Van điện từ khí nén Herion – Giải pháp điều khiển khí nén công nghiệp

Trong các hệ thống tự động hóa hiện đại, van điện từ giữ vai trò đóng mở, chuyển hướng và kiểm soát dòng khí đến cơ cấu chấp hành. Van điện từ khí nén Herion được sử dụng trong nhiều dây chuyền sản xuất nhờ khả năng đáp ứng nhanh, kết cấu công nghiệp chắc chắn và nhiều cấu hình phù hợp với từng điều kiện vận hành.

Herion hiện là thương hiệu thuộc hệ sinh thái IMI, thường xuất hiện trên thị trường với tên gọi IMI Herion. Danh mục sản phẩm gồm van điện từ tác động trực tiếp, van điều khiển gián tiếp, van trượt, van poppet, van lắp nối tiếp và van chuẩn NAMUR. Sự đa dạng này giúp van Herion đáp ứng từ hệ thống khí nén thông thường đến các ứng dụng yêu cầu độ an toàn cao trong nhà máy điện, dầu khí, hóa chất, thép và xử lý nước.

Van điện từ khí nén Herion là gì?

Van điện từ khí nén Herion là thiết bị sử dụng tín hiệu điện để điều khiển hướng đi của khí nén. Khi cuộn coil được cấp điện, từ trường sinh ra sẽ tác động lên lõi van, làm thay đổi vị trí của cơ cấu đóng mở bên trong. Khí nén sau đó được cấp đến hoặc xả khỏi xi lanh, bộ truyền động khí nén và các thiết bị chấp hành khác.

Tùy theo cấu hình, van điện từ khí nén Herion có thể hoạt động theo nguyên lý tác động trực tiếp hoặc điều khiển pilot. Loại tác động trực tiếp không cần áp suất chênh lệch lớn để chuyển trạng thái, phù hợp với đường khí nhỏ và các ứng dụng yêu cầu phản hồi nhanh. Loại pilot sử dụng áp suất khí để hỗ trợ dịch chuyển cơ cấu van, nhờ đó có thể đạt lưu lượng lớn hơn trong khi vẫn giữ kích thước cuộn điện hợp lý.

Các cấu hình 3/2, 5/2 và 5/3 cho phép người dùng lựa chọn van theo loại xi lanh hoặc bộ truyền động. Van 3/2 thường dùng cho xi lanh tác động đơn, van 5/2 phù hợp với xi lanh tác động kép, còn van 5/3 được sử dụng khi hệ thống cần thêm trạng thái trung gian.

Vì sao van Herion phù hợp với hệ thống khí nén công nghiệp?

Điểm nổi bật của van điện từ Herion nằm ở khả năng cung cấp nhiều kiểu lắp đặt. Van dạng inline có thể lắp trực tiếp trên đường ống khí, thuận tiện cho tủ điều khiển và cụm máy. Van chuẩn NAMUR có thể gắn gần hoặc trực tiếp lên bộ truyền động khí nén của van bướm, van bi và van điều khiển quá trình. Cách lắp này giúp rút ngắn đường ống, giảm số lượng phụ kiện và cải thiện tốc độ đóng mở.

Một số dòng van Herion được phát triển cho môi trường ngoài trời và điều kiện vận hành khắc nghiệt. Chẳng hạn, dòng IMI Herion 97105 có các phiên bản inline và NAMUR, cấu hình 3/2, 5/2 hoặc 5/3. Hãng mô tả dòng này phù hợp với điều kiện môi trường quan trọng và có thiết kế chuyển mạch không chồng chéo đối với một số cấu hình. Xem thông tin dòng 97105 từ IMI Norgren.

Ngoài ra, một số dòng van poppet Herion được thiết kế cho những hệ thống chú trọng khả năng làm kín và độ tin cậy khi đóng mở. Tuy nhiên, áp suất, nhiệt độ, lưu lượng, vật liệu thân van và cấp bảo vệ điện không giống nhau giữa mọi model. Khi lựa chọn van điện từ khí nén Herion, cần đối chiếu đúng datasheet theo mã hoàn chỉnh thay vì chỉ dựa vào tên series.

Cấu tạo của van điện từ khí nén Herion

Một van Herion hoàn chỉnh thường gồm thân van, cơ cấu trượt hoặc poppet, lõi từ, cuộn coil điện từ, lò xo hồi vị, gioăng làm kín và các cổng kết nối khí. Với loại pilot, van còn có đường khí điều khiển để hỗ trợ chuyển trạng thái của con trượt hoặc cơ cấu đóng mở chính.

Thân van có nhiệm vụ tạo các khoang dẫn khí và chịu áp suất làm việc. Tùy dòng sản phẩm, vật liệu thân có thể là kim loại phù hợp với môi trường công nghiệp, trong khi vật liệu gioăng được lựa chọn theo loại khí, nhiệt độ và yêu cầu tương thích hóa học. Coil điện từ chuyển đổi điện năng thành lực từ, còn lò xo đưa van trở về trạng thái ban đầu khi ngắt điện đối với cấu hình một coil hồi lò xo.

