Van bi 3 ngã điều khiển điện inox vi sinh được sử dụng để tự động chuyển hướng, chia hoặc hợp dòng lưu chất trong hệ thống đường ống. Sản phẩm kết hợp thân van bi ba cửa với bộ truyền động điện, phù hợp dây chuyền thực phẩm, đồ uống, dược phẩm, mỹ phẩm và xử lý nước. Khách hàng có thể liên hệ Cơ Khí An Thịnh Tân để được tư vấn kiểu bi chữ L, chữ T, góc quay và điện áp phù hợp.
Van bi 3 ngã điều khiển điện inox vi sinh (Electric Actuated Sanitary Three-way Ball Valve) là thiết bị tự động hóa trong hệ thống đường ống, bao gồm hai thành phần chính: thân van bi ba ngã bằng inox vi sinh và bộ truyền động điện (electric actuator) được tích hợp trên cùng một trục .
Bên trong bi van được khoan lỗ theo dạng chữ L hoặc chữ T, quyết định chức năng của van . Sản phẩm cho phép thực hiện các chức năng sau một cách tự động :
Chuyển hướng dòng chảy (ví dụ: luân chuyển sản phẩm giữa các bồn chứa).
Chia một dòng thành hai nhánh (ví dụ: cấp nguyên liệu cho hai dây chuyền sản xuất song song).
Hợp hai dòng vào một đường chung (ví dụ: trộn các thành phần).
Điểm khác biệt so với van hai ngã, van ba ngã tay gạt và van khí nén :
So với van hai ngã: Van ba ngã có thể điều hướng dòng chảy đến nhiều hướng khác nhau, thay vì chỉ đóng/mở một đường duy nhất.
So với van tay gạt: Van được vận hành tự động bởi bộ truyền động điện, có thể điều khiển từ xa và tích hợp vào hệ thống PLC mà không cần thao tác thủ công.
So với van khí nén: Không yêu cầu hệ thống máy nén khí và đường ống khí phức tạp, chỉ cần nguồn điện.
Thân van là bộ phận tiếp xúc trực tiếp với lưu chất, được thiết kế để tối ưu hóa dòng chảy và vệ sinh. Cấu tạo chi tiết bao gồm :
Thân van ba cửa: Có ba đầu kết nối clamp để nối với ba đoạn ống theo các hướng khác nhau.
Bi van: Bộ phận lõi bên trong, được khoan lỗ hình chữ L hoặc chữ T.
Trục truyền động: Kết nối bi van với bộ truyền động bên ngoài.
Seat (ghế van) và gioăng làm kín: Bằng PTFE, đảm bảo độ kín khít.
Bệ gá bộ truyền động: Kết nối tiêu chuẩn ISO 5211 giữa thân van và bộ truyền động .
Phần tiếp xúc lưu chất thường được chế tạo từ inox vi sinh , có bề mặt nhẵn (độ nhám 8-12 Ra) nhằm hạn chế bám cặn và thuận tiện vệ sinh .
Bộ truyền động là "trái tim" điều khiển van, bao gồm các thành phần chính :
Vỏ bảo vệ: Bằng nhôm hoặc polyamide, đạt cấp bảo vệ IP67, chống ăn mòn và tia UV .
Động cơ điện: Nguồn động lực để quay trục van.
Hệ bánh răng giảm tốc: Giảm tốc độ và tăng mô-men xoắn .
Trục truyền động: Kết nối với trục van thông qua khớp nối.
Công tắc giới hạn hành trình: Xác định và ngắt động cơ tại vị trí mở/đóng cuối cùng .
Bộ chỉ thị vị trí: Đèn LED hoặc đồng hồ cơ hiển thị trạng thái mở/đóng .
Cơ cấu vận hành thủ công: Cho phép quay van bằng tay khi mất điện .
Mạch điều khiển: Tiếp nhận và xử lý tín hiệu điều khiển (4-20mA, 0-10V) .
Đầu đấu dây và đầu cáp chống nước: Đảm bảo kết nối an toàn .
Nguyên lý hoạt động của van dựa trên sự chuyển đổi năng lượng điện thành cơ năng :
Nhận tín hiệu: Bộ truyền động nhận nguồn điện và tín hiệu điều khiển từ PLC (ví dụ: tiếp điểm khô, 4-20mA).
