Tìm hiểu về các loại van điện từ – Nguyên lý, ứng dụng

Trong các loại van công nghiệp ứng dụng trong các nhà máy thì van điện từ/Solenoid valve là một trong những thiết bị được sử dụng nhiều. Tuy nhiên không phải ai cũng am hiểu về các loại van điện từ và sử dụng các loại van điện từ đúng cho mục đích của họ.

Bài viết hôm nay Cao Phong muốn chia sẽ tới các bạn các loại van điện từ để từ đó có thể ứng dụng phù hợp với mục đích sử dụng.

Van điện từ là gì?

Van điện từ, còn được gọi là Solenoid Valve, là một thiết bị điều khiển tự động giúp đóng hoặc mở dòng chảy lưu chất (nước, khí, hơi, hóa chất, dầu…) thông qua tín hiệu điện. Nhờ khả năng đóng mở nhanh chóng và chính xác, các loại van điện từ đang được ứng dụng phổ biến trong hệ thống tự động hóa của nhiều ngành công nghiệp và dân dụng.

Thiết bị này hoạt động dựa trên nguyên lý điện từ: khi được cấp nguồn điện (24VDC, 220VAC hoặc 380VAC), cuộn dây sẽ tạo ra lực hút từ trường làm pit-tông (plunger) dịch chuyển, từ đó điều khiển trạng thái đóng/mở của dòng chảy qua van.

Cấu tạo của van điện từ

Để hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động cũng như phân biệt các loại van điện từ khác nhau, bạn cần nắm rõ cấu tạo gồm các bộ phận chính sau: 

• Body valve: Đồng, gang, thép, hoặc inox
• Môi chất: Nước, hơi, dầu, gas, khí nén…
• Ống đang ở trạng thái rỗng, chưa có lưu chất chảy qua.
• Lớp vỏ bên ngoài của cuộn hít có chức năng bảo vệ cuộn điện bên trong.
• Cuộn từ (Cuộn dây sinh từ).
• Dây dẫn điện được nối với nguồn điện từ bên ngoài.
• Trục van làm kín (ở trạng thái bình thường, lò xo số 8 sẽ tạo lực ép lên trục van để đảm bảo độ kín, giúp van duy trì trạng thái đóng).
• Lò xo.
• Khe hở giúp lưu chất đi qua.

Tùy theo từng loại môi trường và nhu cầu vận hành (tự động, bán tự động), người dùng có thể lựa chọn các loại van điện từ phù hợp như van điện từ cho nước sạch, van điện từ chịu nhiệt, van điện từ chịu áp cao, van điện từ hơi nóng hoặc van điện từ cho hóa chất.

Những lĩnh vực thường sử dụng van điện từ

Van điện từ được sử dụng để quản lý lưu lượng dòng chảy của hơi cũng như thiết bị điều khiển chất lõng, khung và các động cơ. Máy giặt quần áo, nồi hơi sử dụng các loại van này, máy bơm nước và búa hơi từ những hoạt động đơn giản đến phức tạp. Van điện từ có thể phù hợp với các nhu cầu cụ thể và được sử dụng để kiểm soát một số ở các môi trường điện, khí, gas, dầu và hơi nước.

Van điện từ được thừa nhận rộng rãi nhất là van hai chiều. Van hai chiều gồm 2 cổng, ở những thiết kế đặc biệt của van công nghiệp thuộc loại này chúng ta dễ dàng thấy có 3, hoặc nhiều hơn phù thuộc vào mục đích sử dụng. Các loại van điện từ được thiết kế gồm hai loại chung (không kể các loại van thiết kế): van hoạt động trực tiếp và van hoạt động dẫn hướng.

Van điện từ điều khiển trực tiếp (Direct acting solenoid valve)

Trong các loại van điện từ tác động trực tiếp tuân thủ các nguyên tác làm việc đơn giản. Solenoid này thường không sử dụng màng ngăn, cuộn dây từ tính (coil) mở van một cách trực tiếp, hút trục và vị trị của van mà không phụ thuộc vào áp suất bên ngoài môi trường.

