Van bướm nhựa điều khiển điện

Van bướm nhựa điều khiển điện là gì?

Van bướm nhựa điều khiển điện là thiết bị dùng để đóng, mở hoặc điều tiết lưu lượng dòng chảy trong đường ống, được chế tạo từ các loại nhựa kỹ thuật như uPVC, CPVC, PP hoặc PVDF và được kết hợp với bộ truyền động điện (actuator) để vận hành tự động. 

Thay vì phải xoay tay gạt hay tay quay như van bướm thông thường, người dùng chỉ cần cấp tín hiệu điện là van có thể tự động chuyển trạng thái, kể cả khi van được lắp ở vị trí xa, khó tiếp cận hoặc trong hệ thống cần điều khiển tập trung.

Điểm khác biệt lớn nhất của dòng van này so với van bướm gang, inox hay thép nằm ở vật liệu thân van. Nhựa kỹ thuật có khả năng chống ăn mòn hóa chất rất tốt, không bị gỉ sét, không bị oxy hóa khi tiếp xúc với axit, kiềm, muối hay nước thải công nghiệp. Chính vì vậy, van bướm nhựa điều khiển điện được xem là lựa chọn quen thuộc trong các hệ thống xử lý nước, hóa chất, thực phẩm, mạ điện và nhiều ngành công nghiệp khác, nơi kim loại dễ bị hư hại nhanh chóng.

Về kiểu kết nối, van thường được thiết kế dạng kẹp (wafer) hoặc dạng mặt bích (flange), cho phép lắp đặt giữa hai mặt bích của đường ống một cách nhanh gọn. Kích thước phổ biến trên thị trường trải dài từ DN50 đến DN300, thậm chí lớn hơn tùy nhà sản xuất, đáp ứng đa dạng quy mô hệ thống từ nhỏ đến lớn.

Cấu tạo, thông số kỹ thuật của Van bướm nhựa điều khiển điện

Một chiếc van bướm nhựa điều khiển điện hoàn chỉnh gồm hai khối chính là phần van và phần động cơ điện. Phần van bao gồm thân van, đĩa van, trục van và gioăng làm kín. Thân van được đúc từ nhựa uPVC, CPVC, PP hoặc PVDF, có dạng vòng tròn với các lỗ bắt bu lông để cố định giữa hai mặt bích. 

Đĩa van có hình tròn, nằm ở tâm thân van, quay quanh trục để thay đổi tiết diện dòng chảy; vật liệu đĩa thường đồng nhất với thân van hoặc được làm từ nhựa chịu hóa chất tương đương. Trục van thường làm bằng inox 304 hoặc inox 316, đôi khi được bọc nhựa để tránh tiếp xúc trực tiếp với môi chất. Gioăng làm kín bằng cao su EPDM hoặc FKM (Viton) vừa bao quanh mép thân van vừa đảm nhiệm vai trò làm kín khi đĩa van đóng, ngăn rò rỉ ra ngoài và giữa hai phía đường ống.

Phần động cơ điện gồm mô tơ, hộp số giảm tốc, bộ giới hạn hành trình, công tắc hành trình, bộ chỉ thị vị trí và vỏ bảo vệ. Vỏ actuator thường được làm từ hợp kim nhôm đúc sơn tĩnh điện, đạt chuẩn chống nước và bụi IP65 hoặc IP67, có thêm tay quay dự phòng để vận hành thủ công khi mất điện. Một số dòng cao cấp còn tích hợp bộ điều khiển tỷ lệ, cho phép điều chỉnh độ mở van theo tín hiệu 4-20mA hoặc 0-10V.

Bảng thông số kỹ thuật: Van bướm nhựa điều khiển điện

Thông số van

Thông số bộ điều khiển điện (Actuator)

Nguyên lý hoạt động của Van bướm nhựa điều khiển điện

Nguyên lý hoạt động của van bướm nhựa điều khiển điện dựa trên chuyển động quay của đĩa van quanh trục, góc quay tiêu chuẩn là 90 độ. Khi đĩa van nằm vuông góc với hướng dòng chảy, van ở trạng thái đóng hoàn toàn, mép đĩa ép sát vào gioăng cao su tạo độ kín. Khi đĩa van quay về vị trí song song với dòng chảy, van ở trạng thái mở hoàn toàn và lưu chất đi qua với tổn thất áp suất thấp nhất.

