Giáo trình Điều khiển điện khí nén

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN GIÁO TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN KHÍ NÉN 1 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh sẽ bị nghiêm cấm. Mọi trích dẫn, sử dụng giáo trình này với mục đích khác hay ở nơi khác đều phải được sự đồng ý bằng văn bản của trường Cao đẳng Công nghệ Hà Tĩnh TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN GIÁO TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN KHÍ NÉN 2 LỜI GIỚI THIỆU Hệ thống khí nén (Pneumatic Systems) được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp lắp ráp, chế biến, đặc biệt ở những lĩnh vực cần phải đảm bảo vệ sinh, chống cháy nổ hoặc ở môi trường độc hại. Ví dụ, lĩnh vực lắp ráp điện tử; chế biến thực phẩm; các khâu phân loại, đóng gói sản phẩm thuộc các dây chuyền sản xuất tự động. Trong công nghiệp gia công cơ khí; trong công nghiệp khai thác khoáng sản Vì vậy đòi hỏi kỹ thuật viên bảo trì trong các nhà máy cần phải có kiến thức và kỹ năng về hệ thống khí nén để có thể vận hành, bảo trì, bảo dưỡng hệ thống. Để cung cấp cho các bạn sinh viên trước khi ra trường một lượng kiến thức và kỹ năng cần thiết để phục vụ cho công việc sau này. Chúng tôi, tập thể giáo viên khoa Điện trường Cao đẳng Công nghệ Hà Tĩnh đã biên soạn Cuốn giáo trình kỹ thuật điện khí nén làm tài liệu phục vụ quá trình học tập của các bạn sinh viên đang theo học tại nhà trường. Mặc dù đã rất cố gắng những chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến từ các đồng nghiệp và các em sinh viên. Chúc các em thành công trong học tập và công tác! Hà Tĩnh, ngày . tháng . năm 2020 Tham gia biên soạn: 1. Chủ biên: Ngô Minh Toản 2. Phản biện: Tổ Điện Công Nghiệp TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN GIÁO TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN KHÍ NÉN 3 MỤC LỤC TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN..................................................................................................................... 1 LỜI GIỚI THIỆU.................................................................................................................................... 2 MÔ ĐUN ................................................................................................................................................ 4 Bài 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ KHÍ NÉN ............................................................................................. 8 1. Lịch sử phát triển và những đặc trưng của hệ thống điều khiển khí nén. ......................................... 9 2. Khái niệm khí nén ............................................................................... Error! Bookmark not defined. 3. Cấu trúc của hệ thống điều khiển khí nén ............................................. Error! Bookmark not defined. 4. Đơn vị đo trong hệ thống điều khiển .................................................... Error! Bookmark not defined. 5. Thành phần hóa học của khí nén ......................................................... Error! Bookmark not defined. 6. Khả năng ứng dụng của khí nén. ......................................................... Error! Bookmark not defined. 