Mở đầu - Chương 2: Lựa chọn các phần tử - Chương 3: Máy dập mini sử dụng khí nén - Chương 4: Kết luận 19 CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN CÁC PHẦN TỬ 2. Lựa chọn các phần tử điều khiển 2. Bộ lọc khí Không khí tự nhiên xung quanh được máy nén khí thu thập và nén lại tạo ra khí nén. Không khí này luôn tồn tại hơi nước và các tạp chất.
Vì vậy khí nén được tạo ra cũng chứa đựng hơi nước và tạp chất đó. Nước và tạp chất nếu không được loại bỏ thì sẽ gây ảnh hưởng rất xấu đến vận hành hệ thống và hiệu quả sản xuất: Tạp chất, hơi nước tích tụ có thể gây oxy hóa, hoen gỉ dẫn đến hỏng đường ống dẫn khí nén; Tạp chất, nước cũng có thể làm oxy hóa, kẹt gây hỏng hóc thiết bị thực thi truyền động (xy lanh khí nén, động cơ khí nén…); Nếu khí nén được sử dụng như một năng lượng sấy thì tạp chất, hơi nước cũng không đảm bảo được nhiệt độ, độ ẩm. Khi đó, sản phẩm thành phẩm chắc chắn sẽ bị ô nhiễm, hư hỏng do độ ẩm cao… Bộ lọc khí nén có tác dụng lọc, tách nước, hơi nước và bụi bẩn, các tạp chất ra khỏi khí nén. Có khả năng lọc sạch tới 99% các tạp chất và hơi nước có trong khí nén.
Ở các hệ thống có yêu cầu khắt khe về chất lượng khí nén, người ta sẽ lắp kết hợp máy sấy khí nén và bộ lọc khí nén. Người ta thường sử dụng bộ lọc khí nén ở các hệ thống khí nén nhỏ; một nhánh trong hệ thống; hoặc khoảng cách từ máy sấy khí nén đến thiết bị sử dụng quá xa. Cấu tạo của bộ lọc khí nén cũng khá đơn giản. Nó gồm các bộ phận sau: Thân bộ lọc có thiết kế cửa vào, cửa ra cho khí nén; Lõi lọc rỗng gồm: phần tử lọc là các sợi kim loại (hoặc vật liệu tổng hợp kết thành lưới) có khả năng lọc tạp chất cỡ 5 – 70µm.
Phần rỗng bên trong trang bị các lá kim loại sắp xếp sao cho khí nén đi qua lõi rỗng theo hình xoắn ốc; Cốc chứa nước ngưng và van xả ngưng; Tấm ngăn cách không cho nước ngưng đi ngược lên, tiếp xúc với khí nén khô. Nguyên lý hoạt động của bộ lọc khí nén dựa theo cơ chế lực ly tâm, và trọng lực của nước, bụi nặng hơn khí nén. Cụ thể: Khí nén đi vào bộ lọc theo cửa vào, đi vào lõi rỗng. Các lá kim loại trong lõi rỗng khiến khí nén di chuyển theo hình xoắn ốc.
Với áp suất cao và vận tốc nhanh, khí nén di chuyển trong lõi này có hình dáng như một vòi rồng. Nhờ lực ly tâm, hơi nước, bụi bẩn sẽ di chuyển ra máp ngoài của vòi rồng và bám vào phần tử lọc. Đồng thời, khí nén sẽ đi xuyên qua các phân tử lọc để di chuyển đến 20 cửa ra của bộ tách nước. Nước và bụi bẩn sẽ ngưng tụ bên trong phần tử lọc và rơi xuống cốc ngưng; Khi nước ngưng tích tụ một mức độ nào đó, người vận hành phải có trách nhiệm mở van xả ở loại có van xả thủ công.
