Chia sẻ về Hệ thống tự động thuỷ khí

[Phạm Văn Điệp_4CHaUI]

Chủ đề này tạo ra nhằm để các bạn chia sẻ, hỏi đáp về bộ môn Hệ thống tự động thuỷ khí.

[Tạ Văn Mạnh_4CHaUI]

Xin chào các anh và các bạn nhóm em tên là nhóm Vans
Những thành viên trong nhóm gồm:
- Nguyễn Văn Nguyên
- Nguyễn Thị Huyền
- Đặng Đức Tuyến
- Vương Ngọc Qúi
- Tạ Văn Mạnh
Đang học tập tại lớp Solidworks NC1

VAN THỦY LỰC

I. Nội dụng được nhắc đến.

 + Van thủy lực là gì? Phân loại thành các nhóm van .
 + Cấu tạo và nguyên lí hoạt động của từng nhóm van.

II.  Van thủy lực là gì? Phân loại van thủy lực.
2.1  Van thủy lực là gì?
-   Ngày nay, chúng ta dễ dàng tìm thấy các hệ thống thủy lực trong các dây chuyền, máy móc sản xuất thủ công nghiệp và công nghiệp. Nó mang lại năng suất cao, an toàn trong hệ thống.
-   Nhìn chung, van thủy lực có vai trò cung cấp, điều khiển, phân phối dòng thủy lực có áp suất nhằm cung cấp cho các thiết bị bơm, bộ lọc, xi lanh và hệ thống để vận hành được ổn định và thông suốt. Dòng thủy lực đó có thể là: dầu, nhớt, hóa chất, …
-   Cách vận hành: Van có thể được vận hành bằng điện từ, bằng lực tác động cơ học hoặc bằng áp suất.
-   Mỗi loại đến từ các hãng sản xuất khác nhau sẽ có một cấu tạo và thiết kế riêng, chức năng riêng.
 

Hình 2.1 Một số loại van thủy lực.

 

Hình 2.2 Van điều áp trong hệ thống.

2.2 Phân loại van thủy lực.
- Có 3 loại nhóm van thủy lực điển hình:
 vVan điều khiển áp suất.
       - Nhóm van thủy lực áp suất rất đa dạng với các loại van khác nhau nhằm giữ ổn định áp suất, hạ áp để cung cấp áp suất ở mức quy định cho hoạt động hệ thống.
       - Nhóm van điều khiển áp suất thủy lực chia ra 2 loại với chức năng khác nhau:
       - Van an toàn: xuất hiện trong hệ thống thủy lực có chức năng giữ cho áp suất hệ thống luôn luôn dưới một mức áp suất đã cài đặt an toàn.
       - Van giảm áp: sử dụng để lắp lên hệ thống đường ống với mục đích làm giảm áp suất đầu vào của hệ thống xuống một giá trị áp suất nhỏ hơn như mong muốn.
 

Hình 2.3: Van an toàn.

Hình 2.4: Kí hiệu van an toàn.

 

Hình 2.5: Van giảm áp.

 

Hình 2.6: Kí hiệu van giảm áp.

vVan điều chỉnh lưu lượng ( Van tiết lưu ).
·  Van tiết lưu: dùng để điều chỉnh lưu lượng chất lỏng trong một bộ phận hoặc toàn bộ hệ thống thủy lực, từ đó có thể điều chỉnh được vận tốc cơ cấu chấp hành động cơ thủy lực.
·  Tùy vào đơn vị sản xuất loại van này sẽ có kiểu dáng, kích thước, màu sắc và chất liệu không giống nhau.

Hình 2.7: Van tiết lưu 1 chiều

 

·  Phân loại van:

-  Phân loại theo khả năng điều chỉnh:  

+ Van tiết lưu thủy lực điều chỉnh được cho phép người dùng điều khiển lưu lượng chất đi qua van theo nhu cầu thực tế. Dòng chất đi từ cửa vào đến cửa ra và tiết diện A thay đổi thông qua vặn vít.

