Van xả máy nén khí

Van xả máy nén khí là một thiết bị được sử dụng bởi máy nén khí để giải phóng không khí bị mắc kẹt bên trong buồng nén và đường xả của bình khi động cơ dừng lại. Điều này cho phép động cơ khởi động dễ dàng hơn. Nói chung có hai loại van xả máy nén khí, điện và cơ khí. Hình 1 cho thấy một ví dụ về van xả máy nén khí bằng điện.

Việc trích xuất không khí bằng van xả là điều cần thiết để động cơ máy nén khởi động lại mà không cần bất kỳ nỗ lực nào. Mặt khác, tải do không khí tạo ra trong buồng nén và đường xả của bình chứa sẽ tạo ra mô-men xoắn ban đầu cao mà động cơ có thể gặp khó khăn trong việc vượt qua.

Van xả máy nén khí để làm gì?

Chức năng của van xả máy nén khí là giải phóng lượng khí còn lại từ buồng nén và các đường tương đối khi động cơ tắt. Hoạt động của máy nén khí được giải thích từ sơ đồ trong hình 2 để hiểu cách thức hoạt động của van này.

Trước khi khí nén đến bình, nó đi qua một công tắc áp suất (B) để đánh giá áp suất giữa giới hạn tối đa và tối thiểu được thiết lập. Trong khi máy nén đang hoạt động, bình chứa sẽ tích tụ khí nén cho đến khi áp suất đạt mức tối đa được cài đặt trước. Khi đạt đến giá trị đặt trước tối đa, áp suất tác động một lực lên pít-tông bên trong của công tắc áp suất, di chuyển nó lên, tách các tiếp điểm của nó và tắt động cơ. Không khí chứa trong buồng nén và đường xả của két (D) ngay lập tức được xả qua van xả (F) vào khí quyển.

Hành động này làm cho van một chiều (A) đóng lại và ngăn không khí chứa trong bình thoát ra ngoài. Khi áp suất bình đạt đến mức tối thiểu, các tiếp điểm của công tắc áp suất (B) trở lại với nhau và động cơ khởi động lại.

Việc trích xuất không khí bằng van xả là điều cần thiết để động cơ máy nén khởi động lại mà không cần bất kỳ nỗ lực nào. Mặt khác, tải do không khí tạo ra trong buồng nén và đường xả của bình chứa sẽ tạo ra mô-men xoắn ban đầu cao mà động cơ có thể gặp khó khăn trong việc vượt qua.

Các loại van xả máy nén khí

Mặc dù loại van xả máy nén khí khác nhau tùy thuộc vào loại máy nén và nhà sản xuất, nhưng có hai loại chính, cơ khí và điện:

Van dỡ hàng cơ khí

Loại van dỡ tải này hoạt động theo chênh lệch áp suất. Nó mở ra khi áp suất đạt đến giá trị áp suất định trước. Hình 3 cho thấy sơ đồ van xả của máy nén khí cơ học.

Hình 3 bước A cho thấy không khí từ máy nén đi vào van xả cơ qua cửa vào (1), đi qua buồng van xả (2) đến van một chiều (3). Lực tác dụng của không khí đẩy van một chiều mở ra, cho phép khí nén đi vào bình chứa qua cửa xả (4) và cũng hướng tới buồng màng ngăn (5) qua đường dẫn (6). Khi bình chứa đầy khí nén, áp suất tăng cho đến khi đạt đến giới hạn tối đa.

Ở bước B, màng ngăn (7) nâng lên và cho phép không khí đi vào khoang trên (8) của pít-tông (9). Không khí đi vào buồng này sẽ đẩy pít-tông xuống, cho phép không khí bị mắc kẹt trong buồng van của bộ dỡ tải được thải vào khí quyển qua cửa xả (10). Do áp suất giảm, van một chiều sẽ tự động đóng lại.

Hình 3 bước C cho thấy khi van một chiều đóng lại, không khí đi về phía màng trên của van giảm, lực đẩy thấp và màng đóng lại. Nó làm cho không khí bị mắc kẹt trên pít-tông chính được giải phóng qua ống xả của bộ điều chỉnh (11) ở đầu van xả của máy nén khí (12).

