February 13, 2025
Tóm tắt: Là một thiết bị điều khiển tự động hóa công nghiệp quan trọng, van điều khiển khí nén được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như ngành công nghiệp hóa học, dầu mỏ, điện, luyện kim v.v.Nó sử dụng không khí nén như là nguồn năng lượng, kết hợp với thiết bị định vị van điện và thiết bị điều khiển, để thực hiện kiểm soát chính xác các thông số quy trình như lưu lượng trung bình và áp suất trong đường ống.chúng ta sẽ giới thiệu các cấu trúc thành phần, nguyên tắc hoạt động, đặc điểm ứng dụng của van điều khiển khí và tầm quan trọng của nó trong sản xuất công nghiệp.
I. Lời giới thiệu
Với sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp hiện đại, hệ thống điều khiển tự động hóa đang được sử dụng ngày càng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau.van điều khiển khí nén chiếm một vị trí quan trọng trong tự động hóa công nghiệp do những lợi thế của nó điều khiển đơn giản, phản ứng nhanh và an toàn nội tại.nguyên tắc hoạt động và đặc điểm ứng dụng của van điều khiển khí nén để giúp người đọc hiểu đầy đủ thiết bị quan trọng này.
II. cấu trúc và thành phần của van điều khiển khí
Van điều khiển khí nén chủ yếu bao gồm các bộ phận sau:
1. máy điều khiển khí: đây là thành phần cốt lõi của van điều khiển khí, chịu trách nhiệm nhận tín hiệu từ hệ thống điều khiển (chẳng hạn như PLC), và sẽ được chuyển đổi sang hoạt động cơ khí.Máy điều khiển khí nén thường bao gồm các thành phần ốc niềng khí nén, muối, thiết bị điều khiển và thân van.
2. điều chỉnh thân van: bao gồm cuộn van, ghế van và thân van chính nó.họ kiểm soát dòng chảy và áp suất của môi trường thông qua sự thay đổi vị trí tương đối.
3. định vị van: được sử dụng để cải thiện độ chính xác của điều khiển van. Định vị theo tín hiệu phản hồi dịch chuyển thân van để đảm bảo độ chính xác và ổn định của hoạt động van.
4. phụ kiện: như van giảm áp suất lọc, van điện tử, thiết bị điều khiển bằng tay, v.v., được sử dụng để hỗ trợ hoạt động bình thường của hệ thống.
III. nguyên tắc hoạt động của van điều chỉnh khí
Quá trình làm việc của van điều khiển khí nén có thể được chia thành các bước sau:
Nhận và chuyển đổi tín hiệu: van điều khiển khí thông qua hệ thống điều khiển (chẳng hạn như PLC) để nhận tín hiệu điện hoặc tín hiệu tương tự,các tín hiệu này được chuyển đổi thành tín hiệu khí nén thông qua thiết bị định vị van điện hoặc chuyển đổiVí dụ, một tín hiệu dòng 4-20mA thông thường có thể được chuyển đổi thành tín hiệu khí nén 0,02-0,1MPa thông qua thiết bị định vị van.Chuyển đổi này cho phép động cơ điều khiển khí nén thực hiện các hành động tương ứng theo những thay đổi trong tín hiệu đầu vào.
2. Hoạt động của bộ điều khiển
Khi tín hiệu khí nén đi vào bộ điều khiển màng mỏng khí nén, không khí nén đẩy màng mở rộng, từ đó đẩy bộ điều khiển và thân van,làm cho cuộn được di dời và thay đổi mở vanCụ thể:
- Khi tín hiệu áp suất không khí tăng lên, thanh đẩy di chuyển lên, thúc đẩy ống van và cuộn lên, và van mở rộng;
- Khi tín hiệu áp suất không khí giảm, thanh đẩy di chuyển xuống, đẩy thân van và cuộn xuống, van đóng nhỏ.
3. Vai trò của vị trí van
The valve positioner adjusts the action of the pneumatic actuator in real time according to the displacement feedback signal of the valve stem to ensure that the opening of the valve is consistent with the input signalKhi tín hiệu phản hồi được cân bằng với tín hiệu đầu vào, van ngừng di chuyển, do đó đảm bảo độ chính xác và ổn định của quy định.
4Điều chỉnh lưu lượng và áp suất trung bình
Áp suất trước van (P1) được thay đổi thành áp suất sau van (P2) thông qua hiệu ứng throttling của cuộn van và ghế van.
- Điều chỉnh áp suất: P2 được đưa vào buồng màng trên thông qua đường ống dẫn và hoạt động trên đĩa trên cùng, lực kết quả được cân bằng với lực phản ứng của lò xo,xác định vị trí tương đối của cuộn và ghế, do đó kiểm soát áp suất sau van. khi P2 tăng, lực trên đĩa trên tăng, vượt qua lực của lò xo, đóng cuộn, giảm khu vực dòng chảy,làm tăng sức đề kháng dòng chảy, và P2 giảm cho đến khi nó đạt được giá trị đặt.
- Điều chỉnh dòng chảy: Bằng cách thay đổi vị trí tương đối của cuộn và ghế, khu vực dòng chảy của môi trường được điều chỉnh, do đó kiểm soát dòng chảy.van được mở; khi cần thiết để giảm dòng chảy, van được đóng.
