Van điện từ Versa – Van điều khiển khí nén cho hệ thống công nghiệp

Van điện từ Versa là dòng van điều khiển được sản xuất bởi Versa Products Company, Inc. – Hoa Kỳ, chuyên dùng để đóng mở hoặc chuyển hướng dòng khí, khí trơ và một số môi chất công nghiệp bằng tín hiệu điện. Sản phẩm của Versa được sử dụng nhiều trong hệ thống khí nén, bộ truyền động van, máy công nghiệp, dầu khí, hóa chất, năng lượng và các dây chuyền tự động hóa yêu cầu độ ổn định cao.

Versa phát triển van điện từ với nhiều kiểu tác động như direct acting và solenoid pilot, cùng các cấu hình 2/2, 3/2 và 5/2. Hãng cũng có nhiều lựa chọn vật liệu như nhôm, đồng và thép không gỉ 316 để đáp ứng điều kiện môi trường khác nhau.

 

 

Van điện từ Versa điều khiển dòng khí bằng tín hiệu điện

Nguyên lý hoạt động của Van điện từ Versa dựa trên cuộn coil điện từ. Khi cuộn coil được cấp điện, lực điện từ tác động lên phần ứng hoặc cụm pilot để thay đổi vị trí của cơ cấu van. Dòng khí sau đó được mở, đóng hoặc chuyển sang một cửa khác tùy cấu hình van.

Với các dòng tác động trực tiếp, cuộn điện từ tác động trực tiếp lên cơ cấu đóng mở. Kiểu này có kết cấu nhỏ gọn và phù hợp với các mạch điều khiển có lưu lượng vừa phải. Dòng E Series Versa là một ví dụ điển hình với cấu hình van 2 cửa hoặc 3 cửa và cơ chế tác động điện từ trực tiếp.

Đối với các dòng có lưu lượng lớn hơn, Versa sử dụng cơ chế solenoid pilot. Cuộn điện từ điều khiển một mạch pilot nhỏ, sau đó áp suất môi chất hỗ trợ dịch chuyển spool chính. Cấu trúc này cho phép sử dụng coil công suất thấp nhưng vẫn tạo được lực chuyển trạng thái ổn định.

Van điện từ Versa E Series có thiết kế nhỏ gọn

E Series là một trong những nhóm van điện từ nổi bật của Versa. Dòng này có các cấu hình 2 cửa 2 vị trí và 3 cửa 2 vị trí, sử dụng cơ chế tác động trực tiếp và có thể dùng trong hệ thống khí nén hoặc thủy lực áp suất thấp.

Các phiên bản lắp độc lập có cổng 1/8 inch hoặc 1/4 inch NPT. Versa cũng cung cấp kiểu lắp manifold với khả năng bố trí nhiều van trên cùng một cụm, giúp giảm đường ống và thuận tiện cho việc bảo trì hệ thống.

Theo thông tin của hãng, E Series sử dụng thân bằng nhôm hoặc thép không gỉ, gioăng NBR và có lưu lượng Cv tới khoảng 0,79 tùy phiên bản. Áp suất vận hành của một số cấu hình có thể đạt 500 psi, tương đương khoảng 35 bar, với nhiệt độ làm việc khoảng -18 đến 82°C.

Van điện từ Versa bằng thép không gỉ 316

Trong môi trường dầu khí, hóa chất, ngoài trời hoặc khu vực có độ ăn mòn cao, Van điện từ Versa inox 316 là nhóm sản phẩm được sử dụng phổ biến. Versa có nhiều series sử dụng thép không gỉ 316 như C-316 Series, V-316 Series và B-316 Series.

C-316 Series sử dụng thân đúc bằng inox 316 và được thiết kế theo cấu trúc spool cân bằng. Hãng cung cấp cấu hình 3/2 dành cho cơ cấu hồi lò xo và 5/2 dành cho bộ truyền động tác động kép.

Một đặc điểm đáng chú ý của C-316 là cơ chế pilot điện từ sử dụng áp suất môi chất để hỗ trợ chuyển trạng thái. Điều này giúp giảm công suất coil và tạo lực dịch chuyển lớn hơn cho spool. Versa cũng sử dụng coil đúc epoxy nhằm tăng khả năng chống ẩm và hỗ trợ tản nhiệt trong điều kiện công nghiệp.

Van điện từ Versa 3/2 và 5/2

Van điện từ Versa 3/2 có ba cửa và hai trạng thái hoạt động. Kiểu van này thường được sử dụng với actuator khí nén hồi lò xo hoặc các mạch yêu cầu cấp và xả khí qua một đầu ra.

Versa cung cấp cả cấu hình Normally Closed và Normally Open tùy từng series. Khi tín hiệu điện thay đổi, van chuyển trạng thái để cấp khí hoặc xả áp khỏi bộ truyền động.

Van điện từ Versa 5/2 thường được sử dụng cho actuator khí nén tác động kép. Hai đường làm việc được cấp và xả luân phiên để điều khiển piston hoặc actuator chuyển động theo hai hướng.

