Hiện nay, Actuator valve được sử dụng trong nhiều nhà máy. Chúng được sử dụng trong các nhà máy xử lý nước thải, nhà máy điện , nhà máy lọc dầu , khai thác và xử lý hạt nhân, nhà máy thực phẩm và các đường ống… Van điều khiển tự động đóng một phần quan trọng trong việc tự động hóa kiểm soát quá trình . Các van được tự động hóa khác nhau cả về thiết kế và kích thước.

Có hai dạng actuator valve chính đó là: Electric actuator valve và Pneumatic actuator valve. Chúng ta sẽ tìm hiểu về hai dòng van điều khiển tự động thông dụng này.

1. Actuator là gì?

Actuator là một loại động cơ dung để di chuyển hoặc điều khiển một cơ cấu hay hệ thống. Nó được vận hành bằng năng lượng như điện, khí nén hoặc thủy lực. biến nguồn năng lượng đó thành động năng để tác động lên hệ thống.

Actuator valve là loại van điều khiển tự động, đây là dòng van dùng điện hay dùng khí nén để điều khiển van đóng/mở bằng tín hiệu thay cho cách vận hành bằng tay.

Electric actuator là thiết bị sử dụng điện (24VDC, 220VAC, 380VAC…) Trong khi đó thiết bị truyền động khí nén là bộ truyền động được vận hành bởi việc chuyển đổi áp suất khí thành lực cơ học để vận hành van.

2. Phân biệt Actuator khí nén và Actuator điện

  • Actuator điện

Electric actuator là bộ điều khiển điện thường là dạng motor điều khiển bằng điện, sử dụng điện áp thông dụng như 24V, 240V, 380V… Khi cấp điện áp điều khiển, motor sẽ chuyển động và điều khiển các thiết bị khác theo cơ chế chuyền động.

Electric actutor valve là dòng van sử dụng đầu điều khiển điện actuator để điều khiển van đóng mở tự động. Van điều khiển điện sử dụng động cơ điện cung cấp mô-men xoắn để vận hành van. Chúng không gây nên tiếng ồn, không gây ô nhiễm môi trường và tiết kiệm năng lượng. Tuy nhiên, nguồn điện phải luôn cung cấp đầy đủ.

Bộ truyền động còn có thể điều khiển góc đóng mở của van. Đây là dòng điều khiển tuyến tính, nó nhận tín hiệu điều khiển 4-20 mA để điều chỉnh góc quay. Dạng điều khiển này được sử dụng trong các hệ thống cần kiểm soát lưu lượng dòng chảy một cách chính xác.

  • Actuator khí nén

Bộ truyền động khí nén chuyển đổi năng lượng từ chân không hoặc khí nén ở áp suất cao thành chuyển động thẳng hoặc chuyển động quay. Khí nén là nguồn năng lượng lý tưởng để điều khiển động cơ, bởi vì có thể đáp ứng khởi động và đóng ngắt nhanh chóng.

Áp suất khí nén thường được sử dụng trong khoảng từ 2 đến 7 bar.

Single Acting Pneumatic (bộ tác động đơn):

Khi cấp khí cho bộ tác động để điều khiển van mở, kết thúc quá trình cấp khí lò xo sẽ tự kéo thanh trượt trong bộ tác động kéo theo nó là tác động quay giúp van trở về trạng thái ban đầu là thường đóng hay thường mở. Điều này có nghĩa là trong quá trình hoạt động nếu bị mất khí cấp thì van sẽ trở về trạng thái ban đầu là thường đóng hay thường mở.

Double acting Pneumatic (bộ tác động kép):

Trong quá trình điều khiển bộ tác động khí nén loại tác động kép, muốn cho van trở về trạng thái ban đầu, ta phải cấp khí cho bộ tác động.

