàn Quốc
  • Van bi điều khiển điện Kitz – Nhật Bản

Ưu và nhược điểm của dòng van bi điều khiển điện

Mỗi dòng van đều có ưu và nhược điểm khác nhau. Tùy vào nhu cầu sử dụng mà ta lựa chọn dòng van sao cho phù hợp nhất, nhược điểm ảnh hưởng đến hệ thống là tối thiểu.

Ưu điểm

  • Dễ dàng thay thế từng bộ phận khi gặp sự cố (ví dụ thay van bi hoặc có thể thay phần điều khiển điện)
  • Kiểu lắp ráp có thể là ren, rắc co, mặt bích dễ dàng trong lắp đặt
  • Van dùng được ở nhiều loại điện áp: 220V, 380V, 24V ( Thông dụng nhất vẫn là loại 220V).
  • Các loại van điện đều chịu được nhiệt độ cao lên đến 220 oC. Nên sẽ được úng dụng cho các môi trường nhiệt độ cao thay vì sử dụng các loại van bướm điều khiển điện.
  • Van bi có cấu tạo chắc chắn, bền vững nên có tuổi thọ cao.
  • Khả năng điều tiết có độ chính xác cao
  • Chi phí vận hành thấp, giảm thiểu nhân công để vận hành van

Nhược điểm

  • Van cần khoản diện tích lớn để lắp đặt (van bướm điện hay van điện từ cần diện tích ít hơn so với van bi).
  • Thời gian đóng mở lâu hơn so với các loại van bi điều khiển khí nén hay van bướm điều khiển khí nén. Thời gian đóng mở van bi điện thông thương giao động từ 10 – 30s.
  • Do kết cấu chắc chắn nên trọng lượng của van bi khá nặng.
  • Giá thành cao hơn so với các dòng van cùng kích cỡ
  • Phụ thuộc nhiều vào nguồn điện

0981.625.644