KHI NÀO SỬ DỤNG ACTUATOR ĐIỆN VÀ KHI NÀO DÙNG ACTUATOR KHÍ NÉN? P1
Việc lựa
chọn giữa Bộ Truyền Động Điện (Electric Actuator) và Bộ Truyền Động
Khí Nén (Pneumatic Actuator) là một quyết định kỹ thuật quan trọng, ảnh hưởng
trực tiếp đến hiệu suất, chi phí vận hành và an toàn của hệ thống van công nghiệp.
Dưới đây là phân tích chi tiết giúp xác định lựa chọn tối ưu cho từng ứng dụng
cụ thể.
1. KHÁI
NIỆM VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
Actuator Khí Nén (Pneumatic Actuator)
|
Khái
Niệm
|
Cấu
Tạo & Nguyên Lý
|
|
Định
Nghĩa
|
Thiết bị
sử dụng áp suất của khí nén (thường là khí sạch và khô) để tạo ra lực và chuyển
động cơ học điều khiển van.
|
|
Cấu Tạo
|
Bao gồm
Pít-tông (Piston) hoặc Màng ngăn (Diaphragm), Buồng khí (Cylinder), Lò xo
(Spring), và các phụ kiện điều khiển khí (Solenoid Valve, Filter,
Positioner).
|
|
Nguyên
Lý
|
Khí nén
được đưa vào buồng khí, tạo ra lực đẩy lên Pít-tông (hoặc màng ngăn). Lực này
được chuyển thành mô-men xoắn thông qua cơ cấu giá đỡ và bánh răng (Rack and
Pinion) hoặc cơ cấu Scotch Yoke, giúp van quay 90 độ hoặc tịnh tiến.
|
2. TIÊU
CHÍ LỰA CHỌN: KHI NÀO SỬ DỤNG ACTUATOR NÀO?
Việc lựa chọn Actuator phụ thuộc vào các yêu cầu về tốc độ, tần suất vận hành, nguồn năng lượng và độ an toàn của hệ thống.
Sử Dụng Actuator Khí Nén Khi:
|
Tiêu
Chí Kỹ Thuật
|
Đặc
điểm Phù Hợp
|
Thông
Số Kỹ Thuật Quan Trọng
|
|
Tốc độ
Phản ứng
|
Yêu cầu
đóng/mở van cực nhanh (ví dụ: hệ thống PCCC hoặc van an toàn khẩn cấp).
|
Thời
gian hành trình
(Travel Time) dưới 1 giây.
|
|
An
toàn Chống cháy nổ
|
Môi
trường nguy hiểm
(khí gas, dầu khí) nơi rủi ro cháy nổ cao.
|
Vật
liệu bền bỉ,
không phát tia lửa điện.
|
|
Lực
Đóng
|
Cần lực
đóng lớn và duy trì ổn định.
|
Áp suất
cung cấp (4-8
Bar), Kích thước Xy lanh (Cylinder Size).
|
|
Nguồn
Năng lượng
|
Hệ thống
đã có sẵn mạng lưới khí nén ổn định, thường thấy trong các nhà máy hóa
chất, lọc dầu.
|
Độ sạch
và khô của khí nén (Air Quality).
|
|
Tính
năng Thất bại An toàn
|
Cần van
tự động chuyển về trạng thái an toàn khi mất nguồn khí (mất điện).
|
Kiểu tác
động Single Acting (có lò xo): Fail-Safe Close hoặc Fail-Safe
Open.
|
3. ĐẶC
ĐIỂM NỔI BẬT CỦA ACTUATOR CỦA SEVAL
Actuator tích hợp trong các giải pháp của SEVAL
(điện và khí nén) được thiết kế đặc biệt để phục vụ mục tiêu Smart Utility
và chống thất thoát nước (NRW):
3.1. Hỗ
Trợ Tích Hợp IoT và Giám Sát Từ Xa
- Giao Thức Thông Minh: Actuator Điện SEVAL
tương thích với các giao thức công nghiệp (Modbus, HART), cho phép kết nối
trực tiếp với nền tảng phần mềm quản lý hạ tầng GIS + IoT của SEVAL.
- Phản Hồi Vị Trí Chính Xác: Cung cấp thông tin vị trí van
chính xác (analog feedback), giúp người vận hành kiểm soát trạng thái van
điều khiển điện từ xa, cần thiết cho việc vận hành các khu vực DMA
và kiểm soát áp suất.
3.2. Độ
Bền Cao Trong Môi Trường Khắc Nghiệt
- Cấp Bảo Vệ Cao: Actuator được trang bị
vỏ bảo vệ đạt chuẩn IP67/IP68 (cho Actuator Điện), đảm bảo chống bụi
hoàn toàn và có thể ngâm nước, lý tưởng cho việc lắp đặt ngoài trời, hầm
van hoặc những nơi dễ bị ngập úng.
