Dễ dàng tích hợp các van Piezo trong xử lý khí

Tiết kiệm năng lượng, không ồn ào và không sinh nhiệt – công nghệ Piezo mang lại nhiều ưu điểm cho việc xử lý khí hiệu quả và chính xác trong công nghệ y tế và tự động hóa trong phòng thí nghiệm. Sự khác biệt lớn nhất giữa van Piezo và van điện từ tỉ lệ là mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn tới 95%. Tuy nhiên, việc thay thế các van không hề dễ dàng vì công nghệ Piezo yêu cầu điện áp lên đến 310 V và bởi vậy luôn là một thiết bị điện tử cụ thể. Bài viết này sẽ trình bày các giải pháp đơn giản cho vấn đề này.

Tại sao van Piezo yêu cầu điện áp lên tới 310 V

Nguyên tắc của công nghệ Piezo không thể so sánh với van điện từ. Yếu tố cốt lõi là gốm Piezo. Khi nó được tích điện, quá trình phân cực xảy ra, dẫn đến hiện tượng uốn cong. Điều này tỉ lệ thuận với điện áp được sử dụng, cho phép kiểm soát lưu lượng hoặc áp suất tỷ lệ thuận. Điện áp càng cao thì dòng chảy càng lớn. Đồ thị tiêu thụ điện trông hoàn toàn khác so với đồ thị của van điện từ tỉ lệ, cuộn dây của nó phải luôn được cấp điện. Đây là cách duy nhất để tạo ra từ trường để nâng phần ứng ra khỏi chân van. Ngược lại, van Piezo không cần nguồn cấp dòng điện liên tục. Nó hoạt động giống như một tụ điện. Để sạc gốm một lần, chỉ cần dòng điện ban đầu và sau đó mức tiêu thụ điện năng thực tế gần như bằng không.

Kiểm soát lưu lượng và áp suất như thế nào

Van Piezo có cấu tạo rất đơn giản. Chúng bao gồm một vỏ với các cổng, trong đó các vòi phun cũng được bơm vào. Khí chảy vào hoặc ra thông qua những vòi này. Có một hoặc hai bộ uốn – làm bằng gốm Piezo – và trên mỗi bộ có một lò xo đảm bảo cho quá trình thiết lập lại.

Tùy thuộc vào việc muốn kiểm soát áp suất hay lưu lượng, bạn có thể sử dụng van 2/2 hoặc 3/3 chiều.

• Van 2/2 chiều: Có một bộ uốn và hai cổng. Tùy thuộc vào mức độ lực căng được áp dụng, nó sẽ mở rộng hơn.
• Van 3/3 chiều: Có ba cổng và hai bộ uốn. Có thể kiểm soát hoàn toàn áp suất với giải pháp nhỏ gọn này. Một bộ uốn để thổi phồng hoặc tăng áp suất và một bộ uốn thứ hai để xả hoặc giảm áp suất. Trạng thái thứ ba là đóng. Sau đó, áp suất sẽ được duy trì. Với một van 3/3 chiều như vậy, ví dụ như áp suất được dễ dàng kiểm soát. Van điện từ không có chức năng như van 3/3 chiều này.

Dễ dàng tích hợp van Piezo như thế nào

Như đã đề cập, van Piezo không hoạt động với điện áp 12 V mà yêu cầu một thiết bị điện tử đặc biệt. Để đơn giản hóa hẳn việc kiểm soát này, Festo đã phát triển thiết bị điện tử điều khiển Piezo với giải pháp VAVE-P mới, chứa chính xác các chi tiết cụ thể cho Piezo.

• Thiết bị điều khiển Piezo: Với việc sử dụng thiết bị điện tử điều khiển Piezo, bạn chỉ cần 12 đến 24 V để điều khiển các van Piezo.
• VAVE-P thường hoạt động với điện áp từ 12 đến 24 V và tạo ra điện áp Piezo. Mọi thứ cần thiết cho việc điều khiển cụ thể các van Piezo đều được bao gồm: thiết bị điện tử điều khiển Open-Loop đơn giản, tạo điện áp 310 V và giai đoạn trình điều khiển Piezo 2 kênh với giới hạn dòng điện.
• Thiết bị điện tử trình điều khiển Piezo VAVE-P: Thiết bị điện tử trình điều khiển Piezo VAVE-P chứa mọi thứ cần thiết: thiết bị điện tử điều khiển Open-Loop, tạo điện áp 310 V và giai đoạn trình điều khiển Piezo 2 kênh với giới hạn dòng điện.

