Van bướm điều khiển điện tay quay

Van bướm điều khiển điện tay quay là gì?

Van bướm điều khiển điện tay quay là dòng van bướm được trang bị bộ truyền động điện (actuator) để đóng mở tự động từ xa, đồng thời vẫn giữ lại tay quay cơ khí để vận hành thủ công khi cần thiết. Nói cách khác, đây là loại van kết hợp hai chế độ vận hành trong cùng một thiết bị: chế độ điện cho hoạt động thường xuyên và chế độ tay quay dự phòng cho các tình huống mất điện, sự cố động cơ hoặc khi cần hiệu chỉnh tại chỗ.

Van bướm vốn có thiết kế đơn giản gồm một đĩa van hình tròn xoay quanh trục để điều tiết hoặc ngắt dòng chảy. Khi gắn thêm bộ điều khiển điện, loại van này trở thành thiết bị tự động hóa phù hợp với các hệ thống hiện đại, nơi người vận hành cần điều khiển từ phòng trung tâm thay vì đến từng vị trí van. 

Chính sự kết hợp giữa tính tự động và khả năng vận hành thủ công dự phòng khiến dòng van này được ưa chuộng trong nhiều ngành như cấp thoát nước, xử lý nước thải, hóa chất, thực phẩm, nhiệt điện và phòng cháy chữa cháy.

Về kiểu kết nối, van bướm điều khiển điện có ba dạng phổ biến là van bướm kẹp (wafer), van bướm mặt bích (flange) và van bướm tai (lug). Kích thước thường gặp từ DN50 đến DN1200, tùy vào lưu lượng và yêu cầu của từng hệ thống.

Cấu tạo và thông số kỹ thuật của Van bướm điều khiển điện tay quay

Một chiếc van bướm điều khiển điện tay quay gồm hai khối chính là thân van và bộ truyền động điện.

Phần thân van bao gồm thân van, đĩa van, trục van, gioăng làm kín và các chi tiết lắp ghép. Thân van thường được chế tạo từ gang cầu, gang xám, thép đúc hoặc inox 304, 316 tùy môi trường làm việc. Đĩa van có thể làm bằng gang cầu mạ epoxy, inox hoặc hợp kim đặc biệt để chống ăn mòn. 

Trục van thường là inox 410 hoặc 304, đảm bảo độ bền khi chịu mô-men xoắn liên tục. Gioăng làm kín được làm từ EPDM, NBR, Viton hoặc PTFE, mỗi loại phù hợp với một dải nhiệt độ và loại lưu chất riêng. Ví dụ, EPDM thích hợp cho nước và hóa chất nhẹ, còn PTFE dùng cho môi trường ăn mòn mạnh.

Phần bộ truyền động điện gồm động cơ điện, hộp số giảm tốc, công tắc hành trình, công tắc mô-men, bộ chỉ thị vị trí, mạch điều khiển và cơ cấu tay quay. Động cơ tạo lực quay, hộp số giảm tốc chuyển đổi tốc độ cao thành mô-men lớn để xoay trục van. Công tắc hành trình giới hạn điểm đóng và mở hoàn toàn, trong khi công tắc mô-men bảo vệ van khỏi quá tải khi có vật cản. Tay quay được liên kết với hộp số thông qua cơ cấu ly hợp, cho phép chuyển đổi giữa chế độ điện và chế độ thủ công.

Bảng thông số kỹ thuật: Van bướm điều khiển điện tay quay

Thông số van

Vật liệu cấu tạo

Thông số bộ điều khiển điện (Actuator)

Bảng chọn mô-men xoắn theo DN

Phụ kiện và thông tin khác

Nguyên lý hoạt động của Van bướm điều khiển điện tay quay

Nguyên lý hoạt động của van dựa trên chuyển động xoay một phần tư vòng, tức là đĩa van quay một góc 90 độ để chuyển từ trạng thái đóng hoàn toàn sang mở hoàn toàn.

