Van Điện Từ Là Gì Và Cách Kiểm Tra

Van điện từ có thể mở và đóng một hoặc nhiều dòng chảy bằng cách cung cấp năng lượng và khử năng lượng cho điện từ. Thông thường, có loại van điện từ thủy lực modun và van điện từ cartridge được lắp đặt trong hệ thống hoặc thiết bị thủy lực.

Loại van điện từ thủy lực 2/2 chiều có nhiều cách kết nối hơn trong điều khiển đóng hoặc ngắt điện so với van điện từ mở theo áp suất định mức.

Xét theo cấu trúc của van điện từ thủy lực chỉ có hai vị trí hoạt động: loại 2 cổng với 2 vị trí, loại 3 cổng với 2 vị trí, còn lại là con trượt dạng rãnh. 

Con trượt và thân van thường được làm bằng thép và thấm carbon để đạt được tuổi thọ cao. Tuy nhiên, cũng có những loại sử dụng riêng lẻ thân van ngắn để đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt về rò rỉ trong một số ứng dụng nhất định.

Xét theo cấu trúc bên trong, van điện từ thủy lực có thể được chia thành loại hoạt động trực tiếp và loại gián tiếp. Nhìn chung, chỉ có loại van điện từ thủy lực 2 chiều và 3 chiều loại gián tiếp là điều khiển bằng điện và thủy lực, các loại khác là con trượt tác động trực tiếp (điều khiển điện). Để đơn giản và dễ so sánh, các ký hiệu đồ họa không phân biệt giữa van điện và van điện kết hợp thủy lực.

• Van điện từ thường bao gồm 3 phần: cuộn dây điện từ, cụm piston điện từ và cụm bộ phận van điện từ. Trong đó chức năng cụ thể của mỗi phần là
• Cuộn dây điện từ chuyển đổi dòng điện đầu vào thành một từ trường. Các cuộn dây điện từ được cố định bằng đai ốc để dễ dàng thay thế
• Lõi sắt từ chuyển cường độ từ trường thành lực kéo hoặc lực đẩy trong từ trường.
• Cụm bộ phận van điện từ thủy lực sử dụng lực này để tạo giá trị lực lớn hơn lực lò xo và lực chất lỏng nhằm mở hoặc đóng dòng chảy tương ứng.

Các đặc tính trạng thái tĩnh của van điện từ thủy lực chủ yếu được xác định bởi các đặc tính dòng chảy chênh lệch áp suất và phạm vi hoạt động.

Các đặc tính trạng thái tĩnh của van điện từ thủy lực chủ yếu được xác định bởi các đặc tính dòng chảy chênh lệch áp suất và giới hạn chuyển mạch.

>>Xem thêm: Van Thuỷ Lực Và Cách Phân Loại Van Thuỷ Lực

Đặc trưng dòng chảy chênh áp và cách kiểm tra van điện từ thủy lực

Đặc trưng dòng chảy chênh áp

Từ đặc trưng dòng chảy chênh áp, van điện từ thủy lực có thể nhận ra sự hao hụt áp suất.

Vì van điện từ hoạt động trực tiếp là van đóng hoặc mở, nên khi hoạt động bình thường chỉ có 2 trạng thái là đóng và mở. Không giống như van điều tiết liên tục, van điện từ hoạt động trực tiếp có một trạng thái trung gian. Do đó, đường đặc tuyến chênh áp của một loại nhất định thường là một đường parabol.

Van điện từ gián tiếp (Pilot solenoid valves) thì khác, cổng chính dần dần được mở với lưu lượng dòng chảy tương đối nhỏ. Do đó, đường đặc tuyến chênh áp không hoàn toàn là đường parabol.

Nhiều van điện từ thủy lực có nhiều loại khác nhau khi mở hoặc ngắt điện, sức cản dòng chảy của các loại này khác nhau. Do đó, để thể hiện đầy đủ các đặc trưng dòng chảy chênh áp của van điện từ thủy lực thường cần các đường cong đa dạng.

Kiểm tra đặc trưng dòng chảy chênh áp của van điện từ thủy lực

1. Trong sơ đồ mạch thử nghiệm

• Nguồn điện thủy lực: Lưu lượng đầu ra phải điều chỉnh được. Lưu lượng dòng chảy tối đa phải lớn hơn lưu lượng dòng chảy danh nghĩa ước tính. Nhìn chung, lưu lượng dòng chảy tối thiểu không nhất thiết phải nhỏ, chỉ cần chênh lệch áp suất tương ứng nhỏ hơn 0,1 MPa vì đặc trưng dòng chảy chênh áp của van điện từ ở lưu lượng rất nhỏ thường không cần lưu ý. Có thể dùng bơm thủy lực biến đổi. Để giảm sự dao động của dòng chảy có thể sử dụng thêm bộ tích.
• Van giảm áp: Chỉ để đảm bảo an toàn, giá trị cài đặt không vượt quá áp suất cho phép của van cần kiểm tra.
• Cảm biến lưu lượng: Thông thường, tỷ lệ dòng chảy tối đa và tối thiểu từ 10 trở lên.
• Van cần kiểm tra.
• Nhiệt kế.
• Cảm biến áp suất.
• Cảm biến

+ 6a: đo áp suất đầu vào.

