Các loại van khí nén phổ biến trong công nghiệp

Van khí nén là một trong những thiết bị quan trọng hàng đầu trong hệ thống khí nén công nghiệp. Chức năng chính của van khí nén là điều khiển, phân phối, đóng ngắt hoặc điều chỉnh hướng đi, áp suất và lưu lượng khí nén trong toàn bộ hệ thống, giúp các thiết bị chấp hành như xi lanh, motor khí nén… hoạt động chính xác, an toàn và tối ưu.

Trong sản xuất hiện đại, việc lựa chọn đúng loại van khí nén phù hợp với mục đích sử dụng không chỉ giúp tăng hiệu quả làm việc, kéo dài tuổi thọ thiết bị mà còn tiết kiệm đáng kể chi phí vận hành, bảo trì. Tuy nhiên, trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại van khí nén khác nhau, được phân loại dựa trên nhiều tiêu chí như chức năng, cấu tạo, nguyên lý điều khiển… Điều này khiến nhiều kỹ sư, doanh nghiệp gặp khó khăn khi lựa chọn thiết bị phù hợp.

Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ cách phân loại van khí nén một cách logic, chuẩn kỹ thuật, đồng thời nắm được ưu điểm, ứng dụng của từng nhóm van trong thực tế sản xuất.

Phân loại theo chức năng làm việc

Van điều khiển hướng 

Đây là nhóm van phổ biến nhất, đóng vai trò "định hướng" cho dòng khí nén chảy trong hệ thống. Van điều khiển hướng giúp chuyển đổi, điều khiển dòng khí tới các thiết bị chấp hành như xi lanh, motor khí nén, từ đó thực hiện các động tác đóng/mở, tiến/lùi, quay/về vị trí ban đầu.

Đặc điểm nổi bật:

• Được ký hiệu bằng số cửa – số vị trí. Ví dụ: van 2/2 (2 cửa, 2 vị trí), van 3/2, 4/2, 5/2, 5/3...
• Mỗi loại van phù hợp với từng loại xi lanh: van 3/2 cho xi lanh tác động đơn, van 5/2 hoặc 5/3 cho xi lanh tác động kép.
• Cho phép đảo chiều, đóng/mở dòng khí nhanh, chính xác.

Ứng dụng thực tế: Điều khiển hoạt động của xi lanh, motor khí nén trong dây chuyền tự động hóa, máy ép, máy đóng gói, robot công nghiệp...

Van điều chỉnh lưu lượng

Van điều chỉnh lưu lượng có nhiệm vụ kiểm soát tốc độ dòng khí đi qua hệ thống. Bằng cách điều tiết lượng khí ra vào xi lanh hoặc các thiết bị chấp hành, van này giúp kiểm soát tốc độ làm việc, tăng độ an toàn và độ chính xác cho các chuyển động.

Các dạng phổ biến:

• Van tiết lưu: điều chỉnh được lưu lượng khí bằng núm vặn hoặc tay gạt.
• Van tiết lưu một chiều: khí chỉ lưu thông theo một hướng, vừa tiết lưu vừa chống dòng ngược.

Ứng dụng thực tế: Điều chỉnh tốc độ di chuyển của xi lanh, motor, tối ưu hóa hiệu suất thiết bị và kéo dài tuổi thọ các bộ phận cơ khí.

Van điều chỉnh áp suất 

Trong nhiều hệ thống, việc kiểm soát áp suất là cực kỳ quan trọng để đảm bảo an toàn và duy trì hiệu suất làm việc. Van điều chỉnh áp suất giúp bảo vệ hệ thống khỏi các sự cố như quá áp, tụt áp hay duy trì áp suất ổn định cho từng phân đoạn.

Các loại van điều chỉnh áp suất:

• Van an toàn (Safety valve): tự động xả khí khi áp suất vượt ngưỡng cho phép.
• Van giảm áp (Pressure reducing valve): giữ cho áp suất luôn ở mức ổn định, thấp hơn áp suất nguồn.
• Van duy trì áp (Pressure sustaining valve): duy trì áp suất tối thiểu cần thiết ở một nhánh hệ thống.
• Van xả áp (Pressure relief valve): xả khí tự động khi hệ thống đạt đến mức áp suất nhất định.

Ứng dụng thực tế: Hệ thống khí nén công nghiệp, nhà máy sản xuất, các thiết bị cần độ an toàn và ổn định cao như dây chuyền thực phẩm, dược phẩm.

Van một chiều 

Van một chiều cho phép khí nén chỉ đi theo một hướng duy nhất và ngăn không cho khí chảy ngược lại, bảo vệ các thiết bị chấp hành khỏi hư hỏng do dòng khí đảo chiều hoặc tụt áp.

Phân loại:

• Van một chiều thường: cấu tạo đơn giản, chỉ cho khí đi một chiều.
• Van một chiều lò xo: bổ sung lò xo tăng độ kín và khả năng làm việc ở áp suất thấp.
• Van một chiều kết hợp tiết lưu: vừa chống dòng ngược, vừa tiết lưu khí qua van.

Ứng dụng thực tế: Bảo vệ xi lanh, bơm khí, các đoạn ống dẫn khí cần chống dòng ngược.

Van chuyên dụng khác

• Van logic khí nén (AND, OR): thực hiện các chức năng logic trong mạch điều khiển khí nén, thường gặp trong các hệ thống điều khiển tự động, robot công nghiệp.
• Van chân không: dùng cho hệ thống nâng hạ bằng hút chân không, máy đóng gói, máy hút bụi công nghiệp.
• Van chặn (Shut-off valve): đóng/mở toàn bộ hoặc từng phần hệ thống khí nén để bảo trì, sửa chữa.

