Van điện từ là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của van điện từ

Van điện từ là gì? Cấu tạo, ưu – nhược điểm và nguyên lý hoạt động của van điện từ như thế nào? Van điện từ được phân loại và ứng dụng cụ thể ra sao? Tất cả những vấn đề liên quan đến thiết bị van điện từ sẽ được làm rõ trong nội dung bài viết sau đây. 

Van điện từ là gì?

Nếu không hoạt động trong lĩnh vực kỹ thuật thì chắc hẳn không phải ai cũng biết van điện từ là gì. Tên gọi tiếng Anh của van điện từ là “solenoid valve”. Đây là thiết bị cơ điện hoạt động dựa trên nguyên lý đóng, mở bằng lực hút từ trường nhằm kiểm soát dòng chảy chất khí hoặc chất lỏng trong hệ thống đường ống. 

Trong các hệ thống công nghiệp, van điện từ có chức năng đóng, mở, trộn và phân chia dòng lưu chất của đường ống. Do đó, thiết bị này được ứng dụng rộng rãi trong các thiết kế liên quan đến hệ thống khí nén, gas lạnh và đặc biệt là trong các hệ thống nước. 

Dựa vào đặc điểm cấu tạo và hệ thống thiết bị áp dụng mà van điện từ còn có một số tên gọi khác như: van điện từ khí nén, van điện từ nước, van điện từ hệ thống điều hòa,… 

Cấu tạo van điện từ

Van điện từ được thiết kế khá đơn giản với các bộ phận cơ bản như sau:

– Valve Body (Thân van): Thường được chế tạo từ các vật liệu như đồng, gang để sử dụng cho các hệ thống nước, hơi, khí nén. Hoặc có thể làm từ nhựa, inox khi sử dụng trong môi trường hơi nóng với nhiệt độ cao, hóa chất có độ ăn mòn.

– Seal (Đệm van, màng van): Bộ phận này thường được làm từ các loại vật liệu như cao su EPDM, Buna, Teflon(PTFE), Viton. Vai trò của nó là làm kín, ngăn không cho nước rò rỉ.

– Plunger (Piston): Được làm chủ yếu từ vật liệu inox, hỗ trợ van đóng hoặc mở.

– Spring (Lò xo van): Bộ phận này cũng được chế tạo từ inox với độ đàn hồi tốt, giúp đẩy trục van lên xuống để có thể đóng, mở van. Lò xo van điện từ thường được thiết kế trong khoảng 8 – 10 bar.

– Coil (Cuộn điện của van): Đây là bộ phận chính có chức năng tạo ra từ trường cho van. Nó được quấn từ dây đồng với nguồn điện thông dụng như 24V, 110V hay 220V.

Nguyên lý hoạt động van điện từ như thế nào?

Nguyên lý làm việc của van điện từ là gì? Về cơ bản, van điện từ hoạt động dựa trên một nguyên lý chung như sau:

– Trong mỗi van điện từ đều có thiết kế một cuộn điện. Đi kèm với đó là một lõi sắt và một lò xo nén vào lõi sắt. Trong khi đó, lõi sắt được đặt tỳ lên một đầu gioăng cao su. Ở trạng thái bình thường (không có điện), lò xò ép vào lõi sắt và van sẽ ở trạng thái “Đóng”.

– Khi có dòng điện chạy qua, cuộn dây sinh từ trường sẽ tác động và hút lõi sắt ra. Từ trường này mang đến một lực đủ mạnh để thắng được lực của lò xo. Lúc này, van sẽ chuyển sang trạng thái “Mở”. 

Hầu hết các loại van điện từ thường Đóng đều hoạt động dựa vào nguyên lý này. Nguyên lý hoạt động của các van điện từ thường Mở cũng tương tự như trên. Đối với một số loại van điện từ cao cấp, lõi sắt và lò xo thường được thay thế bằng pittong. 

Phân loại van điện từ

Van điện từ được phân loại dựa trên nhiều tiêu chí khác nhau như chức năng, vật liệu chế tạo van, điện áp, kiểu lắp ráp và thiết kế. Cụ thể như sau:

Phân loại theo chức năng

– Van điện từ thường đóng: Loại van này khi chưa cấp điện thì van sẽ ở trạng thái đóng và chặn hoàn toàn dòng lưu chất đi qua. Khi cần mở van thì người dùng sẽ cấp nguồn điện, lúc đó cuộn coil sẽ hút piston lên để dòng lưu chất đi qua. Đây là loại van rất phổ biến và được sử dụng nhiều nhất hiện nay.