7. Câu hỏi ôn tập: .................................................................................... Error! Bookmark not defined. BÀI 2: MÁY NÉN KHÍ VÀ THIẾT BỊ XỬ LÝ KHÍ NÉN......................... Error! Bookmark not defined. 1. Máy nén khí ........................................................................................ Error! Bookmark not defined. 2. Thiết bị xử lý khí nén.......................................................................... Error! Bookmark not defined. 3. Câu hỏi ôn tập: .............................................................................................................................. 11 Bài 3: THIẾT BỊ PHÂN PHỐI .............................................................................................................. 13 1. Bộ lọc ........................................................................................................................................... 13 2. Van điều chỉnh áp suất .................................................................................................................. 16 3. Bộ tra dầu bôi trơn ........................................................................................................................ 18 4. Đồng hồ đo áp suất .............................................................................. Error! Bookmark not defined. 5. Câu hỏi ôn tập: .................................................................................... Error! Bookmark not defined. BÀI 4: CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN .................... Error! Bookmark not defined. 1. Khái niệm ........................................................................................... Error! Bookmark not defined. 2. Các phần tử khí nén ............................................................................ Error! Bookmark not defined. 3. Câu hỏi ôn tập .................................................................................... Error! Bookmark not defined. Bài 5: CƠ CẤU CHẤP HÀNH .................................................................. Error! Bookmark not defined. 1. Cơ cấu chấp hành ............................................................................... Error! Bookmark not defined. 2. Phụ kiện thiết bị khí nén ..................................................................... Error! Bookmark not defined. 3. Câu hỏi ôn tập ..................................................................................... Error! Bookmark not defined. Bài 6: CÁC BÀI TẬP ỨNG DỤNG ........................................................... Error! Bookmark not defined. TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................................................... 22 TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN GIÁO TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN KHÍ NÉN 4 MÔ ĐUN Tên mô đun: ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN KHÍ NÉN Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun: - Vị trí: Mô đun này được đào tạo sau khi sinh viên đã học các môn học cơ sở lý thuyết mạch điện, vẽ kỹ thuật, vẽ điện. - Tính chất: Là mô đun chuyên môn nghề thuộc phần các môn học/ mô đun chuyên môn nghề. - Ý nghĩa và vai trò Trong các nhà máy sản xuất công nghiệp hệ thống khí nén là một phần không thể thiếu của nhà máy. Yêu cầu đối với các kỹ thuật viên bảo trì trong nhà máy phải xử lý được các vấn đề liên quan đến hệ thống khí nén như vận hành, lắp đặt, bảo dưỡng, và sửa chữa hệ thống. Vì vậy yêu cầu đối với các sinh viên ngành điện công nghiệp sau khí ra trường phải có kiến thức và kỹ năng về hệ thống khí nén. Mô đun điều khiển điện khí nén sẽ trang bị cho các sinh viên về các kiến thức và kỹ năng cần thiết để phục vụ công việc sau này. Mục tiêu của mô đun: Về kiến thức: - Trình bày được cấu hình của hệ thống khí nén - Trình bày được cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ứng dụng của máy nén khí trục vít có dầu, máy nén khí piston; - Trình bày được cấu tạo, nguyên lý, ứng dụng của thiết bị làm khô khí theo phương pháp hấp thụ và phương pháp ngưng tụ; - Trình bày được cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ứng dụng của van một chiều, van an toàn, van tiết lưu có điều chỉnh; - Trình bày được, cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ứng dụng của van đảo chiều 2/2, 3/2, 5/2, 5/3 điều khiển điều khiển bằng cuộn dây điện từ; - Trình bày được cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ứng dụng của xi lanh đơn, xi lanh kép; - Trình bày được cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ứng dụng của bộ lọc tách nước, van điều áp, bộ bôi trơn trên đường khí. Về kỹ năng: - Đọc được ký hiệu của van đảo chiều 2/2, 3/2, 5/2, 5/3, 4/3 điều khiển bằng cuộn dây điện từ; - Đọc được thông số trên đồng hồ đo áp suất; - Điều chỉnh áp suất bằng van điều áp; - Lắp đặt, vận hành được các mạch ứng dụng điều khiển điện khí nén theo yêu cầu; Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Làm việc độc lập hoặc làm việc theo nhóm, giải quyết công việc, vấn đề phức tạp trong điều kiện làm việc thay đổi; + Hướng dẫn, giám sát những người khác thực hiện nhiệm vụ xác định; chịu trách nhiệm cá nhân trách nhiệm đối với nhóm; TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN GIÁO TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN KHÍ NÉN 5 + Đánh giá chất lượng công việc sau khi hoàn thành và kết quả thực hiện của các thành viên trong nhóm. Nội dung mô đun: Số TT Tên các bài trong mô đun Thời gian (giờ) Tổng số Lý thuyết Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập Kiểm tra 1 Bài 1: Cơ sở lý thuyết về khí nén 4 4 1. Khái niệm khí nén 2. Cấu trúc của hệ thống điều khiển khí nén 3. Đơn vị đo trong hệ thống điều khiển. 3.1. Áp suất 3.2. Lực 3.3. Công 3.4. Công suất 2 Bài 2: Máy nén khí và thiết bị xử lý khí nén 12 3 9 1. Khái niệm về máy nén khí 2. Nguyên tắc hoạt động và phân loại máy nén khí. 3. Máy nén khí trục vít 3.1 Cấu tạo 3.2 Nguyên lý hoạt động 3.3 Phân loại 3.4 Ứng dụng 4. Máy nén khí piston 4.1 Cấu tạo 4.2 Nguyên lý hoạt động 4.3 Phân loại 4.4 Ứng dụng 5. Bình chứa khí 5.1 Ứng dụng 5.2 Đặc điểm 6. Máy sấy khí 6.1 Máy sấy theo nguyên lý hấp thụ 6.1.1 Cấu tạo 6.1.2 Nguyên lý hoạt động TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN GIÁO TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN KHÍ NÉN 6 6.1.3 Ứng dụng 6.2 Máy sấy theo nguyên lý ngưng tụ 6.2.1 Cấu tạo 6.2.2 Nguyên lý hoạt động 6.2.3 Ứng dụng 7. Lọc trên đường ống 7.1 Lọc thô 7.1.1 Cấu tạo 7.1.2 Nguyên lý 7.1.3 Ứng dụng 7.2 Lọc tinh 7.2.1 Cấu tạo 7.2.2 Nguyên lý 7.2.3 Ứng dụng 3 Bài 3: Thiết bị phân phối 4 2 2 1. Bộ lọc, điều áp, bôi trơn 1.1 Ký hiệu 1.2 Cấu tạo 1.3 Nguyên lý hoạt động 1.4 Ứng dụng 1.5 Lắp đặt 2. Đồng hồ đo áp suất 2.1 Ký hiệu 2.2 Cấu