Ở phiên bản hai coil, van có thể được điều khiển chuyển đổi giữa hai trạng thái bằng hai tín hiệu điện riêng biệt. Cấu hình này phù hợp với những ứng dụng cần duy trì vị trí sau khi xung điện điều khiển kết thúc, nhưng phương thức hoạt động thực tế vẫn cần kiểm tra theo sơ đồ chức năng của từng mã van.

Nguyên lý hoạt động

Khi chưa cấp điện, lò xo giữ cơ cấu van tại vị trí mặc định. Tùy thiết kế thường đóng hoặc thường mở, đường cấp khí có thể bị chặn hoặc được kết nối với cổng làm việc. Khi coil nhận điện áp phù hợp, lực điện từ kéo lõi van và làm thay đổi kết nối giữa các cổng.

Đối với van 3/2, một trạng thái sẽ nối cổng cấp khí với cổng làm việc, trong khi trạng thái còn lại nối cổng làm việc với cổng xả. Đối với van 5/2, dòng khí được đảo luân phiên giữa hai cổng ra để điều khiển xi lanh tác động kép tiến hoặc lùi. Van 5/3 có ba vị trí, trong đó vị trí giữa có thể đóng kín, xả hoặc duy trì áp suất tùy sơ đồ van.

Với van điện từ khí nén Herion điều khiển pilot, coil chỉ cần điều khiển một dòng khí nhỏ. Áp suất pilot sau đó tạo lực dịch chuyển cơ cấu van chính. Vì vậy, loại này thường yêu cầu áp suất vận hành tối thiểu; nếu nguồn khí thấp hơn giới hạn quy định, van có thể chuyển trạng thái không ổn định.

Các dòng van điện từ Herion được sử dụng phổ biến

Dòng 24010 được hãng giới thiệu là van poppet điện từ 3/2 tác động trực tiếp, trong khi 80400 là dòng van poppet điều khiển pilot. Tham khảo danh mục sản phẩm IMI Herion. Với dòng 97105, nhà sản xuất cung cấp cả phiên bản ren G và NPT, kiểu lắp inline hoặc giao diện NAMUR tùy mã cấu hình.

Bảng trên dùng để định hướng lựa chọn series, không thay thế mã đặt hàng. Một mã van điện từ khí nén Herion hoàn chỉnh có thể thể hiện kích thước cổng, sơ đồ chức năng, điện áp coil, vật liệu gioăng, kiểu đấu điện, chế độ hồi vị và chứng nhận đi kèm.

Điện áp coil van Herion

Coil là bộ phận cần kiểm tra kỹ nhất khi mua van mới hoặc thay thế. Các lựa chọn thường gặp trên hệ thống công nghiệp gồm 24 VDC, 110 VAC và 230 VAC, nhưng không phải model nào cũng hỗ trợ toàn bộ các mức điện áp này. Trên website sản phẩm của IMI Norgren còn có coil Herion thay thế 24 VDC với mã cụ thể, cho thấy coil được quản lý theo mã đặt hàng riêng. Tham khảo coil Herion 24 VDC.

Ngoài điện áp, cần xác định công suất coil, loại dòng điện, tần số đối với điện AC, chuẩn giắc cắm, kiểu đầu cáp và cấp bảo vệ. Lắp coil sai điện áp có thể khiến van không chuyển trạng thái, sinh nhiệt quá mức hoặc làm cháy cuộn dây. Nếu chỉ thay coil, nên gửi đồng thời mã coil cũ, mã thân van và hình ảnh tem nhãn để đối chiếu.

Ứng dụng của van điện từ khí nén Herion tại Việt Nam

Trong nhà máy thép, van Herion có thể được sử dụng để điều khiển xi lanh, cơ cấu kẹp, cửa gió, van bướm và các bộ truyền động trên dây chuyền cán. Khả năng lựa chọn cấu hình NAMUR giúp thiết bị phù hợp với những cụm van đóng mở bằng khí nén.

Trong ngành điện, dầu khí và hóa chất, van điện từ khí nén Herion thường đóng vai trò van điều khiển tín hiệu cho actuator. Khi hệ thống yêu cầu chức năng an toàn, người thiết kế cần xem xét thêm chế độ mất điện, trạng thái fail-safe, tiêu chuẩn khu vực nguy hiểm và chứng nhận của đúng model.

Ở nhà máy xi măng, khai khoáng và xử lý vật liệu, van có thể điều khiển cửa xả, bộ rung khí, xi lanh chặn liệu hoặc các cụm phân phối khí. Trong ngành nước và xử lý nước thải, van được dùng trong cụm điều khiển van bướm, van bi và hệ thống phân phối hóa chất, tùy mức độ tương thích của vật liệu.