– Van điện từ thường mở: Đây là dòng van điện từ luôn ở trạng thái mở khi không hoạt động. Khi van được cấp điện, cuộn coil sẽ làm cho pittong dịch chuyển về vị trí chặn dòng lưu chất. Loại van này không phổ biến trên thị trường do nhu cầu sử dụng rất hiếm. 

Phân loại theo vật liệu chế tạo van

Dựa theo vật liệu chế tạo, van điện từ được phân thành một số loại phổ biến sau đây:

– Van điện từ đồng: Đây là loại vật liệu chế tạo van điện từ phổ biến nhất. Có thể sử dụng van điện từ đồng cho nhiều môi trường khác nhau, đặc biệt là môi trường nước, hơi, khí nén. 

– Van điện từ inox: Loại van này thường được sử dụng trong môi trường có tính đặc trưng như: hệ thống cấp nước sạch, nước có hóa chất, nước thải công nghiệp,…

– Van điện từ nhựa: Được sử dụng chủ yếu trong các môi trường bên ngoài không khí, có khả năng chịu ăn mòn cao hoặc dùng cho nước có hóa chất,…

Phân loại theo điện áp

Dựa theo điện áp, van điện từ thường sử dụng 3 loại điện áp chính đó là: 24V, 110V, 220V. Đặc điểm từng loại van cụ thể là:

– Van điện từ điện áp 24V: Loại van này sử dụng dòng điện 1 chiều với điện áp nhỏ nên khá an toàn với người dùng. Tuy nhiên, van điện từ điện áp 24V hiếm khi được sử dụng.

– Van điện từ điện áp 110V: Loại van này rất ít được sử dụng tại thị trường Việt Nam, do khác với nguồn điện 220V thông dụng.

– Van điện từ điện áp 220V: Đây chính là loại van được sử dụng phổ biến nhất tại Việt Nam do phù hợp với nguồn điện dân dụng (220V). 

Phân loại theo kiểu lắp ráp

– Kiểu lắp ren – rắc co: Loại van này thường dùng cho các size nhỏ: từ DN10 (loại ống D13mm) đến DN50 (loại ống D60mm).

– Kiểu lắp bích: Van điện từ lắp bích thường ít người dùng hơn và thường dùng cho các size lớn từ DN50 trở lên đến DN150. 

Phân loại theo thiết kế

Van điện từ trực tiếp

Đây là loại van mà pittong trực tiếp tham gia vào vai trò mở hoặc chặn dòng lưu chất. Vì kích thước piston khá nhỏ và lò xo có độ đàn hồi thấp nên dòng van này chỉ sử dụng cho những hệ thống có áp lực nhỏ (<16 bar). Ngoài ra, van cũng thường sử dụng cho các size nhỏ từ DN25 trở xuống.

Van điện từ gián tiếp

Loại van này thường sử dụng cho các hệ thống đường ống từ DN25 trở lên hoặc với những hệ thống áp lực cao (trên 16 bar). Khi đó, pittong sẽ không tác động trực tiếp đến quá trình đóng, mở van mà dựa vào việc chênh lệch áp suất. Đối với dòng van điện từ gián tiếp, cần phải có sự chênh áp tối thiểu 0.5 bar giữa đầu vào và ra để van có thể vận hành bình thường.

Van điện từ bán trực tiếp

Đây là loại van kết hợp giữa van điện từ trực tiếp và gián tiếp. Kết cấu này giúp cho van hoạt động không cần sự chênh áp nhưng vẫn có thể xử lý được những dòng lưu chất có áp lực lớn.

Ưu điểm và nhược điểm của van điện từ là gì?

Ưu điểm

– Thiết kế đóng/mở tự động giúp giảm nhân công, tiết kiệm chi phí trong hệ thống vận hành. 

– Van vận hành chính xác, ổn định, có độ bền cơ học cao và khả năng chống ăn mòn tốt, đảm bảo an toàn cho người dùng. 

– Thiết kế nhỏ gọn, thuận tiện cho quá trình lắp đặt, sửa chữa.