Quay động cơ: Động cơ điện quay, truyền chuyển động qua bộ bánh răng giảm tốc để tăng mô-men.
Truyền động xuống trục van: Mô-men được truyền xuống trục van, làm xoay bi van.
Thực hiện thao tác: Bi van quay đến góc đã được thiết lập (90° hoặc 180°), thiết lập kết nối hoặc ngắt các cửa theo sơ đồ .
Ngắt tại vị trí cuối: Công tắc giới hạn hành trình sẽ ngắt điện động cơ khi van đạt đến vị trí mở hoặc đóng hoàn toàn.
Phản hồi tín hiệu: Bộ truyền động gửi tín hiệu phản hồi trạng thái về tủ điện hoặc PLC .
Trạng thái khi mất điện: Hầu hết các bộ truyền động điện tiêu chuẩn sẽ giữ nguyên vị trí cuối cùng khi mất điện, trừ khi có tùy chọn Battery Safe Return (BSR) .
Sản phẩm thuộc nhóm van bi inox vi sinh , nhưng có ba cửa và bộ điện chuyên dụng để điều phối nhiều hướng dòng.
Sự khác biệt cốt lõi nằm ở hình dạng đường khoan bên trong quả bi van, quyết định cách lưu chất lưu thông .
Kết nối: Cửa chung (thường là cửa 1) chỉ có thể kết nối với một trong hai cửa còn lại (cửa 2 hoặc 3).
Chức năng: Chuyển hướng. Lưu chất đi vào từ một cửa sẽ được dẫn ra ở một trong hai cửa đầu ra.
Đặc điểm: Chỉ có hai cửa thông nhau tại một thời điểm. Van ở vị trí giữa (thường là 0°) thường khóa tất cả các cửa. Có thể sử dụng như van chọn (selector valve) hoặc van chuyển hướng (diverter valve) .
Kết nối: Có thể kết nối đồng thời nhiều cửa. Ví dụ, kết nối một cửa chung với cả hai cửa còn lại.
Chức năng: Chia dòng hoặc hợp dòng.
Đặc điểm: Một số vị trí cho phép cả ba cửa thông nhau. Lưu chất có thể đi từ cửa 1 sang cả cửa 2 và 3 (chia), hoặc từ cửa 2 và 3 sang cửa 1 (hợp). Có thể thiết lập tối đa 4 sơ đồ dòng chảy khác nhau bằng cách di chuyển trục van .
Việc lựa chọn góc quay quyết định số lượng trạng thái vận hành và độ phức tạp trong điều khiển của van.
Chức năng: Chuyển giữa hai trạng thái chính (ví dụ: mở cửa 1-2 hoặc 1-3).
Ứng dụng: Phù hợp cho các yêu cầu chuyển dòng đơn giản, thời gian chuyển vị trí thường ngắn hơn .
Đặc điểm: Thường gặp trên các van 3 ngã chữ L.
Chức năng: Có thể hỗ trợ nhiều trạng thái đường dòng khác nhau.
Ứng dụng: Phù hợp cho các hệ thống cần ba vị trí vận hành hoặc nhiều sơ đồ dòng chảy khác nhau.
Đặc điểm: Cần thiết lập đúng các điểm dừng trung gian .
Lưu ý: Góc quay phải được chọn theo sơ đồ bi và trình tự vận hành, không chỉ dựa vào đường kính van.
Chức năng: Van chỉ chuyển giữa các vị trí định sẵn (đóng hoặc mở hoàn toàn) .
Sơ đồ đấu nối: Tương đối đơn giản, thường sử dụng tín hiệu tiếp điểm khô.
Ứng dụng: Phù hợp để chuyển hướng hoặc chia dòng.
Chi phí: Thấp hơn dạng tuyến tính .
Chức năng: Nhận tín hiệu 4–20mA hoặc 0–10V để dừng van tại các vị trí trung gian .
Sơ đồ đấu nối: Phức tạp hơn, yêu cầu bộ định vị (positioner) tích hợp.
Ứng dụng: Phù hợp cho các quy trình cần điều chỉnh tỷ lệ dòng chảy.
Lưu ý: Cần đánh giá đặc tính lưu lượng thực tế của bi van .
Chức năng: Gửi trạng thái từng vị trí (mở/đóng) về PLC thông qua công tắc hành trình .
