Van thủy lực là gì? Cấu tạo, nguyên lý và các loại van thủy lực

Van thủy lực là bộ phận thường có trong cơ cấu điều khiển của một hệ thống thủy lực. Bộ phận này có rất nhiều loại tương ứng với từng chức năng như: điều chỉnh áp suất, lưu lượng bơm, chuyển hướng dầu thủy lực... chấp hành theo ý đồ của thiết kế hệ thống để thiết bị thủy lực có thể hoạt động trơn tru. Vậy van thủy lực là gì? Cấu tạo và các loại van thủy lực phổ biến hiện nay? Cùng giải đáp ngay sau bài viết dưới đây!

Van thủy lực là gì?

Van thủy lực có tên tiếng anh là hydraulic valves, đây là bộ phận giúp các dụng cụ thủy lực nói riêng và hệ thống thủy lực nói chung đồng nhất trong việc kiểm soát được áp suất, momen và chuyển động của động cơ. 

Van thủy lực là gì?

Các hệ thống thủy lực hiện nay hầu hết đều yêu cầu sử dụng van thủy lực. Số lượng có thể là 1 hoặc nhiều loại van trên một hệ thống. Vì có một số loại van thủy lực giúp giám áp lực để bảo vệ máy bơm và các bộ phận, thiết bị truyền động không hoạt động quá tải hay bị quá nhiệt. Hay van dùng để điều hướng chảy của dòng dầu thủy lực bên trong các ống dẫn, xilanh. Để hệ thống thủy lực hoạt động đúng theo mục đích thì người dùng cần chọn đúng loại van thủy lực để đem lại hiệu quả tốt nhất cho công việc. 

Các loại van thủy lực

Trên thị trường hiện nay thường có 3 loại van thủy lực được gắn nhiều trong các hệ thống: van thủy lực điều khiển hướng, van thủy lực điều khiển áp suất, van tiết lưu thủy lực. 

Mỗi loại van thì sẽ có cấu tạo khác nhau và nguyên lý hoạt động khác nhau. Cụ thể như sau: 

Van thủy lực điều khiển hướng

Van điều hướng hay còn gọi là van phân phối, có tên tiếng anh là Directional control valves. Đây là loại van thủy lực thông dụng nhất hiện nay, có chức năng chính là điều hướng chuyển động của dầu thủy lực. Có rất nhiều loại van phân phối như: van thủy lực 1 chiều, van thủy lực 2 chiều, van thủy lực 3/2, van thủy lực 4/2, van thủy lực 5/2, van thủy lực 4/3, van thủy lực 5/3… Bạn có thể tham khảo một số loại van cũng như cấu tạo và nguyên lý hoạt động của nó dưới đây:

Van thủy lực 1 chiều

Van thủy lực 1 chiều có chức năng chỉ cho dòng dầu thủy lực chảy theo một hướng duy nhất và ngăn dầu chảy ngược lại về bơm. Vì thế nó thường được lắp đặt trên các ống dẫn dầu. 

Có 2 loại van 1 chiều: 

• Van 1 chiều dạng trượt: có cấu tạo bao gồm trục đường ống dẫn vuông góc với trục đỡ của mặt đế. Phần tử trượt thường nằm trên đĩa đỡ nên phải luôn đảm bảo van được lắp nằm ngang. Vì thế van hay lắp ở trên đoạn ống dẫn đứng. Nó có thêm lò xo để phần tử hỗ trợ kẹp chặt.
• Van 1 chiều dạng cửa xoay: có cấu tạo trụ của mặt đế đỡ luôn trùng với trục của ống dẫn. Khi không có dầu tới van, mặt đế đỡ được đóng kín. Khi dầu đi tới van, cửa sẽ xoay quanh trục để tạo ra khe hở cho phép dầu chảy qua. Sau đó, cửa sẽ xoay về vị trí đóng nhờ vào khối lượng của chính nó.

Cấu tạo và nguyên lý van thủy lực 1 chiều

Van thủy lực 3/2

Van thủy lực 3/2 là van có cấu tạo gồm: 1 cửa vào, 1 cửa xả, 1 cửa làm việc và có 2 vị trí làm việc (trái và phải). Đây là loại van dùng để điều khiển xi lanh 1 chiều. 

Nguyên lý hoạt động của van thủy lực 3/2: khi không được cấp điện, của vào của van sẽ đóng lại, của xả và cửa làm việc sẽ nối với nhau. Khi được cấp điện, cửa vào sẽ mở ra và thông với của làm việc, còn cửa xả sẽ đóng lại. 

Xem thêm: Các ký hiệu phổ biến trong bản vẽ thủy lực, khí nén

Van thủy lực 4/2

Van thủy lực 4/2 có cấu tạo tương tự với van 3/2. Điểm khác biệt là van 4/2 có thêm một cửa làm việc. Loại van này cũng được lắp cho xi lanh đơn. 