+ 6b, 6c : đo áp suất cổng A và cổng B (riêng biệt).

Nếu không thể bỏ qua áp suất tại đầu ra T thì có thể lắp thêm một cảm biến áp suất. Phạm vi đo của đường cong dòng chảy chênh áp chỉ dao động từ 1 đến 2 MPa do đó cảm biến áp suất nên chọn một phạm vi nhỏ để đảm bảo độ chính xác cao.

• Bộ ghi tọa độ X-Y hoặc máy hiện sóng hoặc máy tính hỗ trợ thử nghiệm dùng để theo dõi đặc trưng tĩnh.

2. Quy trình kiểm tra

a. Giai đoạn chuẩn bị

• Kết nối với bộ ghi tọa độ X-Y: Đầu ra qv3 của cảm biến lưu lượng 3 là trục X
• Để nhiệt độ dầu đạt tới giá trị định trước, thường sử dụng dầu thủy lực VG32, duy trì nhiệt độ 40oC.
• Lưu lượng của nguồn điện thủy lực 1 ở mức thấp nhất

b. Thực hiện kiểm tra

1. Mở van kiểm tra. Sự chênh lệch đầu ra của cảm biến áp suất tương ứng là trục Y. Ví dụ: p6a-p6b hoặc p6a-p6c
2. Bắt đầu theo dõi
3. Từ từ tăng lưu lượng nguồn điện thủy lực tới khi chênh lệch áp suất vượt quá 1Mpa
4. Từ từ giảm lưu lượng nguồn điện thủy lực tới mức thấp nhất
5. Dừng theo dõi

Đồ thị ghi lại được là đường cong đặc trưng dòng chảy chênh áp của channel tương ứng.

3. Tùy theo nhu cầu, có thể thay đổi đầu ra cảm biến áp suất hoặc thay đổi kết nối van sau đó lặp lại quá trình b

• Giới hạn chuyển mạch của van điện từ thủy lực và kiểm tra áp suất cho phép

Áp suất cho phép của van điện từ thủy lực thông thường trên thị trường chủ yếu có hai cấp độ: 21MPa (20.7MPa) và 35MPa (hoặc 34.5MPa). Nhưng cũng có loại 24MPa, 25MPa và 28MPa…

Van điện từ thủy lực với giới hạn áp suất cho phép khác nhau được cấu tạo từ các thành phần có chất liệu và đặc tính khác nhau. Do độ chính xác trong quá trình sản xuất và quy trình sản xuất khác nhau nên giá cả cũng khác nhau. không thể mua được loại có áp suất cho phép cao với giá rẻ.

Áp suất cho phép ở tất cả các cổng ra thường giống nhau ngoại trừ các cổng ra dạng chữ T sẽ thấp hơn. Tuy nhiên, có thể hoạt động và chuyển đổi áp suất tốt hay không còn phụ thuộc vào đường cong phạm vi hoạt động.

• Đường cong giới hạn chuyển mạch

Giới hạn hành trình công tác của con trượt trong van điện từ thủy lực giữ van ở một vị trí nhất định và chuyển sang vị trí khác trong pham vi hoạt động. Nếu các thông số vận hành thực tế vượt quá phạm vi này tốc độ chuyển đổi có thể chậm lại. Thậm chí có thể không chuyển đổi hoặc không duy trì vị trí hoạt động bình thường.

Các đường cong giới hạn chuyển mạch trên các mẫu sản phẩm chung được thực hiện trong điều kiện phòng thí nghiệm lý tưởng: dầu khoáng sạch, nhiệt độ dầu 40oC, độ nhớt 32mm, điện áp đầu vào là điện áp định mức 90oC. Nếu điều kiện làm việc thực tế có biến động lớn cần lựa chọn giới hạn hành trình công tác của con trượt một cách thận trọng.

• Những yếu tố ảnh hưởng tới giới hành trình con trượt của van điện từ

Những yếu tố khác nhau sẽ ảnh hưởng tới giới hạn hành trình con trượt của van điện từ tùy theo loại van (loại hoạt động trực tiếp, loại gián tiếp, loại con trượt và loại côn.