Ở bộ tách nước có van xả tự động, van sẽ tự xả ngưng khi đạt đến mức độ nào đó nhờ van phao điện; Nếu hệ thống vận hành yêu cầu chất lượng khí nén cao hơn thì khí nén sẽ tiếp tục được đưa sang bộ lọc tinh (có khả năng lọc hơi nước, tạp chất ở cỡ 0,01µm). Một vài hư hỏng ở bộ lọc khí nén – Nguyên nhân và cách khắc phục: Lỗi không lọc được: có 3 nguyên nhân cho tình trạng không lọc được: Lắp sai bộ lọc, phần tử lọc lắp bị ngược: Cần xem xét và lắp lại cho đúng; Nước, cặn bẩn tại cố ngưng quá nhiều: Thực hiện xả ngưng hoặc lắp van xả tự động. Nếu đã có van xả tự động thì có lẽ van xả đã bị hỏng, cần thay thế; Phần tử lọc quá bẩn: thường xuyên vệ sinh và có thể thay thế định kỳ. Khí nén bị thất thoát ra ngoài môi trường ở van điều áp: nguyên nhân của tình trạng này là do van điều áp bị lắp sai.
Hãy tháo ra và lắp lại. Kết hợp với bộ lọc khí, thường gắn van điều chỉnh áp suất phía sau, có nhiệm vụ điều chỉnh và giữ áp suất luôn ở mức ổn định, giữ an toàn cho thiết bị ngay cả khi áp suất đầu vào hoặc đầu ra của van bị biến động. Chúng thường gắn với đồng hồ đo áp để người dùng dễ dàng quan sát và kiểm soát mức áp suất. Khi áp suất đầu ra tăng lên so với áp suất điều chỉnh thì lượng khí nén sẽ tăng tác động lên màng van.
Điều này khiến vị trí kim trục thay đổi, khí nén sẽ thoát ra môi trường bên ngoài qua lỗ xả khí. Quá trình đó lặp lại liên tục cho đến khí áp suất về đúng với mức áp suất điều chỉnh ban đầu, kim trục về lại vị trí xuất phát. Để bảo trì đường ống, thiết bị…gắn thêm van tra dầu (bình dầu). Thành phần này có thể hoạt động riêng lẻ hoặc kết hợp với bộ phận điều áp, lọc nước để tạo nên bộ lọc khí nén.
Chức năng của chúng là chứa dầu bôi trơn và phun dầu dạng sương vào khí nén đã lọc sạch. Dầu sẽ theo khí đi đến các khớp nối, xi lanh… để bôi trơn, giảm ma sát và làm mát. Để thực hiện cấp khí nén cho máy dập mini hoạt động, lựa chọn bộ lọc khí nén Airtac BFC4000 có sự kết hợp giữa bộ đôi bao gồm: BFR4000 (lọc đơn + điều áp) + BL4000 (bộ cung cấp dầu hoặc gọi là bôi trơn) tạo thành bộ lọc ba có chức năng điều chỉnh áp suất khí nén và lọc tách nước giúp loại bỏ được các chất bẩn và nước trong hệ thống khí nén đồng thời cung cấp dầu bôi trơn cho thiết bị. Các thông số kỹ thuật như 21 sau: Kích thước cổng: 1/2″ (ren 13mm); Áp suất làm việc tối đa: 10 kg/cm²; Áp suất điều chỉnh: 0.5 – 8 kg/cm²; Nhiệt độ hoạt động: -5~700C; Hãng sản xuất: Airtac (Đài Loan).
Bộ lọc khí của hãng Airtac 2. Van điện từ Van điện từ (solenoid valve) là thiết bị dùng để đóng mở, điều tiết dòng chảy của chất lỏng hoặc chất khí. Van điện từ có thiết kế nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ, hoạt động êm ái, ổn định không gây tiếng ồn. Bên ngoài van được trang bị khả năng bảo vệ toàn điện IP68, cùng các vật liệu cách nhiệt, cách điện giúp van điện từ có thể hoạt động tốt ở nhiều yếu tố thời tiết khác nhau.Van điện từ cấu tạo từ những bộ phận: Thân van: Có thể làm bằng nhiều vật liệu khác nhau như đồng, gang, thép không gĩ, inox, nhôm, nhựa… là bộ phận lớn nhất, bảo phủ, bảo vệ các bộ phận bên trong của van; Cổng kết nối: Sử dụng để liên kết đường ống với van thành một khối thống nhất, dòng chảy cũng có thể đi từ đây vào van một cách dễ dàng; Cuộn dây coil: Đây là bộ phận tạo ra điện từ, dùng để kéo trục van lên trên, giúp van mở tự động; Trục van: Là bộ phận ngắt và mở của van điện từ; 22 Lò xo: Giúp trục van luôn giữ trạng thái đóng, tránh được hiện tượng rò rỉ, trào ngược của lưu chất.