Nhờ thiết bị điện tử hai kênh, hai van có thể được điều khiển để kiểm soát lưu lượng hoặc van 3/3 chiều để điều khiển áp suất với điều khiển thông và xả khí riêng biệt. Giao thức luôn giống nhau, hai đầu vào tương tự và bộ nguồn linh hoạt từ 12 đến 24 V. Không có cách nào dễ dàng hơn để thay thế một van điện từ tỉ lệ.

Kiểm soát hoàn toàn lưu lượng và áp suất như thế nào

Ngoài ra, cũng có những giải pháp đã chứa tất cả các yếu tố để kiểm soát hoàn toàn lưu lượng hoặc áp suất. Bộ điều khiển lưu lượng VEMD nhỏ gọn của Festo kết hợp van Piezo, cảm biến lưu lượng và thiết bị điện tử điều khiển. Điều này nghĩa là có thể đạt được mối quan hệ tuyến tính tuyệt đối giữa điện áp đầu vào và lưu lượng đầu ra.

• Bộ điều khiển lưu lượng VEMD: Với bộ điều khiển lưu lượng VEMD, có thể đạt được mối quan hệ tuyến tính tuyệt đối giữa điện áp đầu vào và lưu lượng đầu ra.
• Van điều khiển tỉ lệ áp suất VEAB: Đối tác để kiểm soát áp suất là van điều khiển tỉ lệ áp suất VEAB với hai van Piezo, mỗi van có một bộ uốn Piezo để tạo áp suất và một bộ uốn Piezo để thông hơi. Tiếp đó là các thiết bị điện tử và cảm biến áp suất. Điều này cho phép điều khiển áp suất Closed-Loop hoàn chỉnh trong không gian lắp đặt nhỏ nhất.

Các phiên bản van khí nén của Festo

Festo cung cấp một loạt các van khí nén chất lượng cao, được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu khắt khe trong các ứng dụng công nghiệp và tự động hóa. Dưới đây là một số phiên bản van khí nén nổi bật của Festo:

• Van một chiều HGL-3/8-B (Mã sản phẩm: BL019698): Van này được thiết kế để cho phép dòng khí đi qua chỉ theo một chiều, giúp ngăn chặn dòng khí ngược trở lại. Van một chiều HGL-3/8-B của Festo đảm bảo hiệu suất cao và độ bền lâu dài, phù hợp cho các ứng dụng cần kiểm soát lưu lượng một chiều.
• Van tiết lưu GRLA-1/4-QS-8-RS-D (Mã sản phẩm: BL020613): Van tiết lưu này được thiết kế để điều chỉnh lưu lượng khí đi qua hệ thống. Với khả năng điều chỉnh chính xác, van tiết lưu GRLA-1/4-QS-8-RS-D giúp duy trì áp suất và tốc độ dòng khí ổn định, phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu sự điều chỉnh linh hoạt.
• Van điện từ VSVA-B-P53E-H-A1-1R5L (Mã sản phẩm: BL019708): Đây là van điện từ chất lượng cao, được thiết kế để kiểm soát chính xác dòng khí trong hệ thống tự động hóa. Van điện từ VSVA-B-P53E-H-A1-1R5L của Festo cung cấp hiệu suất ổn định và độ tin cậy cao, lý tưởng cho các ứng dụng công nghiệp phức tạp.
• Van điều khiển tỷ lệ VEAB (Mã sản phẩm: BL022773): Van này sử dụng công nghệ Piezo để điều khiển tỷ lệ dòng khí và áp suất một cách chính xác và hiệu quả. Với thiết kế nhỏ gọn và khả năng tiết kiệm năng lượng vượt trội, van VEAB là giải pháp hoàn hảo cho các hệ thống tự động hóa hiện đại.

Các sản phẩm van khí nén của Festo được đánh giá cao về chất lượng và độ tin cậy, giúp nâng cao hiệu suất và tối ưu hóa quá trình sản xuất trong các ngành công nghiệp khác nhau.