Van thủy lực 4/3

Van phân phối 4/3 là loại van được sử dụng nhiều nhất trong các hệ thống thủy lực. Loại van này thường được dùng để điều khiển dòng chảy của chất lỏng vào các khoang trái phải của xilanh. 

Cấu tạo van thủy lực 4/3 gồm 4 cửa: 1 cửa vào, 2 cửa làm việc, 1 cửa xả và có 3 vị trí làm việc (trái, giữa, phải). 

Nguyên lý làm việc: khi không được cấp điện, lò xo sẽ đẩy lõi van về vị trí ở giữa, đồng thời cửa xả đóng lại khiến xi lanh không hoạt động. 

Khi được cấp điện, lõi sẽ thay đổi làm cho cửa van nối thông với nhau tủy theo vị trí van. Khi đó, dầu thủy lực đi qua các cửa đã thông với nhau để vào xi lanh. Sau khi hoàn thành chu trình dầu sẽ đi qua cửa xả để trở về thùng dầu. 

Hình ảnh van thủy lực 4/3

Van thủy lực 5/2

Van thủy lực 5/2 bao gồm 5 cửa: 1 cửa vào, 2 cửa làm việc, và 2 cửa xả và 2 vị trí làm việc (trái, phải). 

Nếu ở vị trí bên trái, dầu thủy lực sẽ được cấp vào khoang trái của xi lanh. Khi hoàn tất thì khoang phải được thông với cửa xả để dầu đi ra ngoài. Ở vị trí ngược lại, van cũng hoạt động tương tự.

Van thủy lực 5/3

Van thủy lực 5/3 có cấu tạo và nguyên lý làm việc tương tự như van 4/3. Chỉ khác là van có thêm 1 vị trí làm việc ở giữa. Van giúp điều chỉnh trạng thái của xi lanh: đứng yên, lùi, tiến.

Van điều khiển áp suất 

Van điều khiển áp suất trong tiếng anh có tên là Pressure controls valves. Đây là nhóm van thủy lực có nhiệm vụ giữ ổn định áp suất hoặc hạ áp suất mà bơm thủy lực cấp cho hệ thống nằm trong mức quy định. Bao gồm các loại van: van an toàn thủy lực, van cân bằng thủy lực, van tuần tự thủy lực, van giảm áp thủy lực. Cụ thể:

Van an toàn thủy lực

Van an toàn hay còn được gọi là van tràn thủy lực hay van xả tràn. Đây là loại van giúp đảm bảo sự an toàn cho toàn bộ hệ thống bằng cách giới hạn mức áp suất trong các mạnh. Giúp hệ thống trủy lực không bị hoạt động quá tải. Đồng thời hỗ trợ người dùng đạt được hiệu suất của máy như mong muốn.

Van an toàn thủy lực

Trong quá trình máy vận hành, van an toàn luôn được đóng lại. Chỉ khi áp suất đầu vào quá lớn và vượt quá mức quy định mà hệ thống chịu được thì van mới được mở ra để dầu tự chảy về thùng chứa. Từ đó giúp làm giảm áp suất trong mạch hệ thống. 

Van cân bằng thủy lực

Đây là loại van có chức năng tạo ra áp suất để cân bằng với tải trọng bị ảnh hưởng của trọng lượng dẫn đến tình trạng mạch nghỉ mà nó không dịch chuyển. Có 2 loại van cân bằng thủy lực: van cân bằng có điều khiển và cân bằng thông thường. 

Van tuần tự thủy lực

Van tuần tự thủy lực là một loại van có chức năng đặc biệt giúp hệ thống thủy lực hoạt động theo một trình tự nhất định đã sắp xếp. Trình tự này được sắp xếp dựa trên cơ cấu tác động khi áp suất đạt được một mức nhất định đã cài đặt. Có các loại van như: van tuần tự tác động gián tiếp, van tuần tự tác động trực tiếp…

Cấu tạo van tuần tự thủy lực tương đối đơn giản, bao gồm: cửa chất lỏng thủy lực vào, cửa chất lỏng thủy lực ra, lò xo, vít điều chỉnh, con trượt, bi trụ.

Van giảm áp thủy lực

Với các hệ thống có mạch phức tạp và khác nhau về áp suất yêu cầu mà lại sử dụng chung một nguồn, thì bắt buộc có những mạch phải lắp đặt van giảm áp thủy lực. Loại van này giúp giảm áp lực của hệ thống đến mức cần vừa đủ để đảm bảo áp suất đầu ra luôn thấp hơn so với áp suất đã định mức. 

Xem thêm: Cách tính toán và chọn bơm thủy lực phù hợp

Van điều khiển dòng chảy/ Van tiết lưu

Van điều khiển dòng chảy hay còn gọi là van tiết lưu có tên tiếng anh là Flow control valves. Loại van này có chức năng giúp hạn chế và điều chỉnh lưu lương đi qua van. Chủ yếu vận hành dựa trên nguyên tắc tăng hoặc giảm độ mở tại điểm điều chỉnh bằng tay hay điện tử từ xa. Van giúp người dùng có thể kiểm soát được tốc độ chấp hành của xi lanh và động cơ thủy lực.