Nguyên lý chung của van điện từ chính là khi dòng điện chạy qua cuộn dây sinh ra lực từ. Lực từ hút lõi thép kéo theo đĩa đệm mở thông van. Khi ngắt điện thì lõi thép được hạ xuống nhờ lực đàn hồi của lò xo, van được đóng lại. Về cơ bản van điện từ vận hành khá đơn giản, sử dụng dòng điện: 24V, 220V, 380V sẵn có để tạo ra trạng thái mở hoặc đóng.
Việc lựa chọn một dòng van điện từ là rất đơn giản, nhưng nếu chưa có kinh nghiệm chúng ta cũng có thể áp dụng những quy tắc sau đây: Bước đầu tiên khi chọn van điện từ cần làm rõ về lưu chất và chất liệu sao cho chúng không tương khắc nhau. Ví dụ: Van điện từ nước thường có thân van bằng đồng, gang, inox, nhựa và màng van bằng cao su. Kích cỡ của đường ống và van phải đồng nhất, van điện từ hiện nay hầu như có hết các tiêu chuẩn có sẵn. Mỗi dòng van đều chịu được một mức áp suất tối đa nhất định, việc lựa chọn sai áp suất sẽ dẫn đến hỏng van.
Khi lưu thông dòng chảy liên tục ít khi đóng, bạn có thể lựa chọn dòng van luôn đóng, ngược lại việc lựa chọn dòng van luôn mở khi đường ống của bạn mở thường xuyên sẽ giúp tiết kiệm điện, chi phí vận hành. Trong đề tài này, để điều khiển hệ thống khí nén chọn van điện từ khí nén 5/2 của hãng Airtac (van đảo chiều 5/2 đơn). Còn được gọi là van khí nén 5 cửa 2 vị trí. Van đảo chiều 5/2 có 5 cửa gồm 1 cửa cấp khí nén vào; 2 cửa ra cấp đến thiết bị thực thi; 2 cửa xả.
Trong đó, các thiết kế cơ khí sao cho cửa ra 1 thông được với cửa xả 1; cửa ra 2 thông với cửa xả 2. Và 2 vị trí là hai vị trí cấp nguồn khí nén gọi là vị trí cấp khí đóng và vị trí cấp khí mở. Thông số kỹ thuật của van: Nhiệt độ chịu được: – 50 ~ 700 C; Áp suất chịu được: 1. Nguyên lý hoạt động van điện từ khí nén 5/2 như sau: Ban đầu, van khí nén 5/2 ở vị trí cấp khí đóng.
Khi đó, cửa cấp nguồn khí nén thông với cửa cấp nguồn đóng (cửa ra 1). Cửa cấp khí mở (cửa ra 2) thông với cửa xả 2; và cửa xả 1 được đóng kín. Khi cấp nguồn điện vào, thanh trượt thay đổi vị trí khiến van khí nén 5/2 chuyển sang vị trí cấp khí mở. Khi đó, cửa cấp nguồn khí nén thông với cửa cấp khí mở (cửa ra 2); cửa ra 1 thông với cửa xả 1; cửa xả 2 được đóng lại.
Van điện từ 5/2 đơn của hãng Airtac 2. Van tiết lưu Van tiết lưu dùng để điều chỉnh lưu lượng dòng khí nén. Từ đó thay đổi tốc độ làm việc của cơ cấu chấp hành. Trong đề tài này chọn loại van tiết lưu một chiều của hãng Airtac.
Là thiết bị điều khiển tốc độ bao gồm van một chiều và một van tiết lưu trên cùng một thiết bị, có mã là PSA-04 điều chỉnh bằng tay, nối ống hai đầu cỡ 4mm, áp suất làm việc: 0,05-0,95MPa, nhiệt độ: 20-90 độ C. Van tiết lưu của hãng Airtac 2. Rơ-le trung gian Rơ-le trung gian là một khí cụ điện dùng trong lĩnh vực điều khiển tự động, cơ cấu kiểu điện từ.