Quá trình quay này được thực hiện bởi bộ truyền động điện. Khi người vận hành hoặc hệ thống điều khiển cấp tín hiệu điện vào actuator, mô tơ điện bên trong bắt đầu quay. Chuyển động quay của mô tơ được truyền qua bộ hộp số giảm tốc để giảm tốc độ và tăng mô-men xoắn, sau đó truyền sang trục van làm đĩa van xoay. Khi đĩa van chạm đến vị trí mở hoặc đóng tối đa, công tắc hành trình tác động và ngắt nguồn cấp cho mô tơ, giúp van dừng lại chính xác và bảo vệ cơ cấu khỏi quá tải.

Với loại điều khiển ON/OFF, van chỉ có hai trạng thái là mở hoàn toàn hoặc đóng hoàn toàn, phù hợp cho nhu cầu cách ly dòng chảy. Với loại điều khiển tỷ lệ, bộ điều khiển nhận tín hiệu analog từ hệ thống PLC hoặc bộ điều khiển trung tâm rồi so sánh với vị trí hiện tại của đĩa van, từ đó quay đến góc mở mong muốn để điều tiết lưu lượng. Tín hiệu phản hồi vị trí cũng được gửi ngược lại để người vận hành giám sát từ xa. Trong trường hợp mất điện hoặc sự cố, người dùng có thể gạt cần chuyển sang chế độ thủ công và xoay tay quay để đóng mở van.

Ưu nhược điểm của Van bướm nhựa điều khiển điện

Về ưu điểm, trước hết là khả năng chống ăn mòn vượt trội. Nhựa kỹ thuật không bị gỉ sét, không phản ứng với hầu hết axit, kiềm và dung dịch muối, giúp van bền bỉ trong môi trường khắc nghiệt mà kim loại khó đáp ứng. Thứ hai, trọng lượng nhẹ hơn nhiều so với van gang hoặc inox cùng kích cỡ, nên việc vận chuyển, lắp đặt và bảo trì thuận tiện, giảm tải cho hệ thống giá đỡ đường ống. 

Thứ ba, nhờ bộ truyền động điện, van có thể vận hành tự động, điều khiển từ xa và tích hợp vào hệ thống giám sát tập trung, giúp tiết kiệm nhân công và nâng cao độ chính xác. Thứ tư, kết cấu van đơn giản, kích thước nhỏ gọn, ít chiếm diện tích lắp đặt và thao tác đóng mở nhanh chỉ với góc quay 90 độ. Ngoài ra, giá thành của van nhựa thường thấp hơn van inox hoặc van lót nhựa cùng cỡ, đồng thời bề mặt trong nhẵn nên ít bám cặn và hạn chế tổn thất áp suất.

Bên cạnh đó, sản phẩm cũng tồn tại một số nhược điểm cần cân nhắc. Khả năng chịu nhiệt và chịu áp của nhựa thấp hơn kim loại, nên van không phù hợp cho các hệ thống hơi nóng, nhiệt độ cao hoặc áp suất lớn. Nhựa cũng có thể bị lão hóa, giòn hoặc biến dạng nếu tiếp xúc lâu dài với tia UV, ánh nắng trực tiếp mà không có biện pháp che chắn. 

Một số hóa chất đặc biệt như dung môi hữu cơ mạnh có thể làm hỏng loại nhựa không tương thích. Ngoài ra, chi phí đầu tư ban đầu của van kèm actuator cao hơn van tay gạt, và hệ thống điện đòi hỏi bảo trì, kiểm tra định kỳ để tránh hỏng hóc.

Ứng dụng của Van bướm nhựa điều khiển điện

Van bướm nhựa điều khiển điện được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực nhờ khả năng chống ăn mòn và vận hành tự động. Trong ngành xử lý nước và nước thải, van được lắp ở các trạm bơm, bể lắng, bể lọc, hệ thống cấp nước và đường ống dẫn hóa chất khử trùng như clo, javen. 

Trong ngành hóa chất, van điều khiển dòng axit, kiềm, dung dịch muối và các hóa chất ăn mòn khác, giúp đảm bảo an toàn cho người vận hành. Ngành mạ điện, xi mạ và sản xuất bo mạch điện tử cũng sử dụng van nhựa để dẫn các dung dịch tẩy rửa, dung dịch mạ có tính ăn mòn cao.