- Vật liệu Chống Ăn Mòn: Vỏ ngoài Actuator được xử lý
chống ăn mòn, phù hợp với điều kiện khí hậu ẩm ướt, nhiệt đới của Việt
Nam.
3.3.
Thiết Kế Hỗ Trợ Dễ Dàng Bảo Trì (Non-Intrusive)
- Nhiều Actuator Điện
tiên tiến của SEVAL cho phép thiết lập và chẩn đoán từ bên ngoài (Non-Intrusive
Setting) qua màn hình hoặc thiết bị cầm tay mà không cần mở vỏ bảo vệ,
giảm thiểu rủi ro xâm nhập bụi và hơi ẩm.
TỔNG HỢP
SO SÁNH ACTUATOR ĐIỆN VÀ KHÍ NÉN
|
Tiêu
Chí
|
Actuator
Điện
|
Actuator
Khí Nén
|
|
Tốc độ
|
Chậm
hơn, tùy thuộc vào Motor.
|
Rất
nhanh (thường dưới
1 giây).
|
|
Độ
chính xác
|
Rất cao,
lý tưởng cho điều tiết lưu lượng.
|
Thấp
hơn, phụ thuộc vào áp suất khí.
|
|
An
toàn PCCC/Chống nổ
|
Cần vỏ bọc
và thiết kế đặc biệt (EX-Proof).
|
An
toàn hơn về bản
chất, ít rủi ro phát tia lửa điện.
|
|
Năng
lượng
|
Dễ dàng
tiếp cận (chỉ cần nguồn điện).
|
Cần hệ
thống máy nén, đường ống khí, và bộ lọc.
|
|
Tính
năng Fail-Safe
|
Cần thêm
bộ phận dự phòng (pin hoặc lò xo dự phòng).
|
Tự
nhiên nhờ lò xo
(Single Acting) khi mất nguồn.
|
Chắc chắn
rồi. Để minh họa rõ ràng các tiêu chí kỹ thuật đã nêu, dưới đây là các ví dụ thực
tế về việc lựa chọn giữa Actuator Điện và Actuator Khí Nén trong
các ngành công nghiệp, đặc biệt là ngành cấp thoát nước mà SEVAL đang tập
trung.
4. VÍ DỤ
THỰC TẾ: LỰA CHỌN ACTUATOR ĐIỆN VÀ KHÍ NÉN
CÁC VÍ DỤ ƯU TIÊN ACTUATOR KHÍ NÉN
Actuator
Khí Nén là lựa chọn
hàng đầu khi hệ thống ưu tiên tốc độ phản ứng, tính năng an toàn khẩn cấp (Fail-Safe),
và hoạt động trong môi trường nguy hiểm.
|
STT
|
Ứng
Dụng Thực Tế
|
Lý
Do Ưu Tiên Actuator Khí Nén
|
Liên
Hệ Với SEVAL
|
|
1
|
Van
An toàn Khẩn cấp (ESD Valve)
|
Yêu cầu
van đóng/mở cực nhanh (dưới 1 giây) khi có sự cố. Cần tính năng Fail-Safe
(ví dụ: Fail-Safe Close) tự động đóng van bằng lò xo khi mất nguồn
khí/điện.
|
Lý tưởng
cho các van cô lập khẩn cấp trong hệ thống dẫn khí, hóa chất, hoặc đầu ra của
bơm.
|
|
2
|
Môi trường
Cháy Nổ (Refinery, Gas)
|
Khu vực
tiềm ẩn nguy cơ cháy nổ cao (Zone 1, Zone 2). Actuator khí nén về bản chất không
phát tia lửa điện và dễ dàng đạt tiêu chuẩn chống cháy nổ (EX-Proof).
|
Đảm bảo
an toàn tuyệt đối cho các hệ thống van trong các nhà máy có nguy cơ cao, nơi an
toàn PCCC là ưu tiên số một.
|
|
3
|
Dây
chuyền Sản xuất Tốc độ Cao
|
Các van
nhỏ cần đóng mở tần suất cao và nhanh chóng (ví dụ: van chuyển hướng
trong dây chuyền đóng gói).
|
Tận dụng
tốc độ phản ứng tức thời của khí nén, giúp tối ưu hóa chu kỳ sản xuất liên tục.
|
|
4
|
Lực
đóng cao liên tục
|
Cần một
lực đẩy/kéo mạnh, duy trì liên tục để đóng kín các van áp suất cao. Áp suất
khí nén có thể cung cấp lực ổn định này một cách đơn giản hơn.
|
Phù hợp
cho các van làm kín chặt cần lực đẩy/kéo lớn trong các hệ thống áp suất
cao.
|