C-316 Series của hãng có cả cấu hình 3/2 và 5/2. Các phiên bản solenoid có thể sử dụng một coil kết hợp hồi lò xo hoặc hai coil tùy yêu cầu điều khiển.

Van điện từ Versa cho actuator khí nén

Một ứng dụng quan trọng của Van điện từ Versa là điều khiển actuator của van bi, van bướm và các van quy trình. Tín hiệu từ PLC, DCS hoặc hệ thống điều khiển được đưa tới cuộn điện từ, sau đó van Versa điều khiển dòng khí cấp vào actuator.

Đối với actuator tác động đơn, van 3/2 thường được lựa chọn. Đối với actuator tác động kép, cấu hình 5/2 phù hợp hơn vì cần điều khiển khí nén tới cả hai buồng của actuator.

Versa còn sản xuất các phiên bản NAMUR có thể lắp trực tiếp trên actuator. Cách bố trí này giúp giảm đường ống khí giữa van điện từ và bộ truyền động, đồng thời tạo cụm điều khiển nhỏ gọn hơn.

Van điện từ Versa sử dụng điện áp AC và DC

Versa cung cấp nhiều lựa chọn điện áp cho cuộn coil nhằm phù hợp với từng hệ thống điều khiển. Danh mục van điện từ hiện tại của hãng có các cấu hình như 12 VDC, 24 VDC, 48 VDC, 125 VDC, 24 VAC, 120 VAC, 110 VAC và 220 VAC ở một số dòng sản phẩm.

Trong hệ thống tự động hóa hiện đại, 24 VDC là lựa chọn thường gặp vì dễ kết nối trực tiếp với PLC và các module đầu ra số. Tuy nhiên, khi thay thế van cũ cần kiểm tra chính xác điện áp và tần số ghi trên coil.

Không nên chỉ dựa vào kích thước van để thay coil. Điện áp, công suất, loại đầu nối điện, cấp bảo vệ và yêu cầu khu vực nguy hiểm đều có thể khác nhau giữa các cấu hình Versa.

Van điện từ Versa cho môi trường nguy hiểm

Một số Van điện từ Versa được thiết kế cho khu vực có nguy cơ cháy nổ. Hãng cung cấp các lựa chọn chứng nhận và cấp bảo vệ khác nhau tùy kiểu coil và series.

Danh mục hiện tại có các phiên bản hỗ trợ các chuẩn như ATEX, IECEx và một số chứng nhận khu vực khác. Một số cấu hình được công bố với cấp bảo vệ tới IP66/IP67/IP68 và NEMA 4X/6P.

Đây là yếu tố quan trọng đối với các hệ thống dầu khí, hóa dầu, LNG và khu vực có bụi hoặc hơi dễ cháy. Khi lựa chọn cần đối chiếu chính xác phân vùng nguy hiểm, nhóm khí, nhiệt độ bề mặt và tiêu chuẩn áp dụng tại dự án.

Vật liệu và môi chất sử dụng

Tùy từng dòng, Versa chế tạo thân van bằng nhôm, đồng hoặc inox 316. Đối với môi trường thông thường, thân nhôm có lợi thế về trọng lượng và giá thành. Với môi trường ăn mòn hoặc ngoài trời, inox 316 thường được ưu tiên.

Danh mục Versa hiện có van dành cho khí nén, khí trơ, khí tự nhiên, dầu thủy lực và nước tùy series. Không phải mọi van điện từ đều có thể sử dụng cho tất cả môi chất, vì vậy cần kiểm tra catalog cụ thể trước khi lựa chọn.

Vật liệu gioăng cũng cần được xem xét theo nhiệt độ và môi chất. NBR phù hợp với nhiều ứng dụng khí nén thông thường, trong khi các môi trường nhiệt độ cao hoặc hóa chất đặc biệt có thể yêu cầu loại seal khác.

Ứng dụng của Van điện từ Versa trong công nghiệp

Van điện từ Versa được sử dụng trong hệ thống điều khiển khí nén của nhà máy, cụm actuator van, máy đóng gói, thiết bị xử lý vật liệu, nhà máy hóa chất, hệ thống dầu khí, nhà máy điện, khai khoáng và xử lý nước.

Trong các hệ thống quy trình, van Versa có nhiệm vụ nhận tín hiệu điện từ bộ điều khiển và chuyển đổi thành thao tác khí nén. Nhờ đó PLC hoặc DCS có thể điều khiển trực tiếp trạng thái của actuator mà không cần người vận hành thao tác tại hiện trường.

Đối với ngành dầu khí và hóa chất, các dòng inox 316 được ưu tiên khi hệ thống hoạt động ngoài trời hoặc tiếp xúc với môi trường ăn mòn. Versa cũng phát triển nhiều tùy chọn dành riêng cho các điều kiện nhiệt độ thấp, nguồn điện hạn chế và khu vực nguy hiểm.