tạo 2.3 Ứng dụng 2.4 Đọc giá trị 4 Bài 4. Các phần tử trong hệ thống điều khiển 20 3 12 1 1. Khái niệm 2. Các phần tử khí nén 2.1. Van đảo chiều 2.1.1. Cấu tạo 2.1.2. Ứng dụng 2.1.3. Nguyên lí hoạt động 2.1.4. Ký hiệu van đảo chiều 2.1.5. Van đảo chiều có vị trí “ không” 2.1.6. Van đảo chiều không có vị trí “ không” 2.1.7. Tín hiệu tác động 2.1.8. Gọi tên van 2.2 Van đảo chiều 2/2 TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN GIÁO TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN KHÍ NÉN 7 2.3 Van đảo chiều 3/2 2.4 Van đảo chiều 5/2 2.5 Van đảo chiều 5/3 2.6. Van chặn 2.6.1. Van một chiều 2.6.2.Vanlogic OR 2.6.3.VanlôgicAND 2.6.4 Van xả khí nhanh 2.7. Van tiết lưu 2.7.1. Van tiết lưu có tiết diện không thay đổi được 2.7.2. Van tiết lưu có tiết diện điều chỉnh được 2.7.3. Van tiết lưu một chiều điều chỉnh bằng tay 2.8. Van áp suất 2.8.1. Van an toàn 2.8.2. Van tràn 2.8.3. Công tắc áp suất 5 Bài 5: Cơ cấu chấp hành 4 2 2 1. Xi lanh 1.1 Xi lanh tác động đơn 1.2 Xi lanh tác động kép 1.3 Động cơ khí nén 6 Bài 6: Các bài tập ứng dụng 20 5 14 1 1. Lắp đặt mạch điện – khí nén. Khi cấp nguồn, xilanh hoạt động theo trình tự: B1: Xilanh 1 đi ra B2: Xilanh 2 đi ra B3: Xilanh 1 đi về B4: Xi lanh 2 đi về 2. Lắp đặt mạch điện – khí nén. Khi cấp nguồn, xilanh hoạt động theo trình tự: B1: Xilanh 1 đi ra B2: Xilanh 2 đi ra B3: Xilanh 2 đi về B4: Xi lanh 1 đi về 3. Lắp đặt mạch điện – khí nén. Khi cấp nguồn, xilanh hoạt động theo trình tự: B1: Xilanh 1 đi ra B2: Xilanh 1 đi về TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN GIÁO TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN KHÍ NÉN 8 B3: Xilanh 2 đi ra B4: Xi lanh 2 đi về 4. Lắp đặt mạch điện – khí nén. Khi cấp nguồn, xilanh hoạt động theo trình tự: B1: Xilanh 1 đi ra B2: Xilanh 2 đi ra B3: Xilanh 2 đi về B4: Xi lanh 1 đi về 5. Lắp đặt mạch điện – khí nén. Khi cấp nguồn, xilanh hoạt động theo trình tự: B1: Xilanh 1 đi ra B2: Xilanh 1 đi về B3: Xilanh 2 đi ra B4: Xi lanh 2 đi về Tổng 60 19 39 2 Bài 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ KHÍ NÉN Giới thiệu: Trước khi vào nghiên cứu về các thiết bị trong hệ thống khí nén chúng ta sẽ tìm hiểu tổng quan về khí nén. Bài học này sẽ trang bị cho các bạn các thông tin tổng quan nhất về khí nén và hệ thống khí nén. TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN GIÁO TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN KHÍ NÉN 9 Mục tiêu: - Trình bày được các khái niệm và cấu trúc của hệ thống khí nén. - Đọc được đơn vị đo áp suất. - Rèn luyện tính chủ động, nghiêm túc trong học tập và trong công việc. Nội dung chính: 1. Lịch sử phát triển và những đặc trưng của hệ thống điều khiển khí nén. 1.1. Vài nét về sự phát triển. Ứng dụng của khí nén đã có từ thời kỳ trước công nguyên, tuy nhiên sự phát triển khoa học kỹ thuật thời đó không đồng bộ, nhất là sự kết hợp các kiến thức về cơ học, vật lý, vật liệu . còn thiếu. Cho nên phạm vi ứng dụng của khí nén còn rất hạn chế. Mãi đến thế kỷ 17, nhà kỹ sư chế tạo người Đức Guerike, nhà toán học và nhà triết học người Pháp Pascal, cùng nhà vật lý người Pháp Papin đã xây dựng nên nền tảng cơ bản ứng dụng của khí nén. Trong thế kỷ 19, các máy móc thiết bị sử dụng năng lượng khí nén lần lượt ra được phát minh: thư vận chuyển trong ống bằng khí nén (1835), Phanh bằng khí nén(1880), búa tán đinh bằng