October 2, 2026
Van khóa là một phụ kiện khí nén được sử dụng để bảo vệ vị trí vận hành của bộ truyền động khí nén khi tín hiệu không khí cung cấp hoặc điều khiển của thiết bị trở nên bất thường.
Trong cụm van điều khiển điển hình, bộ truyền động phụ thuộc vào khí nén để duy trì hoặc thay đổi vị trí van. Nếu nguồn cung cấp không khí đột ngột giảm xuống dưới một áp suất xác định, chỉ cần mất không khí cũng có thể khiến bộ truyền động di chuyển đến vị trí không mong muốn.
Van khóa cung cấp một lựa chọn khác.
Tùy thuộc vào cấu hình của nó, nó có thểduy trì áp suất của bộ truyền động, tắt mạch khí nén, chuyển đường dẫn khí hoặc khóa van điều khiển ở vị trí cuối cùng của nó.
Điều này làm cho van khóa trở nên hữu ích trong các ứng dụng điều khiển quy trình trong đó sự thay đổi bất ngờ về vị trí van có thể ảnh hưởng đến sự ổn định của sản xuất, thiết bị hoặc quy trình.
Các nhà sản xuất khác nhau sử dụng các thiết kế khí nén khác nhau. SMC, KOSO, Fisher và Masoneilan đều cung cấp các giải pháp cho các chức năng hỏng hóc hoặc khóa máy, nhưng cấu trúc và phương pháp vận hành của chúng không giống nhau.
Nguyên tắc cơ bản dựa trên việc theo dõi áp suất khí nén.
Trong điều kiện bình thường, nguồn cung cấp không khí cho thiết bị đi qua thiết bị khóa và đến bộ truyền động hoặc mạch điều khiển khí nén.
Khi áp suất được theo dõi vẫn cao hơn giá trị đặt trước, van vẫn ở trạng thái hoạt động bình thường.
Khi áp suất giảm xuống dưới điểm đặt, cơ chế bên trong sẽ thay đổi mạch khí nén.
Tùy thuộc vào thiết kế, điều này có thể:
Điểm quan trọng là van khóa thường không điều khiển trực tiếp môi trường xử lý. Thay vào đó, nó điều khiểnmạch khí nén kết nối với bộ truyền động.
của SMCVan khóa dòng IL201/211/220được thiết kế cho các hệ thống điều khiển quá trình bằng khí nén trong đó xảy ra sự cố đường ống cấp khí hoặc nguồn khí.
Dòng sản phẩm này bao gồm các cấu hình tác động đơn, tác động kép và ba cổng. SMC cho biết phiên bản tác động đơn và kép giữ lại áp suất ở phần vận hành như một biện pháp khẩn cấp cho đến khi nguồn khí trở lại bình thường, trong khi phiên bản ba cổng thay đổi cổng cấp khi xảy ra sự cố.
Nguyên lý hoạt động dựa trên mối quan hệ giữaáp suất tín hiệu và lò xo điều chỉnh.
Khi áp suất tín hiệu cao hơn cài đặt lò xo, màng ngăn di chuyển, đường thoát khí đóng lại và không khí được dẫn vào buồng màng phía dưới. Điều này di chuyển piston bên trong và mở đường dẫn khí bình thường.
Khi áp suất tín hiệu giảm xuống dưới áp suất cài đặt, vị trí màng ngăn sẽ thay đổi. Áp suất ở khoang dưới được giải phóng và lò xo di chuyển cơ cấu van để ngắt mạch không khí liên quan. Trong cấu hình ba cổng, đường dẫn luồng thay đổi từ cổng cung cấp này sang cổng khác.
Đối với dòng IL201/211/220, SMC liệt kê phạm vi áp suất cài đặt là0,14–0,7 MPavà áp suất mạch khí nén tắt tối đa là0,7 MPa.
Một yếu tố quan trọng cần cân nhắc là không khí trong dụng cụ sạch sẽ. Hướng dẫn sử dụng của SMC đặc biệt khuyến nghị sử dụng khí nén sạch đã loại bỏ hơi ẩm và bụi vì cấu trúc bên trong bao gồm các đường dẫn nhỏ.
KOSO sử dụng van khóa làm phụ kiện khí nén chongắt, chuyển mạch hoặc khóa mạch khí của thiết bị.
cácVan khóa KOSO CL420 và CL523là những ví dụ về loại phụ kiện điều khiển khí nén này. KOSO liệt kê áp suất tối đa là 800 kPa và phạm vi áp suất cài đặt là 100–600 kPa cho các kiểu máy này.
Khái niệm vận hành cơ bản là giám sát áp suất khí nén liên quan và thay đổi mạch khí khi áp suất đạt đến điều kiện chuyển mạch quy định.
Trong cụm van điều khiển, chức năng này có thể được sử dụng để ngăn chặn chuyển động của bộ truyền động không được kiểm soát sau tình trạng cung cấp không khí bất thường.