Ứng dụng: Hỗ trợ giám sát từ xa và cảnh báo khi van không đạt hành trình.
Tín hiệu: Dạng tiếp điểm khô SPST hoặc tín hiệu 4-20mA .
Ưu điểm: Phù hợp với tủ điều khiển và hệ thống PLC (nguồn logic thường dùng 24V DC), an toàn hơn do điện áp thấp .
Hạn chế: Cần bộ nguồn DC đủ công suất để cấp cho bộ truyền động .
Ứng dụng: Thích hợp cho các máy móc và dây chuyền tự động .
Ưu điểm: Sử dụng trực tiếp nguồn điện lưới phổ biến, không cần bộ chuyển đổi nguồn riêng .
Hạn chế: Cần chú ý tiếp địa và chống ẩm cho thiết bị.
Ứng dụng: Phù hợp cho các hệ thống không có sẵn nguồn 24V DC.
Ưu điểm: Một số model hỗ trợ dải điện áp AC/DC rộng (ví dụ: 24-240V AC/DC), cho phép sử dụng linh hoạt nhiều nguồn điện khác nhau .
Lưu ý: Phải kiểm tra sơ đồ đấu dây và thông số kỹ thuật trước khi sử dụng.
Một van thực hiện nhiều hướng dòng: Giảm số lượng van hai ngã và phụ kiện, tiết kiệm không gian lắp đặt .
Điều khiển tự động, không cần thao tác tại chỗ: Có thể kết nối PLC và tủ điện để điều khiển từ xa, phù hợp với dây chuyền tự động hóa .
Không cần hệ thống máy nén khí: Loại bỏ sự phụ thuộc vào khí nén, giảm chi phí đầu tư và bảo trì .
Phản hồi trạng thái vận hành: Cung cấp tín hiệu xác nhận vị trí về PLC, hỗ trợ giám sát từ xa .
Vệ sinh dễ dàng: Kết nối clamp cho phép tháo lắp nhanh, bề mặt inox nhẵn (8-12 Ra) chống bám cặn .
Khả năng chống ăn mòn: Vật liệu inox 304/316L và seat PTFE cho phép sử dụng với nhiều loại lưu chất và hóa chất CIP/SIP .
Khách hàng có thể tham khảo thêm nhóm van inox vi sinh để lựa chọn đồng bộ van bướm, van màng, van một chiều và các loại van tự động khác.
Van bi 3 ngã điều khiển điện inox vi sinh được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp yêu cầu tự động hóa và vệ sinh cao :
Chuyển nguyên liệu giữa hai bồn chứa.
Chia một đường cấp sang hai dây chuyền sản xuất song song.
Hợp hai dòng lưu chất vào một đường chung.
Hệ thống phối trộn và chiết rót tự động.
Dây chuyền sản xuất thực phẩm và đồ uống (sữa, bia, rượu, nước giải khát) .
Sản xuất dược phẩm và mỹ phẩm (đáp ứng 3-A Sanitary Standards) .
Hệ thống nước tinh khiết và lọc RO.
Hệ thống CIP/SIP với điều kiện cấu hình van và vật liệu đáp ứng .
Lưu ý: Đối với vị trí xả trực tiếp dưới đáy bồn, nên cân nhắc van bi xả đáy khí nén , vì cấu tạo chuyên dụng phù hợp hơn với yêu cầu tháo xả và hạn chế lưu chất tồn đọng.
| Tiêu chí | Van ba ngã điện | Van ba ngã khí nén | Van ba ngã tay gạt |
|---|---|---|---|
| Nguồn vận hành | Điện | Khí nén | Thủ công |
| Tốc độ chuyển vị trí | Trung bình (15-58s) | Nhanh (1-3s) | Phụ thuộc thao tác |
| Điều khiển từ xa | Có | Có | Không |
| Phản hồi trạng thái | Có | Có | Không |
| Trạng thái an toàn khi mất nguồn | Giữ nguyên (có thể có BSR) | Giữ nguyên hoặc an toàn (tác động đơn) | Giữ nguyên |
| Yêu cầu hạ tầng | Nguồn điện 24VDC/220VAC | Máy nén khí, ống dẫn | Không |
| Tần suất vận hành | Trung bình đến cao | Rất cao | Thấp |
| Chi phí đầu tư | Trung bình | Trung bình (+ máy nén) | Thấp |
| Chi phí bảo trì | Trung bình | Thấp đến trung bình | Rất thấp |
Định hướng lựa chọn:
Điều khiển điện: Ưu tiên khi không có nguồn khí nén, cần kết nối PLC và điều khiển từ xa .
