Van điện từ thường mở

Van điện từ thường mở là một loại van công nghiệp được điều khiển bằng cuộn dây điện từ. Đặc điểm cốt lõi của dòng van này là đường dẫn chất lỏng sẽ bị đóng lại khi cuộn dây được cấp điện, và đường dẫn sẽ được mở ra nhờ lò xo hồi vị hoặc do chênh lệch áp suất của môi chất khi cuộn dây không được cấp điện. Sản phẩm này chủ yếu được sử dụng trong các hệ thống công nghiệp cần duy trì trạng thái mở trong thời gian dài và chỉ đóng trong những điều kiện đặc biệt, ví dụ như hệ thống xả khí khẩn cấp trong thiết bị đốt hoặc hệ thống điều khiển dòng chất lỏng trong thiết bị y tế.

Vật liệu chế tạo thân van thường bao gồm thép không gỉ, đồng thau và thép carbon, với các dạng kết cấu như loại tác động trực tiếp, loại tác động trực tiếp từng bước và loại điều khiển bằng khí nén. Các thông số kỹ thuật phổ biến cho phép áp suất làm việc trong khoảng 0–0,7MPa, nhiệt độ môi chất từ -5℃ đến 80℃, đồng thời tương thích với nhiều loại điện áp như AC380V và DC24V. Trong quá trình lắp đặt, cần đặc biệt chú ý ký hiệu hướng dòng chảy trên thân van; một số model yêu cầu lắp thêm bộ lọc để tránh tạp chất ảnh hưởng đến hiệu suất làm kín và độ bền vận hành.

Thông số kỹ thuật van điện từ thường mở

• Loại van: Van điện từ thường mở (NO)
• Kích thước danh nghĩa: DN15 – DN500
• Vật liệu thân van: Inox 304/316, đồng thau, thép carbon
• Vật liệu làm kín: NBR, EPDM, PTFE
• Áp suất làm việc: 0 – 0,7 MPa (tùy model)
• Áp suất thử: 1,5 lần áp suất làm việc
• Nhiệt độ môi chất: -5℃ đến 80℃ (có thể cao hơn tùy vật liệu)
• Điện áp sử dụng: AC220V, AC380V, DC24V (tùy chọn)
• Cấp bảo vệ: IP54 (hoặc cao hơn theo yêu cầu)
• Kiểu kết nối: Ren (DN15–DN50), mặt bích (DN50 trở lên)
• Thời gian phản hồi: < 1 giây
• Chu kỳ làm việc: Dài hạn / ngắn hạn / lặp lại
• Tuổi thọ: ≥ 300.000 – 1.000.000 chu kỳ (tùy cấu trúc)
• Môi trường sử dụng: Khí, nước, hơi, dầu nhẹ

Nguyên lý hoạt động van điện từ thường mở

Lõi van được điều khiển bởi lực từ sinh ra khi cuộn dây điện từ được cấp điện, từ đó điều khiển trạng thái đóng/mở của đường ống:

Khi không cấp điện, van ở trạng thái thường mở, cho phép môi chất lưu thông tự do qua kênh dẫn chính.

Khi cấp điện, lực điện từ sẽ thắng lực lò xo hoặc chênh lệch áp suất của môi chất, làm lõi van di chuyển và đóng đường dẫn.

Với các loại van lưỡng ổn định, trạng thái đóng/mở có thể chuyển đổi bằng tín hiệu xung, giúp giảm đáng kể mức tiêu thụ điện năng liên tục.

Van điện từ có ba chế độ vận hành chính: chế độ làm việc dài hạn, chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại và chế độ làm việc ngắn hạn. Trong các ứng dụng mà van cần mở trong thời gian dài và chỉ đóng trong thời gian ngắn, nên lựa chọn loại van điện từ thường mở.

Thời gian phản hồi điển hình thường nhỏ hơn 1 giây. Loại tác động trực tiếp có khả năng hoạt động ổn định ngay cả khi không có chênh lệch áp suất. Trong khi đó, loại điều khiển bằng khí nén sử dụng áp suất môi chất để hỗ trợ đóng kín, phù hợp với các hệ thống có chênh lệch áp suất lớn. Tính đến năm 2025, một số dòng nhập khẩu đã đạt kích thước danh nghĩa lên tới DN500.

Các danh mục chính van điện từ thường mở

Van điện từ thường mở được phân loại theo hai tiêu chí chính: số lượng đường dẫn khí và cấu trúc thiết kế.

Theo số lượng đường dẫn khí, van NO sẽ kết nối cổng áp suất với cổng xi lanh và đóng cổng xả khi không cấp điện; khi được cấp điện, cổng áp suất bị đóng lại và cổng xi lanh được nối với cổng xả. Đặc điểm này giúp van phù hợp với các hệ thống yêu cầu mở lâu dài và chỉ đóng trong thời gian ngắn.

Theo cấu trúc, van điện từ được chia thành ba loại chính gồm: loại tác động trực tiếp, loại tác động trực tiếp từng bước và loại vận hành bằng van điều khiển trung gian.

Các công nghệ chủ chốt van điện từ thường mở

Các công nghệ chủ chốt bao gồm toàn bộ phương pháp kiểm tra, đánh giá và xác minh hiệu suất nhằm đảm bảo van điện từ thường mở đáp ứng đúng thông số thiết kế và yêu cầu vận hành thực tế. Việc thử nghiệm là bước bắt buộc để kiểm chứng các chỉ tiêu quan trọng như độ kín, thời gian phản hồi, độ bền cơ học cũng như độ ổn định trong các ứng dụng công nghiệp như tự động hóa và sản xuất ô tô.