Van xả điện

Van điện từ là một thiết bị vận hành bằng điện để kiểm soát lượng không khí đi qua một đường dây. Nó tắt, giải phóng hoặc định lượng dòng chảy theo yêu cầu của hệ thống. Máy nén nặng hơn (từ 5 kW) thường hoạt động với hệ thống sao-tam giác để giảm dòng khởi động động cơ (so với khởi động trực tiếp). Động cơ này bắt đầu với kết nối sao, sau đó nó chuyển từ mạch sao sang mạch tam giác. Trong quá trình khởi động, không khí của máy nén được dỡ xuống, trong một vài chu kỳ đầu tiên, đến một lối thoát tự do (chứ không phải vào bình chứa) để giảm mô-men xoắn cần thiết của động cơ. Đối với điều này, một van điện từ được sử dụng như một van không tải.

Có ba loại van điện từ: tác động trực tiếp, tác động bán trực tiếp và tác động gián tiếp (vận hành thử nghiệm). Chức năng của van tác động trực tiếp chỉ phụ thuộc vào trường điện từ được tạo ra trong cuộn dây điện từ để đóng hoặc mở van, còn van tác động gián tiếp phụ thuộc vào chênh lệch áp suất của hệ thống.

Van tác động bán trực tiếp kết hợp các chức năng của van trực tiếp và gián tiếp. Ngoài ra, chức năng mạch của van điện từ xác định các cổng (2, 3, 4 chiều) và vị trí của van khi nó bị ngắt điện (mở hoặc đóng). Đọc bài viết kỹ thuật của chúng tôi về van điện từ để biết thêm thông tin.

Van vận hành thí điểm 2/2 chiều là loại van điện từ được sử dụng phổ biến nhất cho van xả điện cho máy nén khí. Một trong những lý do là loại van này phù hợp với lưu lượng lớn hơn của máy nén khí nặng so với van tác động trực tiếp. Đây cũng là loại van có mức tiêu thụ năng lượng thấp nhất. Loại van này còn được gọi là van điện từ hỗ trợ servo. Chức năng của nó phụ thuộc vào hoạt động của cuộn dây điện từ và chênh lệch áp suất của hệ thống (cần ít nhất 0,5 bar để vận hành). Nói chung, van có hai kết nối, một cho đầu vào và một cho xả khí như trong Hình 4.

Bộ phận van xả máy nén khí

• Cuộn dây (A): Là một cuộn dây hình trụ, rỗng được làm từ dây đồng tráng men. Thông qua việc sử dụng cảm ứng, cuộn dây này lưu trữ năng lượng trong từ trường.
• Phần ứng (B): Hình trụ kim loại mà cuộn dây được quấn trên đó
• Lò xo và pít tông (C): Khi không có từ trường trong cuộn dây, lò xo sẽ ​​giữ pít tông ở một vị trí xác định, nghĩa là thường mở hoặc thường đóng. Lò xo chịu tác dụng của từ trường tác dụng lên pít tông.
• Màng (D): Màng đóng ngăn hoặc cho phép không khí thải ra khí quyển.
• Cổng vào (E): Không khí đi vào van điện từ qua cổng này.
• Cổng xả (F): Cổng này thải không khí vào bầu khí quyển.

Trong van điện từ gián tiếp, không khí đi vào và đi từ kết nối đầu vào (E) vào khu vực phía trên màng thông qua một lỗ điều khiển. Từ đó, không khí đi đến lỗ thí điểm của van điện từ được đóng ban đầu, như trong Hình 5 (bên trái).

Khi bình chứa đạt áp suất tối đa, cuộn dây điện từ được cấp điện và pít tông của van điện từ di chuyển lên trên, mở lỗ thí điểm. Khi đường này mở, áp suất của không khí nằm trong khu vực phía trên màng bắt đầu giảm cho đến khi giá trị của nó thấp hơn áp suất do không khí tác dụng lên màng. Khi màng này di chuyển lên, không khí đầu vào sẽ đi đến đầu ra như trong hình 5 bên phải. Khi áp suất bể đạt đến giới hạn áp suất tối thiểu, dòng điện đến cuộn dây điện từ dừng lại và lỗ thí điểm đóng lại ngay lập tức.