Ở chế độ điện, khi nhận tín hiệu điều khiển từ tủ điện hoặc hệ thống PLC, động cơ trong actuator bắt đầu quay. Chuyển động này truyền qua hộp số giảm tốc để tạo ra mô-men xoắn lớn, làm quay trục van và đĩa van. Khi đĩa van xoay song song với dòng chảy, van ở trạng thái mở và lưu chất đi qua với tổn thất áp suất thấp. 

Khi đĩa van xoay vuông góc với dòng chảy, van đóng và ép sát vào gioăng làm kín, ngăn hoàn toàn dòng lưu chất. Khi đạt vị trí giới hạn, công tắc hành trình tự động ngắt động cơ và gửi tín hiệu phản hồi về trung tâm điều khiển. Với dòng van điều khiển tỷ lệ, đĩa van có thể dừng ở bất kỳ góc nào giữa 0 và 90 độ để điều tiết lưu lượng theo tín hiệu analog nhận được.

Ở chế độ thủ công, người vận hành gạt cần chuyển sang vị trí tay quay, lúc này ly hợp ngắt động cơ khỏi hộp số. Khi xoay tay quay, lực truyền trực tiếp qua hộp số đến trục van, giúp đóng mở van mà không cần nguồn điện. Cơ chế này cũng bảo đảm an toàn cho người vận hành, vì động cơ không thể tự khởi động khi tay quay đang ăn khớp.

Ưu điểm và nhược điểm của Van bướm điều khiển điện tay quay

Về ưu điểm, trước hết đây là dòng van có khả năng điều khiển từ xa, giúp giảm nhân công và tăng độ chính xác trong vận hành. Hệ thống có thể tích hợp với PLC, SCADA hoặc DCS để giám sát và điều khiển tập trung. Thứ hai, tay quay dự phòng giúp hệ thống vẫn hoạt động được khi mất điện hoặc hỏng động cơ, nâng cao độ tin cậy cho các dây chuyền quan trọng.

Thứ ba, thiết kế nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ hơn nhiều so với van cổng cùng kích thước, nên dễ lắp đặt và tiết kiệm không gian. Thứ tư, van đóng mở nhanh, tổn thất áp suất thấp khi mở hoàn toàn và chi phí đầu tư hợp lý so với các loại van điện khác. Ngoài ra, bảo trì tương đối đơn giản vì cấu tạo ít chi tiết, tuổi thọ cao nếu chọn vật liệu phù hợp.

Về nhược điểm, giá thành cao hơn van bướm tay gạt hoặc tay quay thông thường do có thêm bộ truyền động điện. Van phụ thuộc vào nguồn điện và tín hiệu điều khiển, nên cần hệ thống dây dẫn, tủ điện đi kèm. Đĩa van luôn nằm trong lòng ống nên gây cản trở dòng chảy nhất định, không thích hợp cho các hệ thống cần thoi làm sạch đường ống bằng pig. 

Khả năng điều tiết lưu lượng của van bướm kém chính xác hơn van cầu ở dải mở nhỏ. Ngoài ra, với môi trường áp suất rất cao hoặc nhiệt độ cực đoan, van bướm gioăng mềm không còn phù hợp và cần chuyển sang dòng van bướm ba lệch tâm gioăng kim loại.

Ứng dụng của Van bướm điều khiển điện tay quay

Nhờ tính linh hoạt, van bướm điều khiển điện tay quay xuất hiện trong rất nhiều lĩnh vực. Trong ngành cấp nước và xử lý nước thải, van được lắp tại các trạm bơm, nhà máy nước, bể lắng, bể lọc để điều tiết lưu lượng và cô lập đường ống. Trong ngành hóa chất, van chịu được nhiều loại dung dịch axit, kiềm khi chọn đúng vật liệu thân và gioăng. Ngành thực phẩm và đồ uống sử dụng van inox vi sinh để đảm bảo vệ sinh, dễ làm sạch. 

Ngành nhiệt điện, lò hơi, HVAC dùng van để điều khiển nước nóng, nước làm mát và hơi áp thấp. Hệ thống phòng cháy chữa cháy tận dụng khả năng đóng mở nhanh để kiểm soát nguồn nước cấp. Ngoài ra, van còn được dùng trong ngành giấy, dệt nhuộm, luyện kim, dầu khí và các tòa nhà cao tầng có hệ thống điều hòa trung tâm.