+ Van tiết lưu thủy lực không điều chỉnh được: là loại van tiết lưu cơ bản, có nhiệm vụ thực hiện việc giảm lưu lượng qua van. Bên cạnh đó, khe hở của thiết bị được thiết kế cố định nên tiết diện của       chất sẽ không bị thay đổi khi đi qua van.

-  Phân loại theo chế độ chảy:

+ Chế độ chảy tầng: Khi các chất lỏng như nước, dầu, nhớt hay hóa chất phải chảy qua một loại ống dẫn đặc biệt thì chế độ của dòng chất qua ống được gọi là chảy tầng. Nhưng độ tụt áp lực lớn và        lưu lượng phụ thuộc phần lớn vào nhiệt độ của chất

+ Chế độ chảy rối: Đặc điểm chế độ chảy rối là rút ngắn chiều dài van. Nhờ đó, sự tụt áp và lưu lượng sẽ không hao phí áp lực và không phụ thuộc vào nhiệt độ của chất.

vVan điều hướng.
·  Trong hầu hết tất cả các hệ thống điều khiển thủy lực thì luôn luôn có sự hiện diện của van điều khiển, chức năng chính của nó cũng chính xác như tên gọi của nó: kiểm soát và điều khiển dong chảy của chất lỏng theo ý muốn của người thiết kế tùy theo mục đích cụ thể. 

·  Phân loại
-  Van một chiều.
-  Van đảo chiều.
-  Van tuyến tính.
 
III. Cấu tạo và nguyên lí chung của từng nhóm van.
3.1 Cấu tạo và nguyên lí nhóm van điều khiển áp suất.
· Van an toàn:
- Cấu tạo: cấu tạo của một van an toàn sẽ khác nhau, tùy thuộc vào hãng sản xuất. Tuy nhiên về mặc cơ bản, van sẽ bao gồm các bộ phận như hình dưới :
 

Hình 3.1: Cấu tạo van an toàn trực tiếp.

 

-  Theo nguyên lí hoạt động khác nhau được phân ra 2 loại: Van an toàn tác động trực tiếp và tác động gián tiếp với nguyên lí hoạt động khác nhau.
+ Van an toàn trực tiếp:
  Hoạt động theo nguyên lý riêng đó là: Sự cân bằng khi tác dụng của những lực ngược chiều nhau khi chúng tác động lên nút van. Hai lực ngược chiều đó là: Lực của lò xo và lực áp suất lưu chất.
  Khi áp suất của dầu, nước đi vào nhỏ hơn áp suất xả định mức được thiết lập lúc ban đầu bằng cách vặn chỉnh đàn hồi của lò xo trong van thì piston sẽ đóng hoàn toàn.
  Khi áp suất đi vào lớn hơn áp suất xả, lúc này piston sẽ dịch chuyển làm cửa van mở để dòng lưu chất xả. Khi áp suất về lại mức áp suất xả mặc định ban đầu thì ngưng.
+ Van an toàn gián tiếp: Cấu tạo của van này phức tạp hơn gồm có van chính và van phụ.
   Nếu áp suất của lưu chất ở đường vào nhỏ hơn áp suất xả của van phụ đã thiết lập ban đầu thì van chính và van phụ sẽ cùng đóng.
   Nếu áp suất của lưu chất ở đường vào tăng sẽ làm cho áp suất ở trong khoang chính tăng theo. Nó cao hơn áp suất xả của van phụ thì van phụ mở để lưu chất về bồn chứa hoặc xả ra ngoài cho         đến khi áp suất trong khoang chính bằng với áp suất xả.
· Van giảm áp :
- Cấu tạo và nguyên lí hoạt động: Van giảm áp có 2 dạng chính là: van giảm áp tác động trực tiếp và van giảm áp tác động gián tiếp.
+ Van giảm áp suất trực tiếp:

Hình 3.2: Cấu tạo van giảm áp trực tiếp.