Điều khiển khí nén: Chọn khi cần tốc độ cao, vận hành với tần suất rất lớn .
Tay gạt: Phù hợp cho hệ thống nhỏ, ít thao tác, chi phí thấp .
Để chọn được van bi 3 ngã điều khiển điện phù hợp, cần cân nhắc các yếu tố sau:
Xác định nhu cầu: Chuyển hướng (chữ L) hay chia/hợp dòng (chữ T) .
Xác định cửa chung và sơ đồ đường dòng: Cần xác định rõ cửa vào, cửa ra và các trạng thái vận hành .
Xác định số vị trí vận hành: Chọn góc quay 90° (2 vị trí) hoặc 180° (nhiều vị trí hơn) .
Chọn ON/OFF hoặc tuyến tính: Đóng/mở hoàn toàn hay cần điều tiết lưu lượng? .
Chọn điện áp: 24V DC (PLC) hay 220V AC (điện lưới), hoặc đa điện áp .
Tính mô-men bộ truyền động: Dựa trên kích thước van và áp suất lưu chất.
Xác định tín hiệu điều khiển và phản hồi: Loại tín hiệu PLC sử dụng .
Chọn kích thước và tiêu chuẩn kết nối: DN và clamp (Tri-Clamp, BS4825) .
Lựa chọn vật liệu: SUS304 (phổ thông) hay SUS316L (chịu ăn mòn cao hơn) .
Kiểm tra seat và gioăng: PTFE tiêu chuẩn, EPDM/Silicone cho ứng dụng đặc biệt .
Xem xét chức năng an toàn: Có cần tự động đóng/mở khi mất điện? (Tùy chọn BSR) .
Đánh dấu cửa: Xác định rõ cửa chung (common), cửa vào và cửa ra theo sơ đồ đường ống.
Đối chiếu sơ đồ: So sánh sơ đồ dòng của van với sơ đồ thiết kế của hệ thống trước khi lắp .
Vệ sinh: Làm sạch đầu nối clamp và gioăng để đảm bảo độ kín.
Lắp đặt: Không để tải trọng của đường ống tác động lên thân van.
Kiểm tra điện áp: Trước khi cấp nguồn, kiểm tra điện áp nguồn có phù hợp với bộ truyền động không.
Đấu dây: Đấu dây theo sơ đồ nhà sản xuất, siết kín đầu cáp chống nước. Thực hiện tiếp địa nếu được yêu cầu.
Thiết lập hành trình: Thiết lập đúng hành trình và các vị trí dừng trung gian cho bộ truyền động.
Chạy thử: Chạy thử từng chế độ vận hành và kiểm tra tín hiệu phản hồi về PLC.
Vệ sinh:
Ngắt điện và xả hết áp suất, lưu chất trong hệ thống.
Vệ sinh bi, khoang thân, seat và gioăng bằng dung dịch chuyên dụng.
Sử dụng thiết kế swing-out để dễ dàng tiếp cận các bộ phận bên trong .
Bảo dưỡng:
Kiểm tra rò rỉ tại ba cửa và các đầu nối.
Kiểm tra dây điện, đầu cáp và tiếp địa.
Kiểm tra và vệ sinh công tắc giới hạn hành trình.
Lưu ý: Không tự ý thay đổi sơ đồ bi và bộ điện nếu không hiểu rõ.
Thay seat và gioăng khi phát hiện mòn hoặc biến dạng .
Xử lý lỗi:
Van quay sai vị trí hoặc không hết hành trình: Kiểm tra nguồn điện, tín hiệu điều khiển và thiết lập công tắc hành trình.
Van bị kẹt: Kiểm tra xem có cặn bẩn trong van hay bộ truyền động bị quá tải.
Rò rỉ lưu chất: Kiểm tra siết chặt các đầu nối clamp và thay thế seat/gioăng.
Giá của một bộ van phụ thuộc vào nhiều yếu tố:
Kích thước van (DN15 – DN80).