– Vật liệu chế tạo van đa dạng, phù hợp với nhiều môi trường ứng dụng khác nhau.

– Sự đa dạng về thiết kế của van điện từ giúp người dùng dễ dàng lựa chọn và sử dụng cho từng ứng dụng cụ thể.

Nhược điểm

– Độ bền không quá cao so với các dòng van điều khiển bằng động cơ điện hoặc motor.

– Dòng lưu chất đi qua van điện từ bị ảnh hưởng bởi lưu lượng. Do đó, lưu lượng trước van luôn lớn hơn lưu lượng sau van.

– Van điện từ không thể duy trì thời gian cấp điện lâu vì từ trường sinh ra dễ làm nóng điện và có thể xảy ra sự cố chập điện, cháy nổ.

Thông số kỹ thuật của van điện từ

Thông số kỹ thuật của van điện từ là gì? Tùy vào các loại van điện từ khác nhau thì thông số kỹ thuật của mỗi van cũng khác nhau. Tuy nhiên, những thông số chung thường gặp ở hầu hết các loại van điện từ đó là:

– Kích cỡ van: DN15, DN20, DN25,… DN200

– Vật liệu chế tạo van: Đồng, nhựa, inox,…

– Điện áp cung cấp: 24V, 110V, 220V,…

– Nhiệt độ sử dụng: 0 ~ 180°C

– Áp suất hoạt động: 0 ~ 25bar

– Môi trường sử dụng: Nước, khí nén, gas, dầu, hơi nóng,…

– Xuất xứ: Đài Loan, Hàn Quốc, Trung Quốc, Nhật, Đức, Pháp, Mỹ,…

Ứng dụng của van điện từ là gì?

Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ tự động hóa, van điện từ với những ưu điểm vốn có ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong đời sống dân dụng và nhiều lĩnh vực công nghiệp. 

Trong đời sống, van điện từ thường được ứng dụng để tưới cây, sân vườn theo giờ. Thiết bị này còn được lắp làm van cấp nước máy giặt, bơm nước sinh hoạt, cấp thoát nước cho nhà máy,…

Trong công nghiệp, van điện từ được ứng dụng phổ biến cho các lĩnh vực liên quan đến khí nén, chất lỏng với vai trò đóng, mở, phân chia, trộn lẫn khí nén từ máy bơm màng khí nén hoặc dầu thủy lực từ bơm thủy lực,…

Lựa chọn van điện từ phù hợp với mục đích sử dụng

Để lựa chọn van điện từ phù hợp với mục đích sử dụng cũng như yêu cầu kỹ thuật, người dùng cần lưu ý các tiêu chí sau đây:

– Lựa chọn loại van điện từ khớp với kích cỡ đường ống.

– Vật liệu thân van phải phù hợp và thích ứng được với dòng lưu chất bên trong hệ thống.

– Chọn loại van có vật liệu phù hợp với nhiệt độ môi trường và nhiệt độ dòng lưu chất. 

– Tìm hiểu rõ giới hạn áp lực của hệ thống, đảm bảo quá trình vận hành của van điện từ không bị phá hỏng khi lưu chất đạt áp lực cao. 

– Nắm rõ nguyên tắc hoạt động của van điện từ là gì.

– Điện áp thích hợp để áp dụng cho van điện từ. 

Lỗi thường gặp trong van điện từ

Những sự cố thường gặp trong van điện từ là gì? Dưới đây là một số lỗi cơ bản nhất mà người dùng có thể tham khảo và phòng tránh.

– Van điện từ không vận hành.

– Van điện từ không đóng kín hoàn toàn, vẫn có lưu chất rò rỉ ở phía cửa ra mặc dù đang ở trạng thái đóng.

– Van bị rò rỉ nước ra ngoài, tại vị trí mối nối van với ống. 

– Van phát ra tiếng ồn lớn khi thực hiện chức năng đóng/mở. 

Hy vọng với những thông tin trên đây, người dùng sẽ hiểu rõ van điện từ là gì, đặc điểm cấu tạo, nguyên lý hoạt động cũng như các ứng dụng phổ biến nhất của van điện từ. Mọi thắc mắc về các loại van điện từ, cách thức vận hành của thiết bị, quý khách có thể liên hệ trực tiếp với TONSON để được hỗ trợ giải đáp và tư vấn chi tiết nhất.