June 6, 2025
Bộ truyền động điện sử dụng điện năng làm nguồn dẫn động, đơn giản và tiện lợi, có lực đẩy, mô-men xoắn và độ cứng cao. Tuy nhiên, chúng có cấu trúc phức tạp và độ tin cậy thấp hơn. Chúng đắt hơn bộ truyền động khí nén đối với các kích thước vừa và nhỏ. Chúng thường được sử dụng trong các ứng dụng không có nguồn cung cấp khí hoặc nơi không cần các yêu cầu chống cháy nổ và chống cháy nghiêm ngặt.
Bộ truyền động điện có ba dạng đầu ra: hành trình góc, hành trình tuyến tính và đa vòng.
Van hành trình góc có chênh lệch áp suất tắt lớn hơn vì lực kết quả do môi chất tạo ra trên lõi van hoặc tấm van tạo ra mô-men xoắn rất nhỏ trên trục quay, cho phép nó chịu được chênh lệch áp suất lớn hơn.
Van bướm và van bi là những loại van hành trình góc phổ biến nhất.
Các van điều chỉnh một mặt kín như van một chỗ, van áp suất cao và van ống bọc một mặt kín không có lỗ cân bằng yêu cầu lựa chọn hướng dòng chảy.
Các loại mở dòng và đóng dòng đều có ưu điểm và nhược điểm riêng. Van mở dòng hoạt động ổn định hơn nhưng có hiệu suất tự làm sạch và độ kín kém hơn, dẫn đến tuổi thọ ngắn hơn; van đóng dòng có tuổi thọ dài hơn, hiệu suất tự làm sạch và độ kín tốt hơn, nhưng độ ổn định kém khi đường kính thân van nhỏ hơn đường kính lõi van.
Van một chỗ, van dòng chảy nhỏ và van ống bọc một mặt kín thường sử dụng loại mở dòng. Khi có các yêu cầu về xói mòn nghiêm trọng hoặc tự làm sạch, có thể chọn loại đóng dòng. Van điều khiển đặc tính đóng mở nhanh hai vị trí sử dụng loại đóng dòng.
Van màng, van bướm, van bi loại O (chủ yếu để tắt), van bi loại V (tỷ lệ điều chỉnh cao và chức năng cắt) và van quay lệch tâm đều là van có chức năng điều chỉnh.
So với tính toán, việc lựa chọn van quan trọng và phức tạp hơn nhiều. Điều này là do tính toán chỉ là một phép tính công thức đơn giản và độ chính xác của nó không nằm ở độ chính xác của chính công thức mà là ở độ chính xác của các thông số quy trình đã cho.
Việc lựa chọn van liên quan đến nhiều cân nhắc và ngay cả những sai sót nhỏ cũng có thể dẫn đến việc lựa chọn không đúng cách, dẫn đến lãng phí nhân lực, vật tư và tài chính, cũng như hiệu suất không đạt yêu cầu và các vấn đề vận hành khác nhau như độ tin cậy, tuổi thọ và chất lượng vận hành.
Ưu điểm của trục van hai chỗ là cấu trúc cân bằng lực, cho phép chênh lệch áp suất cao. Tuy nhiên, nhược điểm nổi bật của nó là hai bề mặt bịt kín không thể duy trì tiếp xúc tốt đồng thời, dẫn đến rò rỉ đáng kể.
Nếu nó được sử dụng một cách nhân tạo và bắt buộc trong các ứng dụng tắt, kết quả sẽ không đạt yêu cầu. Ngay cả với những cải tiến (chẳng hạn như van ống bọc hai mặt kín), cách tiếp cận này cũng không được khuyến khích.
Đối với một lõi van đơn, khi môi chất là loại mở dòng, van có độ ổn định tốt; khi môi chất là loại đóng dòng, van có độ ổn định kém. Van hai chỗ có hai lõi van, với lõi van dưới ở chế độ đóng dòng và lõi van trên ở chế độ mở dòng.
Do đó, khi hoạt động ở các vị trí mở nhỏ, lõi van đóng dòng dễ gây ra rung động van, đó là lý do tại sao van hai chỗ không thích hợp cho các ứng dụng mở nhỏ.