Các kết nối khí nén chính xác và hoạt động chuyển mạch phụ thuộc vào kiểu máy đã chọn và cách bố trí bộ truyền động. Do đó, khi thay thế van khóa KOSO, nhà cung cấp nên kiểm tra model ban đầu, cấu hình cổng, loại bộ truyền động, áp suất nguồn cấp bình thường và chức năng hỏng hóc cần thiết thay vì chỉ chọn thay thế theo kích thước kết nối.
Fisher tiếp cận chức năng này thông qua các van ngắt cảm biến áp suất.
cácVan cảm biến áp suất Fisher 377được thiết kế cho các ứng dụng cần có hành động truyền động cụ thể khi áp suất cung cấp giảm xuống dưới điểm dừng có thể điều chỉnh.
Khi áp suất cung cấp giảm xuống dưới điểm ngắt, 377 có thể được cấu hình để tạo ra bộ truyền động:
Khi áp suất nguồn tăng lên trên điểm ngắt, van ngắt sẽ tự động đặt lại và cho phép hệ thống trở lại hoạt động bình thường.
Đối với mộtkhóa cuối cùngcấu hình, ý tưởng cơ bản là cách ly đầu ra khí nén của bộ truyền động để áp suất đã tác động lên bộ truyền động được giữ lại.
Điều này khác với việc chỉ thông gió cho bộ truyền động.
Thay vì buộc bộ truyền động ngay lập tức về vị trí lò xo bị hỏng, mạch khí nén được cấu hình để duy trì tình trạng hiện tại của bộ truyền động cho đến khi nguồn cung cấp không khí phục hồi.
Fisher cũng cung cấp các giải pháp ứng dụng bằng cách sử dụng van ngắt 377 với bộ điều khiển van kỹ thuật số và bộ truyền động khí nén cho các chức năng khóa cuối cùng.
Điều này làm cho giải pháp Fisher đặc biệt phù hợp với các cụm van điều khiển trong đó việc duy trì vị trí van hiện có trong khi mất áp suất cung cấp là một phần của nguyên tắc hư hỏng bắt buộc.
Masoneilan cung cấp các giải pháp van khóa và chuyển khí nén cho các ứng dụng van điều khiển.
Một ví dụ làVan chuyển Masoneilan 78-80. Theo tài liệu của Baker Hughes, van chuyển sẽ chuyển luồng khí từ cổng này sang cổng khác khi áp suất tín hiệu giảm xuống dưới áp suất đặt trước khi xảy ra sự cố không khí.
Van chuyển ba chiều cũng có thể được sử dụng làm van khóa bằng cách cắm cổng xả. Trong cấu hình này, van có thể khóa van điều khiển ở vị trí cuối cùng bằng cách hạn chế áp suất không khí trong bộ truyền động. Khi áp suất không khí bị lỗi phục hồi trên mức áp suất cài đặt, tình trạng khóa sẽ được giải phóng và van điều khiển trở lại hoạt động bình thường.
Masoneilan cũng liệt kêVan khóa khí 77-6trong tài liệu sản phẩm và trung tâm tài nguyên của nó.
Do đó, khái niệm then chốt tương tự như cách sắp xếp khóa cuối cùng của Fisher: thay vì cho phép áp suất của bộ truyền động thoát ra ngay lập tức, thiết bị khóa sẽ cách ly mạch khí nén và duy trì tình trạng của bộ truyền động trong suốt thời gian xảy ra sự cố không khí.
Mặc dù cả bốn thương hiệu đều có thể được kết hợp với các chức năng khóa bằng khí nén, nhưng cấu trúc sản phẩm của chúng không được coi là có thể thay thế cho nhau.
| Thương hiệu | Sản phẩm tiêu biểu | Chức năng chính | Khái niệm vận hành |
|---|---|---|---|
| SMC | IL201/211/220 | Khóa bằng khí nén | Cảm biến áp suất và ngắt/chuyển mạch khí nén |
| KOSO | CL420 / CL523 | Khóa/công tắc mạch khí của dụng cụ | Chuyển mạch dựa trên áp suất khí nén |
| ngư dân | 377 | Chuyến đi cảm biến áp suất | Thất bại, thất bại hoặc khóa cuối cùng |
| Hội Tam điểm | 78-80 / 77-6 | Chuyển / khóa không khí | Chuyển đổi đường dẫn khí hoặc duy trì áp suất của bộ truyền động |
Sự khác biệt lớn nhất không chỉ đơn giản là thương hiệu. Đó làhành động thất bại cần thiết.
Ví dụ, một van điều khiển có thể cần giữ nguyên vị trí hiện tại khi mất áp suất không khí, trong khi một van khác có thể cần phải mở hoàn toàn hoặc đóng hoàn toàn.
Do đó, van khóa phải được lựa chọn cùng với nguyên tắc hỏng hóc của bộ truyền động và van điều khiển.
