Giới thiệu về Thiết bị truyền động van

Thiết bị truyền động van

Bộ truyền động van được lựa chọn dựa trên một số yếu tố bao gồm mô-men xoắn cần thiết để vận hành van và nhu cầu kích hoạt tự động. Các loại thiết bị truyền động bao gồm tay quay bằng tay, đòn bẩy bằng tay, động cơ điện, khí nén, điện từ, piston thủy lực và tự truyền động. Tất cả các bộ truyền động ngoại trừ tay quay và đòn bẩy thủ công đều có thể thích ứng với hoạt động tự động.

Thiết bị truyền động bằng tay, cố định và búa
Bộ truyền động bằng tay có khả năng đặt van ở bất kỳ vị trí nào nhưng không cho phép vận hành tự động. Thiết bị truyền động cơ học loại phổ biến nhất là tay quay. Loại này bao gồm các tay quay được cố định vào thân, tay quay dạng búa và các tay quay được nối với thân bằng bánh răng.

Tay quay cố định vào thân
Như được minh họa trong hình, tay quay bên phải được cố định vào thân chỉ mang lại lợi thế cơ học cho bánh xe. Khi các van này tiếp xúc với nhiệt độ vận hành cao, sự liên kết của van khiến việc vận hành trở nên khó khăn.

Tay quay búa
Như được minh họa trong hình, tay quay búa di chuyển tự do trong một phần vòng quay của nó và sau đó chạm vào vấu trên bánh xe phụ. Bánh xe thứ cấp được gắn vào thân van. Với sự sắp xếp này, van có thể được đóng lại để đóng chặt hoặc đập mở nếu nó bị kẹt.

Hộp số vận hành bằng tay

Nếu cần có lợi ích cơ học bổ sung cho van vận hành bằng tay thì nắp van được lắp với các đầu bánh răng vận hành bằng tay như minh họa trong hình. Một cờ lê hoặc tay quay đặc biệt được gắn vào trục bánh răng cho phép một người vận hành van khi có thể cần hai người mà không có lợi thế về bánh răng. Bởi vì cần phải quay nhiều vòng bánh răng để tạo ra một vòng quay của thân van nên thời gian hoạt động của các van lớn đặc biệt dài. Việc sử dụng động cơ khí di động nối với trục bánh răng giúp giảm thời gian vận hành van.

Hộp số vận hành bằng tay

Nếu cần có lợi ích cơ học bổ sung cho van vận hành bằng tay thì nắp van được lắp với các đầu bánh răng vận hành bằng tay như minh họa trong hình. Một cờ lê hoặc tay quay đặc biệt được gắn vào trục bánh răng cho phép một người vận hành van khi có thể cần hai người mà không có lợi thế về bánh răng. Bởi vì cần phải quay nhiều vòng bánh răng để tạo ra một vòng quay của thân van nên thời gian hoạt động của các van lớn đặc biệt dài. Việc sử dụng động cơ khí di động nối với trục bánh răng giúp giảm thời gian vận hành van.

Thiết bị truyền động động cơ điện

Động cơ điện cho phép vận hành van bằng tay, bán tự động và tự động. Động cơ được sử dụng chủ yếu cho chức năng đóng mở, mặc dù chúng có thể thích ứng với việc định vị van ở bất kỳ điểm mở nào như minh họa trong hình bên dưới. Động cơ thường là loại có tốc độ cao, có thể đảo chiều, được kết nối thông qua bộ truyền bánh răng để giảm tốc độ động cơ và do đó tăng mô-men xoắn ở trục. Hướng quay của động cơ xác định hướng chuyển động của đĩa.
Việc truyền động bằng điện có thể là bán tự động, như khi động cơ được khởi động bằng hệ thống điều khiển. Một tay quay, có thể được gắn vào bộ truyền bánh răng, cung cấp khả năng vận hành van bằng tay. Công tắc giới hạn thường được cung cấp để dừng động cơ tự động ở vị trí van mở hoàn toàn và đóng hoàn toàn. Công tắc giới hạn được vận hành vật lý theo vị trí của van hoặc xoắn bằng mô-men xoắn của động cơ.

Thiết bị truyền động thủy lực

Bộ truyền động thủy lực cung cấp khả năng định vị van bán tự động hoặc tự động, tương tự như bộ truyền động khí nén. Những bộ truyền động này sử dụng piston để chuyển đổi áp suất tín hiệu thành chuyển động của thân van. Chất lỏng thủy lực được đưa vào hai bên của piston trong khi phía bên kia được xả hoặc chảy máu. Nước hoặc dầu được sử dụng làm chất lỏng thủy lực. Van điện từ thường được sử dụng để điều khiển tự động chất lỏng thủy lực để điều khiển việc mở hoặc đóng van. Van thủ công cũng có thể được sử dụng để kiểm soát chất lỏng thủy lực; do đó cung cấp hoạt động bán tự động.

Van tự vận hành

Van tự kích hoạt sử dụng chất lỏng hệ thống để định vị van. Van giảm áp, van an toàn, van kiểm tra và bẫy hơi là những ví dụ về van tự kích hoạt. Tất cả các van này sử dụng một số đặc tính của chất lỏng hệ thống để kích hoạt van. Không cần nguồn năng lượng nào bên ngoài năng lượng chất lỏng của hệ thống để vận hành các van này.