khí nén (1861). Trong lĩnh vực xây dựng đường hầm xuyên dãy núi Alpes ở Thụy sĩ (1857) lần đầu tiên người ta sử dụng khí nén với công suất lớn. Vào những năm 70 của thế kỷ thứ 19 xuất hiện ở Pari một trung tâm sử dụng năng lượng khí nén với công suất lớn 7350KW. Khí nén được vận chuyển tới nơi tiêu thụ trong đường ống với đường kính 500mm và chiều dài km. Tại nơi đó khí nén được nung nóng lên tới nhiệt độ từ 500C đến 1500C để tăng công suất truyền động động cơ, các thiết bị búa hơi Với sự phát triển mạnh mẽ của năng lượng điện, vai trò sử dụng năng lượng bằng khí nén bị giảm dần. Tuy nhiên việc sử dụng năng lượng khí nén vẫn đóng một vai trò cốt yếu ở những lĩnh vực mà khi sử dụng năng lương điện sẽ nguy hiểm, sử dụng năng lượng bằng khí nén ở những dụng cụ nhỏ, nhưng truyền động với vận tốc lớn, sử dụng năng lượng khí nén ở những thiết bị như búa hơi, dụng cụ dập, tán đinh. Và nhiều dụng cụ khác như đò gá kẹp chi tiết. Sau chiến tranh thế giới thứ 2, việc ứng dụng năng lượng khí nén trong kỹ thuật điều khiển phát triển mạnh mẽ. Với những dụng cụ , thiết bị, phần tử khí nén mới được sáng chế và được ứng dụng trong những lĩnh vực khác nhau, sự kết hợp của nguồn năng lượng khí nén với điện – điện tử là nhân tố quyết định cho sự phát triển của kỹ thuật điều khiển trong tương lai. Hãng FESTO (Đức) có những chương trình pahts triển hệ thống điều khiển bằng khí nén rất đa dạng, không những phục vụ cho công nghiệp mà còn phục vụ cho sự phát triển các phương tiện dạy học (Didactic). TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN GIÁO TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN KHÍ NÉN 10 1.2. Những đặc trưng của khí nén Về số lượng: có sẵn ở khắp mọi nơi nên có thể sử dụng với số lượng vô hạn. Về vận chuyển: khí nén có thể vận chuyển dễ dàng trong các đường ống, với một khoảng cách nhất định. Các đường ống dẫn về không cần thiết vì khí nén sau khi sử dụng sẽ được cho thoát ra ngoài môi trường sau khi đã thực hiện xong công tác. Về lưu trữ:máy nén khí không nhất thiết phải sử dụng liên tục.Khí nén có thể được lưu trữ trong các bình chứa để cung cấp khi cần thiết. Về nhiệt độ :khí nén ít thay đổi theo nhiệt độ. Về phòng chống cháy nổ:không một nguy cơ nào gây cháy bởi khí nén,nên không mất chi phí cho việc phòng cháy.Không khí nén thường hoạt động với áp suất khoảng 6 bar nên việc phòng nổ không quá phức tạp. Về tính vệ sinh:khí nén được sử dụng trong các thiết bị đều được lọc các bụi bẩn, tạp chất hay nước nên thường sạch , không một nguy cơ nào về phần vệ sinh.Tính chất này rất quan trọng trong các ngành công nghiệp đặc biệt như: thực phẩm ,vải sợi, lâm sản và thuộc da. Về cấu tạo thiết bị :đơn giản nên rẻ hơn các thiết bị tự động khác. Về vận tốc: khí nén là một dòng chảy có lưu tốc lớn cho phép đạt được tốc độ cao (vận tốc làm việc trong các xy-lanh thường 1-2 m/s). Về tính điều chỉnh: vận tốc và áp lực của những thiết bị công tác bằng khí nén được điều chỉnh một cách vô cấp. 1.3. Ưu, nhược điểm của hệ thống truyền động bằng khí nén. 1.3.1. Ưu điểm: - Do khả năng chịu nén( đàn hồi ) lớn của không khí, nên có thể trích chứa khí nén một cách thuận lợi - Có khả năng truyền tải năng lượng đi xa, vì độ nhớt động học của khí nén nhỏ và tổn thất áp suất trên đường dẫn ít. - Đường dẫn khí nén (thải ra) không cần thiết. - Chi phí để thiết lập một hệ thống truyền