Ở lĩnh vực thực phẩm và đồ uống, các loại nhựa đạt tiêu chuẩn vệ sinh được dùng để dẫn nước, nước giải khát, nước muối hoặc nguyên liệu lỏng. 

Trong nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản, van được lắp trên hệ thống tưới tiêu tự động, cấp nước và xử lý nước ao nuôi, đặc biệt ở vùng nước lợ, nước mặn nơi kim loại dễ bị ăn mòn. Ngoài ra, van còn xuất hiện trong hệ thống làm mát, hệ thống lọc nước RO, bể bơi, nhà máy dệt nhuộm, giấy, dược phẩm và các công trình dân dụng cần điều khiển tự động.

Hướng dẫn sử dụng Van bướm nhựa điều khiển điện

Để van hoạt động ổn định, trước tiên cần lựa chọn đúng sản phẩm phù hợp với môi chất, nhiệt độ, áp suất và điện áp của hệ thống. Trước khi lắp đặt, hãy kiểm tra van và actuator xem có nứt vỡ, biến dạng hay hư hỏng trong quá trình vận chuyển hay không, đồng thời vệ sinh sạch bên trong đường ống để loại bỏ cặn bẩn, mảnh vụn có thể làm hỏng gioăng và đĩa van.

Khi lắp đặt, đặt van giữa hai mặt bích, căn chỉnh đồng tâm và đảm bảo đĩa van ở trạng thái hơi hé mở để không bị kẹt vào mặt bích khi siết bu lông. Siết bu lông theo thứ tự đối xứng, đều lực, không siết quá mạnh để tránh làm nứt thân nhựa. Sau đó, đấu nối dây điện cho actuator theo sơ đồ do nhà sản xuất cung cấp, bao gồm dây nguồn, dây điều khiển đóng mở và dây tín hiệu phản hồi nếu có. Đảm bảo nối đất an toàn và dùng đầu cáp kín nước để giữ tiêu chuẩn chống nước IP.

Sau khi đấu nối, cần chạy thử không tải: cấp điện và cho van đóng mở vài lần để kiểm tra chiều quay, hành trình và công tắc giới hạn. Nếu hành trình chưa chính xác, tiến hành điều chỉnh lại cam hoặc công tắc hành trình theo hướng dẫn. 

Khi vận hành bình thường, người dùng chỉ cần cấp tín hiệu mở hoặc đóng từ nút bấm, tủ điện hoặc hệ thống PLC; đối với van điều tiết, cài đặt tín hiệu tỷ lệ phù hợp với lưu lượng cần thiết. Khi mất điện hoặc cần thao tác khẩn cấp, chuyển cần gạt sang chế độ thủ công và dùng tay quay để vận hành.

Lưu ý khi sử dụng Van bướm nhựa điều khiển điện

Trước hết, cần kiểm tra tính tương thích giữa vật liệu van với môi chất, nhiệt độ và áp suất làm việc; tuyệt đối không dùng van vượt quá thông số cho phép vì nhựa dễ biến dạng hoặc nứt vỡ. Khi lắp đặt ngoài trời, nên có mái che hoặc chọn loại nhựa chống tia UV để kéo dài tuổi thọ. Cần tránh va đập mạnh hoặc để vật nặng đè lên thân van, đồng thời không dùng lực quá lớn khi quay tay.

Về điện, phải đảm bảo nguồn cấp đúng điện áp ghi trên nhãn actuator, có thiết bị bảo vệ như aptomat, rơ le nhiệt và nối đất đầy đủ. Không tháo nắp actuator khi đang có điện và không để nước hoặc hơi ẩm lọt vào bên trong. Nên thường xuyên theo dõi hoạt động của van, kiểm tra rò rỉ ở gioăng và trục, đồng thời vệ sinh bên ngoài để tránh bụi bẩn tích tụ. 

Định kỳ khoảng sáu tháng một lần, nên cho van đóng mở thử, kiểm tra công tắc hành trình, bôi trơn bộ truyền động và thay gioăng khi có dấu hiệu lão hóa. Nếu van để lâu không sử dụng, cũng nên vận hành định kỳ để tránh bị kẹt. Cuối cùng, nên chọn mua sản phẩm từ nhà cung cấp uy tín, có đầy đủ chứng nhận chất lượng, chế độ bảo hành rõ ràng và hỗ trợ kỹ thuật để yên tâm trong quá trình sử dụng lâu dài.