– Loại van hoạt động trực tiếp: Các yếu tố ảnh hưởng đến phạm vi hành trình con trượt của van điện từ hoạt động trực tiếp chủ yếu là lực điện từ của cuộn dây điện từ, lực lò xo, áp suất tĩnh của áp suất trung bình tới con trượt, lực thủy lực và lực ma sát.

Lực điện từ làm cho con trượt di chuyển hoặc giữ nguyên ở vị trí được cung cấp năng lượng. Công suất điện từ của van điện từ thủy lực thường từ 14-30W. Lực điện từ rất nhỏ, rơi vào khoảng 70-120N. Lực lò xo bật lại sẽ giữ con trượt lại hoặc đưa con trượt quay trở lại vị trí ngắt. Lực lò xo phải mạnh hơn giá trị lớn nhất của lực thủy lực.

Rãnh dầu mặt bên giúp cân bằng áp suất tĩnh. Áp suất chất lỏng (slide valve spool) ở rãnh van mặt dưới được cân bằng với nhau thông qua lỗ trên con trượt hoặc chỉ có thể được kết nối với rãnh T.

Lực lò xo cản trở chuyển động của con trượt từ vị trí hoạt động này sang vị trí hoạt động khác hoặc làm lệch con trượt khỏi vị trí, lực tổng hợp của áp suất tĩnh ở các buồng van và lực dòng thủy lực tỷ lệ thuận với lưu lượng và vận tốc dòng chảy. Ở trạng thái chuyển tiếp, áp suất thủy lực đạt cực đại khi vừa mở.

– Loại gián tiếp giới hạn áp suất: loại van gián tiếp và loại van gián tiếp giới hạn áp suất thường rất nhỏ, lưu lượng và công suất thủy lực cũng nhất nhỏ. Loaị van này thường là van loại côn với sự mất cân bằng áp suất tĩnh. Nếu lực điện từ lớn hơn lực lò xo và áp suất tĩnh, lõi van gián tiếp có thể bị dịch chuyển.

Các yếu tố chính ảnh hưởng đến phạm vi hoạt động của van là lực lò xo, áp suất tĩnh của dầu thủy lực trên  con trượt và áp suất thủy lực.

Sự chênh lệch giữa áp suất tĩnh ở cả 2 đầu con trượt chính lớn hơn lực lò xo và lực thủy lực đẩy con trượt chính và mở buồng van liên quan. Vì sự chênh lệch áp suất tĩnh và diện tích tác động có thể lớn hơn nhiều so với với lực điện từ, lưu lượng dòng chảy của van gián tiếp giới hạn áp suất có thể lớn so với loại van hoạt động trực tiếp.

Kiểm tra giới hạn chuyển mạch của van điện từ thủy lực

Để xác định giới hạn chuyển mạch của van điện từ: sử dụng quy trình ISO 6403:1988 hoặc phiên bản tiêu chuẩn GB/T 8106-1987.

Kiểm tra vòng lặp

• Nguồn thủy lực: Lưu lượng đầu ra có thể điều chỉnh được. Có thể dùng bơm thủy lực biến đổi. Để giảm sự dao động của dòng chảy có thể sử dụng thêm bộ tích.

• Van giảm áp: Van 2a sử dụng như van an toàn. Giá trị thiết lập trước phải là áp suất cho phép của van kiểm tra. Tải mô phỏng của van 2b, 2c phải thiết lập giá trị thấp hơn áp suất cho phép của van kiểm tra.

• Cảm biến lưu lượng.

• Van cần kiểm tra.

• Van một chiều.

• Cảm biết nhiệt.

• Cảm biến áp suất: Áp suất đầu vào được đo bởi cảm biến 7a, áp suất cổng A và cổng B được đo bởi cảm biến 7b, 7c tương ứng.

Quy trình kiểm tra

Các cuộn dây điện từ được cấp điện trước cho đến khi đạt được sự cân bằng. Điện áp đầu vào: 90% điện áp định mức. Con trượt của van điều hướng có thể di chuyển ít nhất 6 hành trình đầy đủ theo cả hai hướng.

Nếu van điều hướng thủy lực không thể đóng ngắt bình thường hãy giảm áp suất hoặc lưu lượng. Trên giấy vẽ biểu đồ, trục hoành là dòng chảy và trục tung là áp suất, đánh dấu các điểm hoạt động bình thường. Cuối cùng, kết nối các điểm ranh giới ta được phạm vi hoạt động của van.

B2bmart.vn vừa giúp bạn biết van điện từ là gì và cách kiểm tra loại van này. Đây là những kinh nghiệm sẽ giúp bạn hiểu rõ và ứng dụng được loại van này vào thực tế một cách dễ dàng.