Nó thường được sử dụng trong các ứng dụng mà rò rỉ là tối thiểu và chênh lệch áp suất không đáng kể.
Van điều khiển hai chỗ thẳng chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng có chênh lệch áp suất cao và yêu cầu rò rỉ ít nghiêm ngặt hơn.
Trong van hành trình thẳng, lõi van thực hiện điều tiết theo chiều dọc, trong khi môi chất chảy vào và ra theo chiều ngang. Đường dẫn dòng chảy bên trong khoang van chắc chắn bị uốn cong và quay, làm cho đường dẫn dòng chảy của van rất phức tạp (giống hình chữ “S” ngược). Điều này tạo ra nhiều vùng chết, cung cấp không gian cho sự lắng đọng của môi chất, có thể dẫn đến tắc nghẽn theo thời gian.
Trong van hành trình góc, hướng điều tiết là theo chiều ngang, với môi chất chảy vào và ra theo chiều ngang. Điều này tạo điều kiện cho việc loại bỏ tạp chất và đơn giản hóa đường dẫn dòng chảy, giảm thiểu không gian lắng đọng. Do đó, van hành trình góc có hiệu suất chống tắc nghẽn vượt trội.
Van xi lanh, ra mắt vào những năm 1960, đã được sử dụng rộng rãi trong nước và quốc tế vào những năm 1970. Vào những năm 1980, van xi lanh chiếm một tỷ lệ đáng kể trong các cơ sở hóa dầu được giới thiệu. Vào thời điểm đó, nhiều người tin rằng van xi lanh có thể thay thế van một chỗ và hai chỗ, trở thành sản phẩm thế hệ thứ hai.
Tuy nhiên, điều này không đúng trong ngày nay. Van một chỗ, van hai chỗ và van ống bọc đều được sử dụng như nhau. Điều này là do van ống bọc chỉ cải thiện hình thức điều tiết, độ ổn định và bảo trì so với van một chỗ, nhưng trọng lượng, khả năng chống tắc nghẽn và hiệu suất rò rỉ của chúng phù hợp với van một chỗ và hai chỗ. Làm sao chúng có thể thay thế van một chỗ và hai chỗ? Do đó, chúng chỉ có thể được sử dụng cùng nhau.
Van tắt yêu cầu rò rỉ càng thấp càng tốt. Van phớt mềm có độ rò rỉ thấp nhất và do đó có hiệu suất tắt tốt nhất, nhưng chúng không chịu mài mòn và có độ tin cậy kém. Từ các tiêu chí kép về rò rỉ thấp và bịt kín đáng tin cậy, van tắt phớt mềm kém hơn van tắt phớt cứng. Ví dụ, van điều khiển siêu nhẹ đầy đủ chức năng, có phớt được bảo vệ bằng hợp kim chống mài mòn, mang lại độ tin cậy cao và tỷ lệ rò rỉ là 10⁻⁷, đã đáp ứng các yêu cầu đối với van tắt.
Điều này liên quan đến một nguyên tắc cơ học đơn giản: ma sát trượt cao, trong khi ma sát lăn thấp. Trong van hành trình tuyến tính, thân van di chuyển lên và xuống. Nếu vật liệu đóng gói được nén nhẹ, nó sẽ quấn chặt quanh thân van, gây ra độ trễ đáng kể. Do đó, thân van được thiết kế rất mỏng và vật liệu đóng gói PTFE ma sát thấp thường được sử dụng để giảm độ trễ. Tuy nhiên, điều này dẫn đến các vấn đề như thân van dễ bị uốn cong và vật liệu đóng gói có tuổi thọ ngắn.
Giải pháp tốt nhất cho vấn đề này là sử dụng thân van quay, tức là van điều khiển loại hành trình góc. Thân van của nó dày hơn 2–3 lần so với thân van hành trình tuyến tính và nó sử dụng vật liệu đóng gói bằng than chì có tuổi thọ dài hơn. Thân van có độ cứng tốt, vật liệu đóng gói có tuổi thọ dài hơn và mô-men ma sát và độ trễ thực tế nhỏ hơn.