Các ứng dụng khác gồm dây chuyền đóng gói, thiết bị chế tạo máy, hệ thống khí nén trung tâm, nhà máy giấy, sản xuất thực phẩm và hệ thống điều khiển quá trình. Việc chọn đúng model cần dựa trên điều kiện thực tế, đặc biệt khi môi trường có độ ẩm cao, bụi, hóa chất hoặc nguy cơ cháy nổ.

Tiêu chí lựa chọn van điện từ khí nén Herion

Trước tiên cần xác định sơ đồ van là 3/2, 5/2 hay 5/3, đồng thời kiểm tra trạng thái thường đóng, thường mở hoặc hai vị trí ổn định. Đây là yếu tố quyết định van có điều khiển đúng cơ cấu chấp hành hay không.

Tiếp theo cần xác định kích thước và chuẩn ren cổng khí như G1/4, G1/2, 1/4 NPT hoặc 1/2 NPT. Ren G và NPT có hình dạng khác nhau, vì vậy không nên lắp lẫn nếu chưa có đầu chuyển đổi phù hợp. Lưu lượng của van cũng phải đáp ứng tốc độ chuyển động yêu cầu của xi lanh hoặc actuator.

Áp suất làm việc cần nằm trong dải cho phép của đúng mã van. Đối với van pilot, phải kiểm tra cả áp suất tối thiểu để bảo đảm van chuyển trạng thái hoàn toàn. Nhiệt độ môi trường, nhiệt độ khí, chất lượng khí nén và vật liệu gioăng cũng ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ thiết bị.

Cuối cùng là điện áp coil, chuẩn đấu nối, cấp bảo vệ và chứng nhận. Nếu lắp trong khu vực có nguy cơ cháy nổ, người dùng phải chọn đúng phiên bản được chứng nhận cho khu vực đó; không nên mặc định mọi van Herion đều có chứng nhận chống cháy nổ.

Cách xác định mã van Herion cần thay thế

Khi cần tìm van thay thế, thông tin quan trọng nhất là mã sản phẩm đầy đủ trên tem. Ngoài mã van, nên ghi nhận điện áp coil, kích thước cổng, sơ đồ khí, áp suất làm việc và kiểu lắp đặt. Nếu tem bị mờ, hình ảnh tổng thể của van và các mặt có cổng kết nối sẽ hỗ trợ quá trình nhận dạng.

Không nên chỉ đặt hàng theo mã series như 97105 hoặc 24011 vì trong cùng một series có thể tồn tại nhiều cấu hình. Ví dụ, dòng 97105 có phiên bản G1/4, 1/4 NPT, G1/2 và 1/2 NPT; đồng thời có loại inline, NAMUR, một coil hoặc hai coil. Một model 97105 chính thức được hãng mô tả là van inline 5/2, cổng G1/4, điều khiển hai coil và lưu lượng danh nghĩa 1.300 lít/phút. Xem ví dụ cấu hình 97105.

Lưu ý khi lắp đặt và vận hành

Nguồn khí cấp cho van cần được lọc sạch và kiểm soát độ ẩm để hạn chế cặn bẩn làm kẹt con trượt. Khi lắp van, cần tuân thủ đúng ký hiệu cổng cấp, cổng làm việc và cổng xả. Bộ giảm thanh tại cổng xả không được quá bẩn hoặc gây cản trở dòng khí, vì áp suất ngược có thể làm giảm tốc độ hoạt động.

Nguồn điện phải đúng với thông số coil và đầu nối cần được siết kín để tránh hơi ẩm xâm nhập. Đối với van lắp ngoài trời, nên bố trí dây điện và đầu cáp theo hướng hạn chế nước chảy vào giắc. Khi bảo trì, phải ngắt điện, khóa nguồn khí và xả hết áp suất còn lại trước khi tháo van.

Van điện từ khí nén Herion cho dây chuyền nhà máy

Van điện từ khí nén Herion là lựa chọn phù hợp cho những hệ thống cần điều khiển khí nén ổn định, nhiều cấu hình chức năng và khả năng tích hợp với bộ truyền động công nghiệp. Các dòng 24010, 24011, 97100, 97105, 80200 và 80400 giúp người dùng lựa chọn giải pháp từ van tác động trực tiếp đến van pilot, từ kiểu lắp inline đến chuẩn NAMUR.

Để lựa chọn chính xác, cần cung cấp đầy đủ mã van, điện áp coil, sơ đồ chức năng, chuẩn ren, áp suất, nhiệt độ và điều kiện môi trường. Việc đối chiếu đúng mã đặt hàng sẽ giúp van mới tương thích với hệ thống, giảm thời gian cải tạo đường ống và hạn chế rủi ro dừng máy.