Phân loại theo cấu tạo – cơ chế đóng mở

Tùy vào cấu tạo bên trong, van khí nén còn được chia thành các loại sau:

Van bi khí nén

Sử dụng quả bi rỗng bên trong, khi quay 90 độ sẽ cho phép khí đi qua hoặc chặn dòng khí. Van bi nổi bật với khả năng đóng/mở nhanh, độ kín cao, phù hợp cho các hệ thống cần đóng ngắt tức thời.

Van bướm khí nén

Sử dụng một đĩa tròn xoay quanh trục để điều tiết hoặc đóng/mở dòng khí. Van bướm phù hợp với các đường ống có kích thước lớn, lưu lượng khí lớn, áp suất không quá cao.

Van trượt 

Dạng phổ biến nhất trong van điều khiển hướng. Cấu tạo gồm một lõi trượt di chuyển trong thân van để chuyển đổi hướng khí, phù hợp với hầu hết các loại van DCV (2/2, 3/2, 5/2...).

Van màng 

Sử dụng màng đàn hồi để đóng/mở dòng khí. Thường được dùng trong các hệ thống yêu cầu khí sạch, chống rò rỉ, hoặc chân không.

Phân loại theo nguyên lý điều khiển

Van khí nén có thể được điều khiển bằng nhiều phương thức khác nhau, phù hợp cho từng ứng dụng và mức độ tự động hóa:

Van điều khiển bằng tay

Dùng tay gạt, nút nhấn hoặc cần xoay để đóng/mở hoặc chuyển hướng dòng khí. Ưu điểm là đơn giản, dễ thao tác, phù hợp với hệ thống nhỏ hoặc cần can thiệp thủ công.

Van điều khiển cơ khí

Van được kích hoạt nhờ lực cơ học từ cam, con lăn, lò xo hoặc các bộ phận chuyển động khác của máy móc. Dùng trong các dây chuyền bán tự động hoặc thiết bị cần phối hợp chuyển động cơ khí – khí nén.

Van điều khiển khí nén

Sử dụng một nguồn khí phụ (pilot air) để điều khiển đóng/mở van chính. Phù hợp với các hệ thống khí nén lớn, cần đóng/mở từ xa mà không dùng điện.

Van điều khiển điện từ (Solenoid Valve)

Là loại van phổ biến nhất trong hệ thống tự động hóa hiện đại. Van được điều khiển bởi dòng điện (thường 24VDC hoặc 220VAC), cho phép tích hợp với các bộ lập trình PLC, cảm biến, timer để tự động hóa hoàn toàn quá trình vận hành.

Tiêu chí lựa chọn van khí nén phù hợp

Để chọn đúng loại van khí nén cho hệ thống, bạn cần cân nhắc các yếu tố sau:

• Chức năng sử dụng: cần điều khiển hướng, áp suất, lưu lượng hay chỉ đơn giản là đóng/ngắt?
• Cấu tạo & kích thước: đường kính ống dẫn, lưu lượng khí qua van, không gian lắp đặt.
• Phương thức điều khiển: thủ công (tay), tự động (điện, khí phụ), bán tự động (cơ khí).
• Yêu cầu về áp suất và lưu lượng: xác định mức áp suất làm việc tối đa, lưu lượng khí cần đáp ứng.
• Độ bền, tuổi thọ, khả năng chống ăn mòn: lựa chọn vật liệu phù hợp với môi trường làm việc (ẩm ướt, bụi bẩn, hóa chất...).
• Tương thích với hệ thống hiện có: kiểu kết nối, điện áp điều khiển, giao tiếp với thiết bị tự động hóa.

Ứng dụng thực tế của các loại van khí nén

Van khí nén hiện diện trong hầu hết các lĩnh vực sản xuất công nghiệp:

• Công nghiệp chế tạo máy: vận hành xi lanh, robot, băng tải tự động.
• Dây chuyền đóng gói, thực phẩm, dược phẩm: điều khiển chuyển động các cơ cấu đóng/mở, chia tách, hút chân không...
• Ngành điện tử, bán dẫn: kiểm soát môi trường khí sạch, đóng mở van cực nhanh với độ chính xác cao.
• Các hệ thống nâng hạ, vận chuyển: van hút chân không, van điều hướng cho robot nâng hạ tự động.
• Các nhà máy hóa chất, xử lý nước, sản xuất vật liệu xây dựng: điều khiển dòng khí trong các quy trình sản xuất khép kín.

Kết luận

Việc phân loại van khí nén một cách logic và chuyên sâu sẽ giúp bạn lựa chọn đúng loại van, đảm bảo hệ thống vận hành an toàn, tiết kiệm chi phí và dễ dàng bảo trì, nâng cấp về sau.
Tóm lại, có thể phân chia van khí nén dựa trên chức năng, cấu tạo và phương thức điều khiển. Mỗi nhóm lại có nhiều loại phù hợp với đặc thù từng ứng dụng sản xuất.

Nếu bạn cần tư vấn chọn van khí nén phù hợp với hệ thống hoặc muốn tìm mua các sản phẩm van khí nén chính hãng, chất lượng cao, hãy liên hệ ngay với TATMart – nền tảng cung ứng công nghiệp hàng đầu, cam kết cung cấp giải pháp thiết bị và phụ kiện khí nén tối ưu nhất cho doanh nghiệp của bạn.