Lợi ích của van điện từ (solenoid valve) tác động trực tiếp

• Thích hợp cho các mạch áp suất âm.
• Có sẵn với kích thước nhỏ gọn rất hiệu quả.
• 2/2 và 3/2 cách thường mở hoặc phiên bản thường đóng.
• Các phiên bản thu nhỏ có sẵn cho áp suất rất cao.

Van điều khiển bằng dẫn hướng

Trong các loại van điều khiển sử dụng cơ chế dẫn hướng (pilot), piston đóng vai trò quan trọng trong việc mở đường dẫn khí áp suất, từ đó giúp van thực hiện đóng/mở. Mặc dù van dẫn hướng chỉ cần một lượng điện năng nhỏ để kích hoạt, chúng thường phải duy trì mức công suất ổn định để giữ trạng thái mở và thường có tốc độ phản hồi chậm hơn so với van điện từ tác động trực tiếp. Ngược lại, van điện từ hoạt động trực tiếp chỉ cần đạt công suất cao khi bắt đầu mở van, sau đó có thể tiếp tục duy trì trạng thái mở dù hoạt động ở mức điện năng thấp hơn.

Lợi ích của van solenoid thí điểm

• Tuyệt vời cho dòng chảy rất lớn.
• Áp lực hỗ trợ vận hành van.
• Cần một mức áp suất chênh lệch tối thiểu để đảm bảo chức năng.
• Tiết kiệm hơn cho các giá trị dòng chảy cao hơn.
• Mức công suất điện thấp hơn.

Những điểm nổi bật của các dòng van điện từ

Ngày nay, các loại van điện từ càng được sử dụng rộng rãi và phổ biến ở nhiều ngành công nghiệp. Các loại van điện từ mang lại nhiều lợi ích khác nhau cho các mục đích sử dụng. Cùng điểm qua các ưu điểm nổi bật của van điện từ nhé:

• Đóng nhanh, mở nhanh: Thời gian đóng mở của van điện từ thông thường tầm 0.5 – 1s. Gần như là cùng một lúc với dòng điện. Van điện từ giải quyết vấn đề mà van bướm điều khiển điện hay van bi điều khiển điện không xử lý được.
• Độ chính xác cao: Độ chính xác là một trong những đặc điểm nổi bật của van điện từ.
• Độ bền: Tùy vào môi trường sử dụng và việc lựa chọn loại thiết bị để lắp vào. Nhìn chung van điện từ có tuổi thộ khá cao.
• Kích thước nhỏ gọn, dễ thay đổi: Trong trường hợp các loại van điện từ gặp sự cố, bạn có thể dễ dàng bảo dưỡng thiết bị.
• Ứng dụng rộng rãi:
• Vật liệu đa dạng: Van điện từ với các vật liệu khác nhau sử dụng được cho nhiều môi trường khác nhau.
• Điện áp đa dạng: các loại điện áp thường dùng 5VDC, 12VDC, 110 VAC, 220VAC, 380vAC…
• Van điện từ được sử dụng rộng rãi nên dễ dàng tìm kiếm và thay thế trên thị trường.

Tổng kết lại, các loại van điện từ hiện nay rất đa dạng về chủng loại, kích thước và chức năng, đáp ứng linh hoạt cho nhiều hệ thống tự động hóa khác nhau trong công nghiệp và dân dụng. Việc lựa chọn đúng loại van điện từ phù hợp không chỉ giúp hệ thống vận hành hiệu quả mà còn đảm bảo độ bền và an toàn tối đa. Hy vọng qua bài viết này, bạn đã có thêm kiến thức hữu ích để đưa ra quyết định chính xác khi lựa chọn các loại van điện từ cho nhu cầu sử dụng của mình.