Các hạng mục thử nghiệm chính bao gồm: thử nghiệm độ kín, đo thời gian phản hồi, kiểm tra điện trở cách điện, thử nghiệm điện áp chịu đựng, thử nghiệm độ bền cơ học và thử nghiệm tương thích điện từ (EMC).

Thử nghiệm khả năng chịu áp suất được thực hiện bằng cách đóng đầu ra và đưa môi chất thử nghiệm vào đầu vào với áp suất bằng 1,5 lần áp suất làm việc định mức. Trong điều kiện không cấp điện, áp suất phải được duy trì tối thiểu 3 phút mà không xảy ra hư hỏng cơ học. Sau khi thử nghiệm, van phải đảm bảo vẫn đạt yêu cầu về độ kín và hiệu suất điện.

Thử nghiệm độ bền yêu cầu van điện từ tốc độ cao đạt tối thiểu 1 triệu chu kỳ hoạt động, trong khi van điện từ thông thường phải đạt ít nhất 300.000 chu kỳ. Quá trình thử nghiệm bao gồm độ bền ở nhiệt độ phòng (chiếm 90% tổng số chu kỳ, tần số 40 chu kỳ/phút) và độ bền chu kỳ nhiệt (chiếm 10% tổng số chu kỳ, tần số 12 chu kỳ/phút).

Các kịch bản ứng dụng van điện từ thường mở

Hệ thống an toàn khí đốt

Van được lắp đặt ở đầu sau của van ngắt đường ống chính trong hệ thống đốt, có chức năng tự động xả khí dư khi hệ thống mất điện [1]. Thiết bị phù hợp với khí tự nhiên và khí LPG, yêu cầu cuộn dây điện từ chống cháy nổ. Một số model đời mới được trang bị hộp nối chống nước kèm đèn báo nguồn vận hành.

Điều khiển quy trình công nghiệp

Trong thiết bị chế biến thực phẩm, van được sử dụng để kiểm soát cấp và xả hơi nước ở nhiệt độ cao trên 150℃. Trong ngành hóa dầu, van được dùng trong hệ thống bồn chứa áp suất khí quyển nhằm ngăn rò rỉ dầu khí. Trong hệ thống xử lý nước, van hỗ trợ chuyển đổi nhiều tuyến ống khác nhau, yêu cầu cấp bảo vệ tối thiểu IP54.

Các lĩnh vực đặc biệt

Thiết bị sử dụng trong ngành y tế phải đạt chứng nhận CE và tuân thủ tiêu chuẩn EN 161:2011+A3:2013. Trong nhà máy điện hạt nhân, van có cấu trúc hàn kín hoàn toàn, chịu được áp suất hơi bão hòa lên tới 1,6MPa. Ngành hàng không vũ trụ yêu cầu thân van làm từ hợp kim nhẹ với trọng lượng dưới 300g.

Thông số kỹ thuật các chỉ số hiệu suất chính bao gồm:

Đường kính danh nghĩa: DN15 đến DN500 (theo dữ liệu mẫu nhập khẩu năm 2025)

Vật liệu làm kín: NBR chịu nhiệt từ -5℃ đến 80℃; EPDM phù hợp môi trường hơi nước nhiệt độ cao

Cấp bảo vệ: IP54

Phương thức kết nối: kết nối ren (G1, DN15…), kết nối mặt bích (DN50 trở lên)

Tuổi thọ vận hành: có thể đạt trên 1 triệu chu kỳ đối với cấu trúc tác động trực tiếp

Có ba chế độ làm việc gồm: làm việc dài hạn, làm việc ngắn hạn lặp lại và làm việc ngắn hạn.

Phạm vi áp suất làm việc cần được xác định rõ ràng, thử nghiệm chịu áp suất yêu cầu duy trì ở mức 1,5 lần áp suất định mức trong ít nhất 3 phút không hư hỏng.

Các thông số điện bao gồm điện áp hoạt động, công suất tiêu thụ và thời gian phản hồi đóng/mở.

Một số model đặc biệt như VX2120-NO có thân van bằng đồng thau, kênh dẫn siêu nhỏ 3mm, chuyên dùng cho điều khiển khí nén chính xác.

Sản phẩm đạt tiêu chuẩn y tế phải tuân thủ ISO13485, toàn bộ bộ phận tiếp xúc môi chất sử dụng inox 316L.

Lắp đặt và bảo trì

Quy trình lắp đặt gồm:

Lắp đúng theo hướng mũi tên chỉ dẫn trên thân van; tuyệt đối không lắp ngược hoặc lắp nghiêng.

Khi lắp trên đường ống ngang, cuộn coil phải hướng lên trên để tránh tích tụ tạp chất trong lõi sắt [1].

Nên lắp bộ lọc ở phía trước van, đảm bảo độ sạch theo tiêu chuẩn EN 161.

Trong quá trình bảo trì, cần đóng van tay để xả hết áp suất còn tồn trong đường ống.

Xử lý sự cố:

Cháy cuộn coil thường do dao động điện áp, cần lắp thiết bị ổn áp để bảo vệ.

Rò rỉ do hư hỏng gioăng, cần thay thế gioăng đúng vật liệu tương thích.

Chuyển động chậm do lò xo yếu hoặc lõi sắt bị bẩn, cần tháo ra vệ sinh và bảo dưỡng định kỳ.