 Nguyên lí hoạt động: Tại vị trí ban đầu thì van sẽ được mở một cách hoàn toàn. Cần vặn vít điều chỉnh để có độ rộng của cửa ra hợp lý sao cho áp suất được ổn định.
 Khi áp suất đầu ra tăng lên thì áp suất trong khoang nối cũng tăng lên. Từ đó đẩy ống trượt đi lên làm giảm kích thước cửa ra và làm giảm áp suất đầu ra.
 Khi giảm áp suất đầu ra ống trượt đi xuống làm tăng diện tích cửa ra và áp suât tăng theo. Quá trình này lặp đi lặp lại làm cho áp suất luôn được ổn định.
+ Van giảm áp gián tiếp:

Hình 3.3: Cấu tạo và sơ đồ kí hiệu.

+ Nguyên lí hoạt động: Lò xo (4) được thiết lập một áp suất lơn hơn áp suất vào. Khi đó ống trượt (1) vẫn đang ở vị trí ban đầu. Nếu khoang (6), (7 ) và (8) có độ lớn áp suất bằng với áp suất vào thì khi đó khí sẽ tự động qua van.
Khi thiết lập lò xo(4) một giá trị áp suất đầu ra lớn hơn áp suất đầu vào, van phụ sẽ mở. Qua rãnh trên ống trượt sẽ tạo ra một dòng chảy. Đông thời, áp suất tại khoang đó sẽ giảm xuống và ống trượt chính bị nâng lên,làm cho ống trượt nâng lên. Quá trình đó lặp đi lặp lại.
 
3.2 Cấu tạo và nguyên lí nhóm van điều chỉnh lưu lượng.
· Cấu tạo: cấu tạo của một van an toàn sẽ khác nhau, tùy thuộc vào hãng sản xuất

Hình 3.4: Cấu tạo van tiết lưu 1 chiều

· Nguyên lí hoạt động chung:
- Khi dòng môi chất đi qua van thì áp suất môi chất sẽ giảm xuống do ma sát mạnh và những dòng xoáy được sinh ra. Áp suất sẽ phụ thuộc vào trạng thái và bản chất của môi chất cũng như độ co hẹp của ống dẫn cũng như tốc độ dòng chảy.
- Vận tốc của dòng khí sẽ tăng lên ở trong lỗ. Khi đi qua lỗ, tốc độ khí giảm và đồng thời áp suất sẽ tăng ( không bằng ban đầu). Tốc độ khí thay đổi, áp suất giảm dẫn đến khối lượng riêng tăng.
- Thông thường, cách điều chỉnh van tiết lưu sẽ làm cho hiệu suất môi chất giảm đi, nhưng đôi khi chúng ta phải tạo ra sự tiết lưu để điều chỉnh công suất cho các thiết bị đo lưu lượng, giảm áp,..

Hình 3.5: Một loại van tiết lưu bù áp suất.

Hình 3.6: Một loại van tiết lưu không bù áp suất.

3.3 Cấu tạo và nguyên lí của nhóm van điều hướng.
· Van đảo chiều
- Van đảo chiều có hai phần: Phần điều khiển và phần chấp hành. Phần điều khiển có 3 ống nhỏ A, B,C được nối thông với cylinder. Piston nằm trong cylinder được gắn với lõi sắt của nam châm điện kiểu ống dây (solenoid) và có lò xo đẩy. Cuộn hút của nam châm điện ôm lấy lõi sắt, có công suất 6 – 8W.

Hình 3.7: Cấu tạo van đảo chiều

 
·   Van 1 chiều
-  Cho phép lưu chất đi qua vị trí tại cửa van theo một hướng nhất định và không cho hoặc ngăn chặn lưu chất đi ngược lại  tự động vận hành theo lực tác động của dòng chảy. Ngoài ra, van 1 chiều còn giảm thiểu sự cố liên quan đến đường ống như rò rỉ giúp điều hướng và kiểm soát lưu chất khi có sự cố xảy ra. 
·   Van tuyến tính
-   Cấu tạo van tuyến tính
+  Thân Van: Van cầu. van bi hoặc van bướm
+  Bộ actuator ( bộ điều khiển tuyến tính)

Hình 3.8: Cấu tạo van tuyến tính

-       Clip cấu tạo và nguyên lý hoạt động của van tuyến tính.