Van điều khiển là gì? Giải pháp tự động hóa giúp tối ưu hệ thống công nghiệp

Van điều khiển là gì?

Van điều khiển là thiết bị công nghiệp đóng vai trò trung tâm trong các hệ thống đường ống hiện nay. Khác với các loại van thủ công cần thao tác bằng tay, van điều khiển được trang bị bộ truyền động tự động, cho phép đóng mở và điều tiết lưu chất bằng tín hiệu điện hoặc khí nén. Sự xuất hiện của dòng van này giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất, đảm bảo tính ổn định và an toàn trong vận hành, đồng thời giảm thiểu đáng kể nhân công vận hành.

Phân loại van điều khiển

Van điều khiển được chia thành hai nhóm chính: van điều khiển bằng khí nén và điều khiển bằng điện. Mỗi loại đều có những ưu điểm và phạm vi ứng dụng riêng biệt trong từng môi trường làm việc.

1. Van điều khiển bằng khí nén

Đây là dòng van sử dụng áp lực khí nén để thực hiện thao tác đóng mở. Khi nguồn khí được cấp vào bộ truyền động, áp suất tạo ra sẽ làm trục van xoay một góc 90°, tương ứng với trạng thái mở hoặc đóng hoàn toàn. Khi ngừng cấp khí, trục sẽ tự động hồi về vị trí ban đầu.

Cấu tạo cơ bản của van điều khiển khí nén gồm:

• Phần thân van: trực tiếp tiếp xúc và điều tiết lưu chất (thường là van bi, van bướm hoặc van cầu).
• Bộ truyền động khí nén: nhận và xử lý áp suất khí để điều khiển hoạt động cơ học của van.
• Các phụ kiện kèm theo: co nối, ống dẫn khí, chia hơi, van điện từ…

Một số kiểu van điều khiển khí nén phổ biến:

• Van bi điều khiển khí nén – phù hợp cho hệ thống đường ống DN15–DN100.
• Van bướm điều khiển khí nén – sử dụng cho đường ống lớn đến DN1200.
• Van xiên, van chữ Y, van 2 ngã, 3 ngã… – dùng cho các ứng dụng đặc thù cần đóng mở nhanh.

Ưu điểm nổi bật của van khí nén là độ bền cao, tốc độ phản hồi nhanh, vận hành an toàn trong môi trường có nhiệt độ hoặc áp suất cao, và không gây nguy cơ cháy nổ.

2. Van điều khiển bằng điện

Khác với loại trên, van điều khiển điện vận hành nhờ dòng điện (thường là 24VDC hoặc 220VAC). Bộ mô-tơ điện sẽ quay trục van theo hướng đóng hoặc mở tùy vào tín hiệu điều khiển nhận được.

Cấu tạo chính của van điều khiển điện gồm:

• Bộ mô-tơ điện và bộ điều khiển tuyến tính: chịu trách nhiệm nhận tín hiệu và tạo chuyển động xoay.
• Thân van: có thể là van bi, van bướm hoặc van cầu, tùy ứng dụng cụ thể.

Các loại van điện thông dụng:

• Van cầu điều khiển điện (dạng on/off hoặc tuyến tính).
• Van bi điều khiển điện.
• Van bướm điều khiển điện.
• Van 3 ngã điều khiển điện.

Phân biệt van điều khiển tuyến tính và on/off

Cả hai loại này đều hoạt động dựa trên nguyên lý nhận tín hiệu điều khiển, tuy nhiên có sự khác biệt rõ ràng:

• Van on/off: chỉ có hai trạng thái – mở hoàn toàn (ON) và đóng hoàn toàn (OFF).
• Van tuyến tính: cho phép đóng mở theo tỉ lệ phần trăm (0–100%), giúp điều tiết lưu lượng hoặc áp suất chính xác hơn, phù hợp với hệ thống yêu cầu kiểm soát tự động.

Van tuyến tính thường được sử dụng trong các dây chuyền sản xuất yêu cầu điều tiết tinh, trong khi van on/off phù hợp với các hệ thống vận hành đơn giản.

Ưu và nhược điểm của van điều khiển

Ưu điểm:

• Tốc độ đáp ứng nhanh, chỉ từ 2–10 giây cho một chu kỳ đóng mở.
• Dễ dàng kết nối với hệ thống điều khiển tự động (PLC, PID).
• Vận hành ổn định, an toàn trong nhiều môi trường khác nhau.

Nhược điểm:

• Chi phí đầu tư ban đầu cao hơn van cơ thông thường.
• Cần nguồn điện hoặc khí nén ổn định.
• Yêu cầu lắp đặt và bảo trì đúng kỹ thuật.

Ứng dụng của van điều khiển trong công nghiệp

Van điều khiển hiện diện trong hầu hết các ngành công nghiệp hiện nay, từ hóa chất, năng lượng, xử lý nước, đến thực phẩm, dược phẩm, và hơi nước. Một số ứng dụng tiêu biểu gồm:

• Điều khiển nhiệt độ: Khi kết hợp với cảm biến nhiệt và bộ PID, van có thể tự động điều chỉnh lưu lượng hơi để duy trì mức nhiệt ổn định.
• Điều khiển áp suất: Van nhận tín hiệu từ cảm biến áp suất để tự động duy trì mức áp lực mong muốn trong hệ thống.
• Điều khiển lưu lượng: Van tuyến tính cho phép điều tiết lưu lượng chất lỏng hoặc khí với độ chính xác cao, đặc biệt trong các dây chuyền sản xuất thực phẩm, đồ uống, bia và sữa.

Kết luận

Van điều khiển là giải pháp tối ưu trong xu hướng tự động hóa, giúp tiết kiệm thời gian, giảm nhân công và tăng hiệu suất vận hành. Dù là loại điện hay khí nén, các dòng van điều khiển đều đảm bảo độ chính xác, bền bỉ và hiệu quả cao nếu được chọn đúng.

👉 Liên hệ SON Industrial để được tư vấn và cung cấp van điều khiển chất lượng, phù hợp nhất cho hệ thống của bạn!
Xem thêm: Bẫy hơi đồng tiền – Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng thực tế