Van điện từ đơnđược gọi là hỏng mở hoặc đóng hỏng tùy thuộc vào vị trí của van khi bộ điện từ bị ngắt điện. Van điện từ mở không thành công được mở bằng áp suất lò xo và đóng lại bằng cách cấp điện cho điện từ. Van điện từ đóng không thành công được đóng lại bằng áp suất lò xo và mở ra bằng cách cấp điện cho điện từ. Van điện từ đôi thường bị hỏng “nguyên trạng”. Nghĩa là, vị trí van không thay đổi khi cả hai cuộn dây đều bị ngắt điện.
Một ứng dụng của van điện từ là trong các hệ thống không khí như hệ thống được sử dụng để cung cấp không khí cho bộ truyền động van khí nén. Van điện từ được sử dụng để điều khiển việc cung cấp không khí cho bộ truyền động khí nén và do đó điều khiển vị trí của van dẫn động bằng khí nén.

Tốc độ của bộ truyền động điện

Các cân nhắc về an toàn của nhà máy quyết định tốc độ van đối với một số van liên quan đến an toàn. Khi hệ thống phải được cách ly hoặc mở rất nhanh thì cần phải kích hoạt van rất nhanh. Khi việc mở van dẫn đến việc phun nước tương đối lạnh vào hệ thống nóng, việc mở van chậm hơn là cần thiết để giảm thiểu sốc nhiệt. Thiết kế kỹ thuật lựa chọn bộ truyền động cho các van liên quan đến an toàn dựa trên yêu cầu về tốc độ và công suất cũng như nguồn năng lượng sẵn có cho bộ truyền động.

Nói chung, khả năng truyền động nhanh nhất được cung cấp bởi các bộ truyền động thủy lực, khí nén và điện từ. Tuy nhiên, các cuộn dây điện từ không thực tế đối với các van lớn vì yêu cầu về kích thước và công suất của chúng sẽ quá lớn. Ngoài ra, bộ truyền động thủy lực và khí nén cần có hệ thống cung cấp năng lượng thủy lực hoặc khí nén. Tốc độ truyền động trong cả hai trường hợp có thể được thiết lập bằng cách lắp đặt các lỗ có kích thước phù hợp trong đường ống thủy lực hoặc khí nén. Trong một số trường hợp nhất định, van được đóng lại bằng áp suất lò xo, ngược lại với áp suất thủy lực hoặc khí nén để giữ cho van luôn mở.

Động cơ điện cung cấp sự truyền động tương đối nhanh. Tốc độ van thực tế được thiết lập bằng sự kết hợp giữa tốc độ động cơ và tỷ số truyền. Sự kết hợp này có thể được chọn để cung cấp hành trình van hoàn toàn trong khoảng từ khoảng hai giây đến vài giây.

Chỉ báo vị trí van

Người vận hành cần có chỉ dẫn về vị trí của một số van nhất định để có thể vận hành nhà máy một cách hiểu biết. Đối với các van như vậy, chỉ báo vị trí van từ xa được cung cấp dưới dạng đèn định vị cho biết van đang mở hay đóng. Mạch chỉ báo vị trí van từ xa sử dụng bộ dò vị trí để cảm nhận vị trí thân và đĩa hoặc vị trí bộ truyền động. Một loại máy dò vị trí là công tắc giới hạn cơ học, được vận hành vật lý bằng chuyển động của van.

Một loại khác là công tắc từ hoặc máy biến áp cảm nhận chuyển động của lõi từ, được vận hành vật lý bằng chuyển động của van.

Chỉ báo vị trí van cục bộ đề cập đến một số đặc điểm có thể nhận thấy bằng mắt của van cho biết vị trí van. Vị trí van gốc tăng được biểu thị bằng vị trí thân van. Van gốc không nổi đôi khi có các con trỏ cơ học nhỏ được vận hành bởi bộ truyền động van đồng thời với hoạt động của van. Các van được kích hoạt bằng điện thường có một con trỏ cơ học cung cấp chỉ báo vị trí van cục bộ. Mặt khác, một số van không có bất kỳ tính năng nào để chỉ báo vị trí.

Tóm tắt bộ truyền động van

• Thiết bị truyền động bằng tay là loại thiết bị truyền động van phổ biến nhất. Bộ truyền động thủ công bao gồm tay quay được gắn trực tiếp vào thân van và tay quay được gắn qua bánh răng để mang lại lợi thế về mặt cơ học.
• Bộ truyền động động cơ điện bao gồm các động cơ điện đảo chiều được kết nối với thân van thông qua bộ truyền bánh răng giúp giảm tốc độ quay và tăng mô-men xoắn.
• Bộ truyền động khí nén sử dụng áp suất không khí ở một hoặc cả hai mặt của màng ngăn để cung cấp lực định vị van.
• Bộ truyền động thủy lực sử dụng chất lỏng có áp suất ở một hoặc cả hai mặt của piston để cung cấp lực cần thiết để định vị van.
• Bộ truyền động điện từ có một thanh nam châm gắn vào thân van. Lực định vị van xuất phát từ lực hút từ giữa sên trên thân van và cuộn dây nam châm điện trong bộ truyền động van.