Diaphragm Actuator:

Actuator Màng được sử dụng để kiểm soát và điều chỉnh chính xác lưu lượng và áp suất lưu chất theo yêu cầu điều khiển quá trình nhuyển trong rất nhiều hệ thống nhà máy. Các Actuator này được sử dụng cho các tác động hơi, khí nén mạnh, không chỉ cho các van chuyển động tuyến tính mà còn cho các van chuyển động xoay. Nó bao gồm 4 lò xo có độ cứng cao, có khả năng chịu đựng được sự thay đổi đột ngột lực động của lưu chất tác động lên thân van. Sự hoạt động của van có thể bị thay đổi nếu bị tháo nắp và 4 bulong gắn trên đó, xoay actuator bị lố, và thay thế nắp.

Ưu và nhược điểm Pneumatic actuator

Ưu điểm

Nhược điểm

Pneumatic actuator

 · Tốc độ đóng mở nhanh hơn bộ dẫn động điện

· Có thể điều chỉnh tốc độ đóng mở như mong muốn

· Có thể sử dụng trong trường hợp đóng khẩn cấp (loại 1 tác động, loại khứ hồi bằng lò xo)

· Có thể dùng cho van yêu cầu đóng mở thường xuyên

· Cấu tạo đơn giản, dễ dàng bảo dưỡng

· Công suất đầu ra có thể thay đổi bằng cách thay đổi áp suất khí cấp (chỉ cho loại tác động 2 chiều)

· Có thể dùng để mở theo góc – điều khiển lưu lượng khi kết hợp thêm vs bộ định vị (positioner)

· Có thể sử dụng trong trường hợp yêu cầu chống cháy nổ

 

 · Phản ứng chậm hơn nếu trong trường hợp cách xa nguồn khí nén.

· Cần bộ truyền động lớn hơn để đạt được công suất cao hơn.

· Bộ dẫn động bị ảnh hưởng bởi áp suất khí và lưu lượng khí.

3. So sánh Actuator khí nén và Actuator điện

So sánh Actuator khí nén và Actuator điện
1. Lực và Thời gian đáp ứng Nếu xét trên cùng một size van thì actuator khí nén đóng nhanh, mở nhanh và lực tác động lớn hơn điều khiển điện, và hơn nữa bằng việc điều khiển áp lực khí nén cấp vào bộ điều khiển khí nén thông qua bộ lọc, van chỉnh áp củng khiến cho việc điều khiển lực và tốc độ đóng mở van dể dàng hơn rất nhiều.

Vậy nên trong trường hợp với yêu cầu này việc chọn đầu khí nén là giải pháp hợp lý.

 
2. Chi phí đầu tư Actuator khí nén có chi phí thấp hơn nhiều so với Actuator điện

 
3. Bảo trì, thay thế, sửa chữa Actuator khí nén đòi hỏi nhiều linh kiện như bộ lọc khí, xi lanh, đường dẩn khí, bộ định vị, … Nên khi có trục trặc thì mất nhiều thời gian để xử lý.

Actuator điện đơn giản chỉ cần cấp nguồn điện và nạp tín hiệu vào là có thể hoạt động ổn định và ít trục trặc hơn.

 
4. Môi trường làm việc Actuator khí nén ít sinh nhiệt trong quá trình vận hành nên nó có thể đáp ứng dễ gây cháy nổ, nhiệt độ cao và môi trường ẩm ướt.

Actuator điện để đáp ứng được các môi trường khắc nghiệt đó thì cần phải bỏ ra một chi phí rất cao để đáp ứng được.

 
5. Mô-men xoắn Actuator khí nén cho mô-men xoắn lớn hơn so với bộ truyền động điện. Đáp ứng được các loại van kích thước lớn.

 

Trên đây, Chúng tôi đã giải thích rõ về “Actuator là gì”, “Electric Actuator là gì”; và “Pneumatic actuator là gì”.Hy vọng bài viết có thể giúp quý vị có thể chọn lựa được dòng sản phẩm tối ưu cho hệ thống của mình. Hiện nay, Daviteq đang đại diện độc quyền dòng van điều khiển của Crane – US và Komoto – Korea. Nếu có bất cứ nhu cầu nào về sản phẩm, hãy liên hệ với chúng tôi để được tư vấn rõ hơn qua Email: info@daviteq.com.

 

Daviteq at ISA Vietnam 2019