5Phản hồi và quy định
Trong toàn bộ quá trình điều chỉnh, van mở thay đổi, tay cầm phản hồi sẽ cung cấp cho vị trí một tín hiệu phản hồi thời gian thực.Các vị trí điều chỉnh theo tín hiệu phản hồi này để đảm bảo độ chính xác và ổn định của các hoạt động vanKhi tín hiệu phản hồi được cân bằng với tín hiệu đầu vào, van ngừng di chuyển và duy trì mở hiện tại.
IV. đặc điểm ứng dụng của van điều khiển khí nén
Van điều khiển khí nén có những lợi thế quan trọng sau đây, làm cho nó được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điều khiển tự động hóa công nghiệp:
1. điều khiển đơn giản: hoạt động và bảo trì van điều khiển khí nén tương đối đơn giản, không yêu cầu mạch điện tử phức tạp, giảm tỷ lệ thất bại và chi phí bảo trì.
2. phản ứng nhanh: do tốc độ phản ứng nhanh của sức mạnh khí nén,van điều khiển khí nén có thể được hoàn thành trong một khoảng thời gian ngắn từ khi nhận được hướng dẫn để thực hiện toàn bộ quy trình hành động, cải thiện tốc độ phản hồi của hệ thống.
3. An toàn nội tại: van điều khiển khí nén không dựa vào động cơ điện, để tránh nguy cơ phát tia điện, đặc biệt là cho các nơi dễ cháy và nổ.
4Khả năng thích nghi mạnh mẽ: van điều khiển khí nén có thể điều chỉnh khí, hơi nước, chất lỏng và các phương tiện khác, phù hợp với các điều kiện làm việc khác nhau.
5. Thời gian sử dụng dài: cấu trúc của van điều khiển khí nén được thiết kế hợp lý, lựa chọn vật liệu là tuyệt vời, với độ bền cao và độ tin cậy,và có thể hoạt động ổn định trong một thời gian dài.
6. tiết kiệm năng lượng và hiệu quả cao: thông qua kiểm soát chính xác dòng chảy và áp suất phương tiện, van điều khiển khí nén có thể tiết kiệm năng lượng hiệu quả và cải thiện hiệu quả sản xuất.
Các kịch bản ứng dụng điển hình
Van điều khiển khí nén được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp và dịp sau:
1. ngành công nghiệp hóa học: được sử dụng để điều chỉnh dòng chảy và áp suất của vật liệu trong lò phản ứng hóa học, để đảm bảo sự ổn định và an toàn của các điều kiện phản ứng.
2. ngành công nghiệp dầu mỏ: được sử dụng trong giếng dầu, nhà máy lọc dầu và các nơi khác để điều chỉnh dòng chảy và áp suất trong đường ống dẫn dầu và khí đốt,để đảm bảo sự an toàn và ổn định của quá trình sản xuất.
3. ngành công nghiệp điện: được sử dụng trong hệ thống cung cấp nước nồi hơi và hệ thống điều chỉnh hơi của nhà máy điện nhiệt để đảm bảo sự ổn định và hiệu quả của hoạt động nồi hơi.
4. ngành công nghiệp luyện kim: được sử dụng trong lò cao, máy chuyển đổi và các thiết bị khác hệ thống nước làm mát, hệ thống điều chỉnh khí, vv, để đảm bảo sự an toàn và ổn định của quá trình sản xuất.
5Công nghiệp dược phẩm: được sử dụng trong quá trình sản xuất dược phẩm của các vật liệu khác nhau vận chuyển và quy định, để đảm bảo độ chính xác của quá trình sản xuất và tiêu chuẩn sức khỏe.
VI. xu hướng phát triển trong tương lai
Với sự phát triển liên tục của công nghệ tự động hóa công nghiệp, van điều khiển khí nén cũng liên tục được cải thiện và hoàn thiện.xu hướng phát triển của van điều khiển khí nén chủ yếu được phản ánh trong các khía cạnh sau::
1- Thông minh.việc giới thiệu các cảm biến thông minh và các mô-đun truyền thông để đạt được các chức năng giám sát và chẩn đoán từ xa để cải thiện mức độ tự động hóa và độ tin cậy của hệ thống.
2Tích hợp: tích hợp van điều khiển khí nén với các thiết bị điều khiển khác để tạo thành một hệ thống điều khiển tích hợp, đơn giản hóa việc lắp đặt và bảo trì.
3. tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường: tối ưu hóa hơn nữa quy trình thiết kế và sản xuất van điều khiển khí nén, giảm tiêu thụ năng lượng, giảm ô nhiễm môi trường.
4. đa chức năng: phát triển van điều khiển khí nén với nhiều chức năng khác nhau để đáp ứng các nhu cầu phức tạp của các điều kiện làm việc khác nhau.
VII. Kết luận
Là một thiết bị điều khiển tự động hóa công nghiệp hiệu quả, đáng tin cậy và an toàn, van điều khiển khí nén đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp.Thiết kế cấu trúc độc đáo và lợi thế kỹ thuật làm cho nó trở thành một phần không thể thiếu của sản xuất công nghiệp hiện đạiTrong tương lai, với sự đổi mới và phát triển liên tục của công nghệ, van điều khiển khí nén chắc chắn sẽ cho thấy tiềm năng và không gian phát triển nhiều hơn trong nhiều lĩnh vực,cung cấp các giải pháp hoàn hảo hơn cho sản xuất và bảo vệ môi trường của các ngành công nghiệp khác nhau.
