CÁCH THỨC HOẠT ĐỘNG CỦA VAN KHÍ NÉN

Van khí nén: Chúng hoạt động như thế nào?

Van khí nén: Chúng hoạt động như thế nào?

Hệ thống khí nén yêu cầu các phương pháp điều khiển an toàn và chính xác các thiết bị truyền động duy nhất cho sự bổ sung của chúng. Mặc dù môi trường là khí, cũng giống như hệ thống thủy lực hoặc hệ thống nước, việc thực hiện điều khiển theo nhiều cách khác với chất lỏng. Điều được chia sẻ trong quá trình hoạt động của bất kỳ phương tiện năng lượng khí nén nào là sự cần thiết của các van để kiểm soát lực, vận tốc và hướng chuyển động.

Các van giảm áp sẽ kiểm soát áp suất tại cổng đầu vào của chúng bằng cách xả áp suất ra khí quyển. Van giảm áp thường chỉ được sử dụng trong bộ thu hoặc thiết bị lưu trữ không khí, chẳng hạn như bộ tích lũy, như một phương tiện để ngăn chặn áp suất quá mức. Do đó, van xả thường được gọi là van an toàn và thường không thích hợp để sử dụng ở bất kỳ đâu ngoại trừ giai đoạn chuẩn bị không khí.

Bộ điều chỉnh áp suất trong hệ thống khí nén hạn chế áp suất ở hạ lưu của thiết bị bằng cách chặn áp suất ngược dòng ở đầu vào. Bộ điều chỉnh được sử dụng trong giai đoạn chuẩn bị không khí, cũng như điều khiển xi lanh và động cơ. Chữ R trong từ viết tắt FRL là viết tắt của bộ điều chỉnh, được lắp đặt ở hạ lưu của bể thu, nhưng trước mạch chúng đang điều chỉnh áp suất.

Đôi khi cần nhiều giai đoạn giảm áp suất, đặc biệt là với một máy nén và máy thu tập trung lớn cung cấp cho các máy trạm khác nhau. Bộ điều chỉnh có thể kiểm soát áp suất trong lưới chính của hệ thống ống nước phân phối, nhưng đôi khi không khí được dẫn trực tiếp đến FRL tại mỗi máy trạm hoặc máy móc. Áp suất tại tiêu đề chính này có thể là 120 psi hoặc hơn, nhưng một mạch nhánh có thể được điều chỉnh ở 90 psi chẳng hạn. Hầu hết các bộ điều chỉnh có khả năng giảm áp suất hạ lưu, ngăn áp suất hạ lưu tăng lên do áp suất do tải gây ra hoặc giãn nở nhiệt.

Bộ điều chỉnh áp suất có thể được sử dụng như một bộ độc lập, nhưng đôi khi một bộ lọc được gắn để giết hai con chim bằng một viên đá. Bộ điều chỉnh thường có sẵn như một thành phần của một bộ mô-đun, với bộ lọc, bộ điều chỉnh, chất bôi trơn hoặc máy sấy, v.v. và có thể được lắp ráp theo bất kỳ tổ hợp nào. Bộ điều chỉnh sẽ có một cổng vào, cổng ra và một cổng cho đồng hồ đo áp suất, chúng thường được đi kèm với chúng nhất.

Bộ điều chỉnh áp suất cũng có thể được sử dụng để kiểm soát áp suất cho các bộ truyền động riêng lẻ, chẳng hạn như bộ điều chỉnh nội tuyến hoặc bộ điều chỉnh gắn cổng làm việc. Chúng thường khá nhỏ và đi kèm với van kiểm tra dòng chảy ngược, ví dụ như yêu cầu đối với chức năng tác động kép của xi lanh. Hơn nữa, một số nhà sản xuất cung cấp bộ điều chỉnh chênh lệch áp suất để duy trì chênh lệch áp suất đặt giữa hai cổng, thay vì chỉ duy trì áp suất hạ nguồn. Cần lưu ý rằng tất cả các bộ điều chỉnh áp suất đều có thể điều chỉnh được, thường là bằng vít hoặc núm vặn.