Áp suất không khí trong khoang trên của màng được thiết lập lại và màng quay trở lại vị trí ban đầu, ngăn không khí đi từ đầu vào đến đầu ra.

Van gián tiếp thường đóng là van phổ biến nhất được sử dụng; nó được cung cấp năng lượng (mở) trong mạch sao và đóng trong kết nối mạch tam giác. Tuy nhiên, có những máy nén khí với mạch sao-tam giác cũng sử dụng van thường mở. Trong trường hợp này, áp suất của bình đạt đến giới hạn tối đa, công tắc áp suất tách các tiếp điểm của nó, động cơ dừng và van điện từ mở (không được cấp điện) để xả không khí vào khí quyển.

Khi áp suất của bể đạt đến giới hạn áp suất tối thiểu, các tiếp điểm của công tắc áp suất sẽ kết nối, động cơ khởi động và van điện từ đóng lại (được cấp điện) sau khi kết nối thay đổi từ sao sang tam giác, như trong Hình 6.

Van dỡ tải cơ học và điện từ

Tiêu chí lựa chọn van xả điện

Ngoài việc van phù hợp để làm việc với không khí, hãy xem xét những điều sau đây khi chọn van điện từ được sử dụng làm van xả máy nén khí:

• Công suất (giá trị Kv): Giá trị Kv xác định lưu lượng khí qua van điện từ. Biết được giá trị Kv yêu cầu đảm bảo bạn chọn đúng loại van có công suất cần thiết. Tính giá trị Kv hoặc Cv bằng máy tính định cỡ van của chúng tôi .
• Áp suất vận hành tối đa: Van điện từ phải có khả năng xử lý áp suất làm việc tối đa của máy nén.
• Điều khiển điện: Xác định điện áp van có sẵn tại nơi lắp đặt. Kiểm tra xem hệ thống có được cấp nguồn trong thời gian xả khí hay không hoặc hệ thống sử dụng bộ hẹn giờ tích hợp trong van để điều chỉnh thời gian mở. Ngoài ra, hãy kiểm tra xem hệ thống có yêu cầu van thường mở hay thường đóng không.
• Loại và kích thước kết nối: Đảm bảo các ren ống khớp với loại và kích thước ren đầu vào điện từ. Nếu không có kích thước kết nối van điện từ cần thiết, có thể sử dụng khớp nối.
• Vật liệu van điện từ: Đối với thân van, một lựa chọn tốt cho hệ thống khí nén là sử dụng đồng thau làm vật liệu vỏ và phớt FKM (Viton) vì chúng có khả năng chịu nhiệt và hóa chất tốt .
• Phân loại IP: Van điện từ được sử dụng trong hệ thống máy nén khí phải có xếp hạng IP65 để đảm bảo khả năng bịt kín hiệu quả trước các tác nhân bên ngoài.

Lắp đặt van xả điện

Khi thay thế hoặc lắp đặt van điện từ máy nén khí không tải, hãy làm theo các bước dưới đây:

1. Tắt máy nén, đợi cho đến khi hệ thống nguội đi và xác nhận rằng mạch không bị áp suất.
2. Để tháo van điện từ bị hỏng, hãy tháo cuộn dây và sau đó là thân van. Khi ngắt kết nối van bị hỏng, đảm bảo sử dụng dụng cụ phù hợp để giữ đường ống của hệ thống.
3. Tiến hành kiểm tra bên trong các đường dây kết nối với van điện từ để xác minh rằng các hạt bụi bẩn không có bên trong chúng.
4. Để bắt đầu lắp đặt van điện từ, đảm bảo rằng nó được đặt đúng vị trí theo hướng luồng khí. Van điện từ thường chỉ ra hướng của luồng không khí bằng một mũi tên.
5. Nếu van mới có phích cắm cho các kết nối đầu vào và đầu ra, thì nên tháo chúng ra ngay trước khi lắp đặt để ngăn các tác nhân bên ngoài xâm nhập vào van.
6. Trước tiên hãy lắp thân van. Sử dụng một công cụ phù hợp để siết chặt van điện từ và một công cụ khác để giữ đường ống hệ thống. Không bao giờ vặn chặt van bằng cách dựa vào cuộn dây, vì điều này có thể gây hư hỏng bên trong.
7. Đặt thân van sao cho cuộn dây hướng lên trên hoặc với độ lệch tối đa 90 độ để giảm thiểu nguy cơ các tác nhân bên ngoài tích tụ trong pít tông van điện từ.
8. Cài đặt cuộn dây. Đặt nó lên thân van, với miếng đệm và đai ốc của nó ở trên, và vặn chặt. Hướng dẫn về mô-men xoắn là 5 Nm, nhưng hướng dẫn sử dụng van điện từ phải có thông số kỹ thuật siết chặt.
9. Tiến hành nối điện của cuộn dây. Từ ba chân, trung tâm kết nối với trái đất. Hai chân còn lại là các đầu cuộn dây được sử dụng khi cần thiết (đối với nguồn cung cấp pha hoặc trung tính). Không bao giờ sử dụng đường ống hệ thống làm kết nối đất. Chỉ kết nối cuộn dây với nguồn điện khi hoàn thành cài đặt; nếu không, cuộn dây có thể bị cháy.
10. Chạy thử van điện từ để kiểm tra hoạt động của hệ thống.

Giải quyết các vấn đề chung

Sự cố của van xả máy nén khí có thể gây rò rỉ nếu nó không đóng đúng cách và thậm chí động cơ máy nén khí không thể khởi động nếu van không mở đúng cách. Nguyên nhân và giải pháp cho những vấn đề phổ biến này là như sau:

• Bụi bẩn trong van: Đôi khi các tác nhân bên ngoài (bụi, Teflon, v.v.) làm nhiễm bẩn bên trong van điện từ và khiến thiết bị bị hỏng. Để xác nhận đây là nguyên nhân của sự cố, hãy tháo van, kiểm tra tình trạng bên trong, tiến hành vệ sinh phù hợp (nếu cần), lắp lại van điện từ và chạy thử để kiểm tra hiệu suất. Việc kiểm tra các đường ngược dòng của van xả máy nén khí cũng được khuyến nghị. Bụi bẩn có thể đến từ một điểm khác của hệ thống và việc làm sạch bên trong van có thể là giải pháp tạm thời, nhưng sự cố sẽ lại xảy ra.
• Các bộ phận bên trong bị hư hỏng: Trong quá trình kiểm tra bên trong van điện từ, bất kỳ bộ phận nào (màng, vòng đệm hoặc vòng chữ o) bị hư hỏng đều phải được thay thế.
• Vấn đề về điện: Xác nhận rằng điện áp và tần số là chính xác. Kiểm tra tình trạng của cuộn dây và đo điện trở của nó, trong trường hợp nó có xu hướng về 0 thì cuộn dây này đã bị cháy và cần thay thế. Đọc bài viết kỹ thuật của chúng tôi về cách thay cuộn dây van điện từ để biết thêm thông tin.
• Vị trí van: Đảm bảo van được lắp đúng hướng với luồng không khí, bằng cách nhìn vào chỉ báo mũi tên trên vỏ van.

Câu hỏi thường gặp

Van dỡ tải làm gì trên máy nén khí?

Thiết bị này được sử dụng bởi các máy nén khí để giải phóng không khí bị mắc kẹt bên trong buồng nén vào khí quyển khi áp suất bể đạt đến giá trị cài đặt trước tối đa.

Máy nén khí có cần van xả không?

Vâng, một máy nén khí cần một van xả. Việc trích xuất không khí bằng van xả là điều cần thiết để động cơ máy nén khởi động lại mà không cần bất kỳ nỗ lực nào.

Xem thêm bài viết bổ ích: Ký hiệu van bi