Van tiết lưu cố định

Van tiết lưu cố định là loại van không thể điều chỉnh được, đây cũng là loại cơ bản nhất. Nó có chức năng giảm lưu lượng của dầu thủy lực, nước hay chất thải... đi qua van. 

Loại van này được thiết kế có khe hở cố định nên tiết diện của chất lỏng qua van sẽ không thay đổi. Nó thường được lắp ở trước cửa vào hoặc ra của cá bộ phận chấp hành nhằm hạn chế hay giảm tốc độ của các bộ phận ấy khiến hệ thống vận hành êm ái hơn.

Nguyên lý van thủy lực điều khiển dòng chảy cố định

Van tiết lưu điều chỉnh lưu lượng

Đây là loại van mà người dùng có thể điều khiển được lưu lượng của chất lỏng đi qua van. Có nghĩa là tiết diện mà chất lỏng sẽ có sự thay đổi thông qua vặn vít. 

Có các loại van tiết lưu điều chỉnh như sau:

• Van tiết lưu 1 chiều thủy lực: là loại van người dùng chỉ có thể điều chỉnh theo 1 chiều duy nhất và tránh dầu chảy ngược trở lại. 
• Van tiết lưu 2 chiều thủy lực: người dùng có thể điều chỉnh lưu lượng chất lỏng qua van ở cả cửa A và cửa B.

Nguyên lý làm việc van thủy lực

Tuy mỗi loại van thủy lực sẽ có nguyên lý làm việc khác nhau nhưng chúng vẫn phải đảm bảo được 3 chức năng sau: 

• Đóng hoặc mở cho chất lỏng (dầu thủy lực, nước, chất thải...) đi qua hoặc ngăn không cho qua.
• Giúp điều chỉnh lưu lượng, tốc độ dòng chảy, cơ cấu chấp hành theo ý muốn hoặc định mức đã đặt trước.
• Phân chia hay điều khiển hướng chảy của chất lỏng.

Cách chọn mua van thủy lực. 

Xác định loại van thủy lực 

Đầu tiên bạn cần phải biết hệ thống thủy lực của mình đang cần sử dụng loại van nào. Các loại van thủy lực phổ biến hiện nay maydochuyendung.com đã đề cập phía trên. Bạn nên đọc kỹ từng chức năng và nguyên lý hoạt động của nó để chọn loại van phù hợp nhất.

Xác định thông số của hệ thống thủy lực

Xác định các thông số ký thuật của hệ thống bao gồm: áp suất, loại dầu sử dụng, lưu lượng, nhiệt độ, công xuất, thông tin về xi lanh, bơm thủy lực. Để xác định đúng thông số van thủy lực cần mua. 

Xác định kiểu điều khiển của van

Hiện nay, van thủy lực có thể điều khiển bằng tay hoặc điều khiển bằng điện. 

Điều khiển bằng tay có nghĩa là bạn sẽ điều chỉnh van thông qua việc kéo tay cần, nhẩ nút hay đạp chân. Loại này phù hợp với các hệ thống nhỏ. Còn loại van dùng điện sẽ phù hợp với hệ thống có công suất lớn vì nó có thể cài tự động. 

Điều khiển van thủy lực bằng tay hay tự động?

Xác định áp suất của van

Áp suất tối đa và áp suất làm việc bình thường của van là yếu tố cần xác định tiếp theo. Khi chọn áp suất cho van, bạn cần dựa trên áp suất của hệt hống. Nên chọn van có áp suất cao hơn hệ thống để đảm bảo an toàn khi sử dụng.

Xác định kích thước cửa van 

Van thủy lực được chia thành các size ren 13, 17, 21, 27, 34. Dựa trên tốc độ làm việc của các cơ cấu chấp hành mà bạn nên chọn van có cửa van lớn hay nhỏ. Kích thước của các cửa van thủy lực này sẽ quyết định đến lưu lượng của chất lỏng chảy qua.

Như vậy, maydochuyendung.com vừa chia sẻ đến bạn đọc bài viết tổng hợp những kiến thức cơ bản nhất về van thủy lực là gì? Cấu tạo, nguyên lý và các loại van thủy lực được dùng phổ biến trong hệ thống thủy lực hiện nay. Hy vọng, bạn đã có được những thông tin hữu ích từ đây. 

Nếu đang có nhu cầu tìm mua các loại dụng cụ thủy lực như: máy uốn thủy lực, kìm cắt cáp, con đội thủy lực... Bạn có thể truy cập vào danh mục của website hoặc gọi đến hotline 0904810817 để được tư vấn chi tiết về từng loại sản phẩm và nhận báo giá tốt nhất!