Cũng phổ biến trong hệ thống khí nén là van để điều khiển dòng chảy. Có ít loại van lưu lượng hơn so với van áp suất hoặc van định hướng, nhưng hầu hết các mạch áp dụng chúng để dễ dàng điều chỉnh vận tốc xi lanh hoặc động cơ. Điều khiển vận tốc trong hệ thống khí nén phức tạp hơn trong hệ thống thủy lực, vì chênh lệch áp suất giữa các cổng làm việc của xi lanh đóng góp một phần lớn hơn.

Van điều khiển lưu lượng cho hệ thống khí nén khá đơn giản, thường có sẵn trong hai cấu hình được sử dụng theo hai cách khác nhau. Một cấu hình chỉ đơn thuần là một hạn chế có thể thay đổi, với một vít hoặc núm điều chỉnh để mở và đóng một lỗ thay đổi, cũng thường được gọi là van kim hoặc van sặc. Loại còn lại giới thiệu van một chiều, cho phép dòng chảy tự do theo một hướng và hạn chế theo hướng ngược lại. Vì bất cứ lý do gì, van này đã chiếm quyền điều khiển dòng chảy tên tất cả cho chính nó.

Van điều khiển lưu lượng được áp dụng theo hai cách khác nhau; mét vào hoặc mét ra. Meter in là phương pháp kiểm soát tốc độ của luồng không khí khi nó đi vào động cơ hoặc xi lanh. Khi đo vào, một xi lanh sẽ chuyển động nhanh với lực và hiệu suất cao, nhưng chuyển động của piston dễ bị xốp và chuyển động không thể đoán trước. Khi đo sáng ra, vận tốc xi lanh ổn định hơn và có thể lặp lại, nhưng hiệu suất và lực động bị mất thành năng lượng cần thiết để vượt qua kiểm soát dòng chảy. Mặc dù vậy, hầu hết các ứng dụng khí nén đều hoạt động bằng cách sử dụng điều khiển lưu lượng đầu ra của đồng hồ, vì những nhược điểm rất dễ khắc phục bằng cách tăng áp suất ngược dòng.

Một phương pháp tăng vận tốc xi lanh, điển hình cho chức năng thu hồi xi lanh tác động kép hoặc lò xo hồi vị, là thêm một van xả nhanh vào cổng làm việc phía nắp. Bởi vì các xi lanh co lại nhanh hơn chúng giãn ra do thể tích không khí chênh lệch, khó có thể thoát khí bên nắp mà không có van hoặc đường ống dẫn nước quá khổ. Một van xả nhanh thông hơi trực tiếp cho không khí từ cổng làm việc phía nắp, và giảm đáng kể áp suất ngược tạo ra khi rút, cho phép vận tốc piston rất nhanh.

Van điều khiển hướng

Van định hướng khí nén có nhiều kích cỡ, kiểu dáng và cấu tạo. Ở cuối cơ bản của phổ là van một chiều đơn giản, cho phép dòng chảy tự do theo một hướng và ngăn dòng chảy theo hướng ngược lại. Chúng có thể được lắp đặt ở bất kỳ đâu từ ngay sau bộ thu cho đến trong chính van điều khiển lưu lượng.

Khi van định hướng ngày càng phức tạp, chúng được chỉ định theo cách đặt tên chung liên quan đến số lượng vị trí bao bọc của van và số lượng cổng làm việc trong van, và cụ thể theo thứ tự được mô tả. Ví dụ, nếu nó có năm cổng, cổng 1 sẽ dành cho đầu vào áp suất, cổng 2 và 4 cho cổng làm việc, và 3 và 5 cho cổng xả. Một van có ba vị trí sẽ có điều kiện trung tính, điều kiện kéo dài và điều kiện rút lại. Đặt tất cả lại với nhau, điều này mô tả một van năm chiều, ba vị trí, còn được gọi là van 5/3. Các cấu hình phổ biến được thấy trong khí nén là van 5/3, 5/2, 4/2, 3/2 và đôi khi là 2/2.