Một trình tự khóa điển hình có thể được hiểu theo bốn bước:
Áp suất không khí của thiết bị cao hơn cài đặt khóa.
Mạch khí nén hoạt động bình thường và bộ truyền động phản hồi đầu ra của bộ định vị.
Van khóa cảm nhận được rằng áp suất được theo dõi đã giảm xuống dưới giá trị đặt trước.
Cơ chế bên trong sẽ tắt, tắt hoặc cách ly đường dẫn khí liên quan.
Hành động chính xác phụ thuộc vào kiểu máy và cấu hình.
Bộ truyền động vẫn duy trì áp suất khí nén, khóa vị trí hiện tại hoặc tuân theo hành động hỏng hóc được chỉ định.
Khi áp suất không khí bình thường được khôi phục, một số thiết kế sẽ tự động thiết lập lại và đưa mạch khí nén trở lại hoạt động bình thường.
Khi lựa chọn hoặc thay thế van khóa, chỉ thương hiệu thôi là chưa đủ.
Kiểm tra các thông tin sau:
1. Loại thiết bị truyền động
Bộ truyền động tác động đơn và tác động kép yêu cầu bố trí khí nén khác nhau.
2. Hành động khắc phục sự cố bắt buộc
Xác định xem van có cần:
3. Áp lực cung cấp
Kiểm tra áp suất không khí bình thường, tối thiểu và tối đa của thiết bị.
4. Áp suất ngắt hoặc đặt
Áp suất khóa phải tương ứng với yêu cầu thực tế của hệ thống khí nén.
5. Cấu hình cổng
Kiểm tra số lượng cổng, loại kết nối và đường dẫn khí nén.
6. Cấu hình bộ định vị
Van khóa phải tương thích với sự sắp xếp của bộ định vị và bộ truyền động.
7. Yêu cầu đáp ứng
Đối với các ứng dụng điều khiển quan trọng, hành vi chuyển mạch và duy trì áp suất cần được xem xét trong quá trình thiết kế hệ thống.
Một số vấn đề có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của van khóa.
Nếu cài đặt quá cao, van khóa có thể kích hoạt khi áp suất dao động bình thường. Nếu nó quá thấp, hệ thống có thể không phản hồi như dự kiến khi có sự cố cấp khí thực tế.
Độ ẩm, bụi và các chất gây ô nhiễm khác có thể ảnh hưởng đến các đường dẫn khí nén nhỏ và các bộ phận bên trong. Làm sạch không khí trong dụng cụ đặc biệt quan trọng đối với các thiết bị khóa khí nén nhỏ gọn.
Van khóa có thể tự hoạt động chính xác nhưng không cung cấp được hoạt động truyền động cần thiết nếu việc bố trí ống không chính xác.
Sự sắp xếp khóa cuối cùng không được coi là tương đương với hoạt động đóng sai hoặc mở sai. Hành động hư hỏng cần thiết phải được xác định trước khi chọn mạch khí nén.
Các nhà sản xuất khác nhau có thể sử dụng các cấu trúc bên trong khác nhau ngay cả khi sản phẩm của họ thực hiện các chức năng tương tự. Do đó, việc thay thế từ mô hình này sang mô hình khác phải được xác minh bằng cách sử dụng các yêu cầu về sơ đồ khí nén và bộ truyền động ban đầu.
SMC, KOSO, Fisher và Masoneilan đều cung cấp các giải pháp khí nén có thể được sử dụng để khóa, bảo vệ sự cố không khí hoặc chuyển mạch mạch khí nén, nhưng cơ chế vận hành và cấu hình sản phẩm của chúng khác nhau.
Các sản phẩm SMC IL Series sử dụng cảm biến áp suất và chuyển mạch khí nén dựa trên màng ngăn. Van khóa dòng KOSO CL được sử dụng để ngắt, chuyển mạch và khóa mạch khí của thiết bị. Fisher 377 sử dụng cảm biến áp suất để cung cấp các chức năng báo lỗi, hỏng hóc hoặc khóa cuối cùng có thể định cấu hình. Các giải pháp của Masoneilan như van chuyển 78-80 có thể chuyển đổi dòng khí nén và ở cấu hình phù hợp, duy trì áp suất của bộ truyền động để khóa van điều khiển ở vị trí cuối cùng.
Đối với việc mua sắm và thay thế, các yếu tố quan trọng nhất làloại thiết bị truyền động, vị trí lỗi yêu cầu, áp suất cung cấp, áp suất ngắt, cấu hình cổng và kết nối khí nén.
Nếu bạn đang tìm nguồn cung ứng van khóa SMC, KOSO, Fisher hoặc Masoneilan, việc cung cấp số model ban đầu và cấu hình bộ truyền động/bộ định vị là cách đáng tin cậy nhất để xác định gói phụ kiện van điều khiển hoàn chỉnh hoặc thay thế phù hợp.