Vật liệu thân van (SUS304 hay SUS316L) .
Kiểu bi (chữ L hay chữ T) .
Góc quay và số vị trí vận hành.
Loại bộ truyền động (mô-men, thời gian đóng/mở) .
Điện áp bộ truyền động (24V, 110V, 220V, đa điện áp) .
Chế độ điều khiển (ON/OFF hay tuyến tính) .
Tín hiệu điều khiển và phản hồi yêu cầu.
Cấp bảo vệ IP.
Tùy chọn safe-return (BSR) .
Số lượng và yêu cầu CO/CQ, bảo hành.
Để nhận báo giá chính xác, vui lòng liên hệ trực tiếp và cung cấp các thông tin: sơ đồ đường ống, trình tự vận hành, loại lưu chất, áp suất, nhiệt độ và nguồn điện hiện có.
Van chữ L dùng để chuyển hướng dòng chảy, chỉ kết nối một cửa chung với một trong hai cửa còn lại tại một thời điểm.
Van chữ T dùng để chia hoặc hợp dòng, có thể kết nối nhiều cửa cùng lúc tùy theo vị trí của bi van.
Chọn góc quay 90° cho ứng dụng chuyển hướng đơn giản, chỉ cần hai trạng thái hoặc hai vị trí vận hành.
Chọn góc quay 180° khi hệ thống cần nhiều vị trí dừng hoặc sơ đồ phân phối dòng chảy phức tạp hơn. Góc quay phải phù hợp với cấu tạo bi van và sơ đồ dòng chảy của từng model.
Khả năng đóng kín cả ba cửa phụ thuộc vào cấu hình bi van và thiết kế cụ thể của từng model.
Không phải tất cả van bi 3 ngã chữ L hoặc chữ T đều có thể khóa kín đồng thời cả ba cửa. Cần kiểm tra sơ đồ vị trí dòng chảy do nhà sản xuất cung cấp.
Chọn 24V DC nếu hệ thống ưu tiên điện áp thấp, có sẵn nguồn một chiều hoặc cần tích hợp thuận tiện với tủ điều khiển PLC.
Chọn 220V AC nếu muốn sử dụng trực tiếp nguồn điện lưới. Điện áp bộ truyền động phải phù hợp với nguồn cấp và yêu cầu an toàn của hệ thống.
Có. Với chế độ ON/OFF, bộ truyền động có thể nhận tín hiệu đóng – mở từ PLC và gửi tín hiệu phản hồi vị trí thông qua công tắc hành trình hoặc tiếp điểm khô.
Với chế độ tuyến tính, bộ truyền động có thể nhận và phản hồi tín hiệu như 4–20mA hoặc 0–10V, tùy theo model và bo mạch điều khiển tích hợp.
Hầu hết bộ truyền động điện tiêu chuẩn sẽ giữ nguyên vị trí cuối cùng khi nguồn điện bị mất.
Một số model có tùy chọn Battery Safe Return (BSR), bộ pin, tụ điện dự phòng hoặc lò xo hồi vị để tự động đưa van về trạng thái an toàn đã cài đặt.
Có. Nhiều bộ truyền động điện được trang bị tay quay, cần gạt khẩn cấp hoặc cơ cấu hex drive để vận hành thủ công khi mất điện.
Cần ngắt nguồn điện và thực hiện đúng hướng dẫn của nhà sản xuất trước khi chuyển sang chế độ vận hành bằng tay.
Van ON/OFF vận hành theo các vị trí đóng – mở hoặc các vị trí chuyển dòng đã cài đặt trước.
Van tuyến tính có thể dừng tại nhiều vị trí trung gian để điều chỉnh tỷ lệ phân phối hoặc lưu lượng, tùy cấu hình van và bộ truyền động.
Cần đối chiếu sơ đồ đường ống với sơ đồ dòng chảy của van, thường được thể hiện trên thân van, nhãn sản phẩm hoặc tài liệu kỹ thuật.
Không nên mặc định cửa ở giữa luôn là cửa chung. Vị trí cửa chung phụ thuộc vào cấu tạo thân van, dạng bi chữ L hoặc chữ T và quy ước của từng nhà sản xuất.
Trước khi lắp, nên xoay thử bộ truyền động hoặc trục van ở từng vị trí để xác nhận chính xác các cửa đang thông nhau.