Ngoài ra, một phần của mô tả về van định hướng là phương pháp vận hành và định vị của nó. Người vận hành van là cơ cấu cung cấp lực để dịch chuyển van giữa các vị trí của nó. Người vận hành có thể là cần gạt bằng tay, điện từ, phi công trên không, hoặc cơ cấu cam, để kể tên một số. Một số van là sự kết hợp của chúng, chẳng hạn như van điều khiển điện từ, là một van nhỏ cung cấp năng lượng thí điểm để di chuyển van tầng chính. Định vị của bất kỳ van nào được thực hiện bằng một lò xo, chẳng hạn như van lệch lò xo 5/2, hoặc bằng các chốt ở van lệch 5/2.

Van bù lò xo 5/2 sẽ trở lại vị trí ban đầu khi năng lượng bị loại bỏ khỏi quá trình vận hành, như khử năng lượng cho cuộn dây hoặc loại bỏ áp suất thí điểm. Van lệch 5/2 sẽ ở vị trí được kích hoạt lần cuối cho đến khi người vận hành chuyển nó lại.

Van khí nén được sản xuất dưới nhiều dạng khác nhau. Van poppet rất đơn giản, sử dụng một lò xo để đẩy một mặt của poppet xuống chỗ ngồi của nó. Cấu trúc có thể là kim loại-kim loại, cao su-kim loại hoặc thậm chí có màng chắn. Van poppet thường có thể chảy theo một hướng, giống như van một chiều, nhưng cần được cung cấp năng lượng để chảy ngược lại. Chúng được giới hạn ở cấu hình cổng hai hoặc ba chiều, mặc dù chúng có thể bắt chước van bốn hoặc năm chiều khi được sử dụng song song. Chúng thường cung cấp độ dẫn dòng cao đối với kích thước của chúng, và thường rất chống nhiễm bẩn.

Van ống đệm sử dụng một hình trụ kim loại có khía trượt trong một thân được gia công chính xác, được khoan từ ba đến năm cổng hoặc thậm chí bảy cổng nếu van được vận hành thử. Van cấp thấp chỉ bao gồm một ống đệm và thân, và dễ bị rò rỉ bên trong. Các van tốt hơn sử dụng con dấu trong thân hoặc ống đệm để ngăn rò rỉ giữa các cổng. Các van ống đệm cao cấp được chế tạo với độ chính xác, thường yêu cầu quy trình đóng nắp tốt trong quá trình sản xuất và với dung sai chặt chẽ, thường yêu cầu ít con dấu, cải thiện độ tin cậy và tuổi thọ. Các dạng van cao cấp khác sử dụng một khối trượt bằng kim loại hoặc gốm, không chỉ hiệu quả mà còn có khả năng chống nhiễm bẩn cực kỳ tốt, làm cho chúng trở nên tuyệt vời trong môi trường bẩn.

Van định hướng khí nén có cả cách lắp tiêu chuẩn và không tiêu chuẩn. Van phi tiêu chuẩn được chế tạo theo ý thích của nhà sản xuất, với cách bố trí cổng, kiểu người vận hành và các tùy chọn lắp đặt riêng cho sản phẩm của họ. Chúng có thể được gắn trong dòng, gắn trên tấm phụ hoặc các ngăn xếp từng phần được gắn trong một hàng. Bởi vì mỗi nhà sản xuất lắp ráp khác nhau, tốt nhất là nghiên cứu sản phẩm phù hợp với ứng dụng của bạn.

May mắn thay, hầu hết các nhà sản xuất đều có các dòng van tiêu chuẩn hóa phù hợp với một hoặc nhiều đặc điểm kỹ thuật, chẳng hạn như ISO 5599-1, với các cổng hình bầu dục so le; điều này có nghĩa là van của một nhà sản xuất sẽ phù hợp với tấm phụ hoặc ống góp của nhà sản xuất khác. Cổng và kết nối điện cũng được tiêu chuẩn hóa với hầu hết các van. Cổng NPT là phổ biến, nhưng nhiều van mới đi kèm với phụ kiện khóa đẩy trên chính tấm phụ. Đầu nối điện cho các van tiêu chuẩn hóa thường là DIN, mini-DIN hoặc với kết nối bus trường, làm cho việc vận hành hàng chục van dễ dàng như một đầu nối.