Hướng dẫn sử dụng Van bướm điều khiển điện tay quay

Trước khi vận hành, cần kiểm tra toàn bộ van và đường ống. Xác nhận van được lắp đúng chiều, bulong mặt bích siết đều, nguồn điện cấp đúng điện áp ghi trên nhãn actuator và dây dẫn đấu nối chắc chắn. Kiểm tra cài đặt công tắc hành trình để đảm bảo van đóng và mở đúng vị trí.

Khi vận hành bằng điện, đặt cần chuyển về chế độ điện (thường ký hiệu là Auto hoặc Motor), sau đó cấp nguồn và gửi lệnh mở hoặc đóng từ nút bấm tại chỗ, tủ điều khiển hoặc hệ thống tự động. Quan sát đèn chỉ thị và bộ chỉ thị vị trí để xác nhận van đã đến đúng trạng thái. Lần chạy đầu tiên nên thử không tải để kiểm tra chiều quay, tránh tình trạng đóng mở ngược.

Khi cần vận hành bằng tay, trước hết phải cắt nguồn điện cấp cho actuator, sau đó gạt cần sang vị trí Manual và xoay tay quay theo chiều kim đồng hồ để đóng van, ngược chiều kim đồng hồ để mở van. Sau khi xử lý xong, cần đưa cần gạt về chế độ điện rồi mới cấp lại nguồn.

Đối với việc bảo dưỡng định kỳ, nên kiểm tra gioăng, bôi trơn trục van và hộp số mỗi 6 đến 12 tháng, kiểm tra đấu nối điện, vệ sinh bề mặt van, đồng thời thử đóng mở toàn hành trình ít nhất mỗi quý để tránh kẹt do van lâu không hoạt động.

Lưu ý khi sử dụng Van bướm điều khiển điện tay quay

Điều đầu tiên là lựa chọn đúng thông số. Cần xác định rõ loại lưu chất, nhiệt độ, áp suất, kích thước ống để chọn vật liệu thân, đĩa và gioăng phù hợp. Chọn sai vật liệu có thể gây ăn mòn, rò rỉ và giảm tuổi thọ nghiêm trọng. Mô-men của actuator cũng nên lớn hơn mô-men yêu cầu của van khoảng 25 đến 30 phần trăm để dự phòng khi van bị bẩn hoặc kẹt cặn.

Khi lắp đặt, cần đảm bảo hai mặt bích song song, tránh để đĩa van va chạm vào thành ống khi mở. Không lắp van sát vị trí có rung động mạnh, và nên có không gian đủ để thao tác tay quay cũng như bảo trì. Đối với actuator lắp ngoài trời, cần che chắn mưa nắng và chọn cấp bảo vệ tối thiểu IP67.

Về an toàn điện, luôn ngắt nguồn trước khi bảo trì hoặc thao tác bằng tay. Không dùng tay quay khi động cơ đang chạy. Hệ thống cần có nối đất đúng chuẩn và bảo vệ quá tải cho động cơ. Với môi trường dễ cháy nổ, bắt buộc dùng actuator chống cháy nổ có chứng nhận phù hợp.

Trong quá trình vận hành, không dùng lực quá mức khi quay tay vì có thể làm hỏng hộp số. Nếu phát hiện van đóng không kín, chạy chậm bất thường, có tiếng ồn lạ hoặc nóng bất thường ở động cơ, cần dừng và kiểm tra ngay. Không nên để van ở vị trí mở một phần trong thời gian dài ở chế độ đóng mở thông thường, vì dòng chảy tốc độ cao có thể làm mòn gioăng và đĩa van.

Cuối cùng, nên chọn mua sản phẩm từ nhà cung cấp uy tín, có đầy đủ chứng nhận chất lượng (CO, CQ), chính sách bảo hành rõ ràng và hỗ trợ kỹ thuật lâu dài. Một chiếc van được lựa chọn đúng và sử dụng đúng cách có thể vận hành ổn định hàng chục năm, góp phần bảo đảm hiệu quả và an toàn cho cả hệ thống.