Van điện từ khí nén 2/2: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động

Van điện từ khí nén 2/2 còn được gọi là van ngắn, là dòng van được thiết kế với 2 cửa cùng 2 trạng thái đóng và mở. Sở hữu nhiều đặc tính ưu việt, loại van này ngày càng được sử dụng rộng rãi và mang đến hiệu quả cao khi dùng cho các hệ thống điều khiển, hệ thống tự động hóa bằng thủy lực hoặc  khí nén.

 

Van điện từ khí nén 2/2 là gì?

Van điện tử (hay van ngắn) là một loại van điều khiển dòng khí bằng tín hiệu điện, có 2 cổng (in/out) và 2 trạng thái hoạt động (mở hoặc đóng). Đây là một thiết bị quan trọng trong hệ thống khí nén, được sử dụng để bật/tắt dòng khí nén đi qua van bằng cách sử dụng cuộn dây điện từ (solenoid).

Van này được điều khiển bởi 1 cuộn coil điện, giúp điều chỉnh dòng khí hoặc hơi nước trở về trạng thái phù hợp. Cụ thể khi chưa cấp điện, van sẽ ở trạng thái mặc định: thường là đóng (NC) hoặc mở (NO) tùy loại. Khi cấp điện vào cuộn coil, lực điện từ sinh ra sẽ hút lõi van, làm thay đổi trạng thái – từ đóng sang mở hoặc ngược lại – cho phép khí nén đi qua hoặc bị chặn lại.

Cấu tạo của van điện từ khí nén 2/2

Van điện từ khí nén 2/2 có cấu tạo tương đối đơn giản nhưng đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển dòng khí trong hệ thống tự động hóa. Cấu tạo cơ bản của loại van này gồm các bộ phận chính sau:

1. Cuộn coil điện từ

Cuộn coil là bộ phận quan trọng nhất của van điện từ. Khi được cấp điện, nó sinh ra từ trường để hút lõi van dịch chuyển. Cuộn dây thường được bọc cách điện và bảo vệ bởi lớp vỏ chống bụi hoặc chống nước. Tùy vào hệ thống, cuộn coil có thể hoạt động với điện áp 12VDC, 24VDC, hoặc 220VAC.

2. Lõi van

Lõi van là thanh kim loại nằm bên trong cuộn coil, có thể chuyển động lên xuống dưới tác động của từ trường. Khi được hút lên, nó mở đường dẫn khí; khi không có điện, lõi trở lại vị trí ban đầu và đóng dòng khí. Đây là bộ phận trực tiếp điều khiển trạng thái đóng/mở của van.

3. Lò xo hồi

Lò xo hồi có nhiệm vụ đưa lõi van về trạng thái ban đầu khi ngắt điện. Nó có nhiệm vụ đảm bảo van luôn trở về trạng thái mặc định – thường đóng hoặc thường mở – tùy theo thiết kế. Lò xo được đặt bên trong thân van, hoạt động liên tục mỗi lần van đóng/mở.

4. Thân van

Thân van là bộ phận chứa toàn bộ cơ cấu bên trong và kết nối với hệ thống khí nén bên ngoài. Thân van được làm từ các vật liệu như đồng, inox, nhôm hoặc nhựa kỹ thuật để đảm bảo độ bền, chống ăn mòn và chịu áp suất khí nén. Khi quan sát sẽ nhìn thấy các thông số như model, hướng dòng khí và kích thước ren được khắc trên thân van.

5. Gioăng làm kín

Gioăng làm kín có tác dụng ngăn khí rò rỉ giữa các bộ phận tiếp xúc bên trong van. Gioăng thường được làm từ vật liệu chịu mài mòn và chịu nhiệt như cao su NBR hoặc Viton. Chất lượng gioăng ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền và hiệu suất làm việc của van.

6. Cổng kết nối

Van 2/2 có hai cổng kết nối: một cổng khí nén vào (IN) và một cổng khí ra (OUT). Các cổng này thường được thiết kế dạng ren để dễ dàng lắp đặt vào đường ống. Kích thước cổng phổ biến là 1/8″, 1/4″, hoặc 1/2″, tùy theo nhu cầu sử dụng.

Nguyên lý hoạt động của van điện từ khí nén 2/2

Van điện từ khí nén 2/2 hoạt động dựa trên nguyên lý điều khiển đóng/mở dòng khí bằng lực điện từ, thông qua sự dịch chuyển của lõi van (plunger) nằm trong cuộn coil điện từ. Loại van này có 2 cổng và 2 trạng thái vận hành, nên thường dùng để bật/tắt dòng khí trong các hệ thống tự động hóa.

Trạng thái 1: Khi không cấp điện (Trạng thái mặc định)

Khi không có điện cấp vào cuộn coil, van sẽ ở trạng thái mặc định nhờ lực đẩy của lò xo hồi. Nếu van thuộc loại thường đóng (NC), lò xo sẽ giữ lõi van ở vị trí chặn kín đường dẫn khí, khiến khí không thể đi qua. Ngược lại, nếu là van thường mở (NO), lò xo sẽ giữ van ở trạng thái mở, cho phép khí nén đi qua bình thường.

Trạng thái 2: Khi có điện (Cuộn coil được cấp điện)

Khi cấp điện cho cuộn coil, một từ trường được sinh ra và hút lõi van chuyển động lên hoặc xuống (tùy theo thiết kế). Với van thường đóng, lõi van sẽ được hút lên, mở đường dẫn khí từ cổng vào sang cổng ra, cho phép khí đi qua van. Ngược lại, với van thường mở, từ trường sẽ kéo lõi van để đóng lại đường dẫn, ngăn dòng khí. Khi ngắt điện, từ trường biến mất, và lò xo sẽ lập tức đẩy lõi van trở về trạng thái ban đầu.

Sự chuyển đổi giữa hai trạng thái này diễn ra rất nhanh, thường chỉ mất vài phần nghìn giây, giúp van điện từ 2/2 đáp ứng tốt trong các hệ thống điều khiển tự động yêu cầu đóng/mở nhanh và chính xác.

Dưới đây là bảng tóm tắt nguyên lý:

Loại van	Khi không cấp điện	Khi cấp điện
Van thường đóng (NC)	Van đóng – khí không qua	Van mở – khí đi qua
Van thường mở (NO)	Van mở – khí đi qua	Van đóng – khí bị chặn