động bằng khí nén thấp, vì hầu như trong các nhà máy, xí nghiệp hệ thống đường dẫn khí nén đã có sẵn. - Hệ thống bảo vệ quá áp suất được đảm bảo. 1.3.2. Nhược điểm: - Lực truyền tải trọng thấp - Khi tải trọng trong hệ thống thay đổi thì vận tốc truyền cũng thay đổi vì khả năng đàn hồi của khí nén lớn, cho nên không thể thực hiện những chuyển đổng thẳng hoặc quay đều. - Dòng khí nén thoát ra ở đường dẫn ra gây tiếng ồn. TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN GIÁO TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN KHÍ NÉN 11 2.5.2 Phân loại lọc: - Lọc thô + Cấp độ lọc 5 micro. + Cấp độ lọc 1 micro. - Lọc tinh + Cấp độ lọc 0,01 micro. + Cấp độ lọc 0,003 micro. 3. Câu hỏi ôn tập: 1. Lọc gió dùng làm gì? . 2. Van hút dùng làm gì? . 3. Đầu nén dùng làm gì? . 4. Bình chứa khí dầu dùng làm gì? . 5. Bộ lọc tách dầu dùng làm gì? . 6. Van áp suất thấp dùng làm gì? . 7. Bộ giải nhiệt dùng làm gì? 8. Bộ tách nước dùng làm gì? . 9. Van nhiệt độ dầu (van hằng nhiệt) dùng làm gì? . 10. Lọc dầu dùng làm gì? . 11. Van nhiệt độ dầu có những loại nào? . 12. Cảm biến nhiệt dùng làm gì? . 13. Cảm biến áp suất (công tắc áp suất) dùng làm gì? . 14. Van an toàn dùng làm gì? . 15. Công tắc chênh lệch áp khí dùng để làm gì? . TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN GIÁO TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN KHÍ NÉN 12 16. Công tắc lệch áp tách dầu dùng làm gì? . 17. Công tắc lệch áp lọc dầu dùng để làm gì? . 18. Van điện từ dùng làm gì? . 19. Máy nén khí hoạt động không tải khi nào? . 20. Máy nén khí hoạt động có tải khi nào? ..... 21. Đồng hồ áp suất dùng làm gì trong máy nén khí? . 22. Cảm biến áp suất dùng làm gì? . 23. Màn hình điều khiển dùng làm gì? . 24. Máy sấy khí dùng làm gì? . 25. Bình chứa khí dùng làm gì? . 26. Lọc khí nén dùng làm gì? . 27. Dàn trao đổi nhiệt trong máy sấy khí dùng làm gì? . 28. Máy sấy khí có những loại nào đã học? . 29. Nhiệt độ điểm sương trong máy sấy khí? . 30. Lọc khí trên đường ống có những loại nào? . TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN GIÁO TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN KHÍ NÉN 13 Bài 3: THIẾT BỊ PHÂN PHỐI Giới thiệu: Hệ thống phân phối khí nén có nhiệm vụ chuyển không khí nén từ máy nén khí đến đến khâu cuối cùng để sử dụng ví dụ như động cơ khí nén, xi lanh khí nén, máy nâng dùng không khí nén. Truyền tải không khí nén thực hiện bằng hệ hống ống dẫn khí nén. Yêu cầu đối với hệ thống thiết bị phân phối khí nén để đảm bảo áp suất P, lưu lượng Q và chất lượng của khí nén cho nơi tiêu thụ cụ thể là các thiết bị máy móc. Để giảm chi phí đầu tư hệ thống máy nén khí cho nhà máy vì vậy thiết bị phân phối khí được sản xuất để giải quyết vấn đề đó cho doanh nghiệp. Mục tiêu: - Trình bày được cấu tạo, nguyên lý, ứng dụng, lắp đặt bộ lọc, điều áp, bôi trơn; - Đọc được giá trị đồng hồ đo áp lực; - Học tập nghiêm túc, an toàn. Nội dung bài 1. Bộ lọc Bộ lọc có nhiệm vụ tách các thành phần chất bẩn và hơi nước ra khỏi khí nén. Được lắp đặt tại vị trí trước các mạch điều khiển khí nén. Nguyên lý thực hiện: - Chuyển động xoáy của dòng áp suất khí nén trong bộ lọc. Phần tử lọc xốp làm bằng các chất như: vải dây kim loại, giấy thấm ướt, kim loại thêu kết hay là vật liệu tổng hợp. - Khí nén sẽ tạo chuyển động xoáy khi qua lá xoắn kim loại, sau đó qua phần tử lọc, tùy theo yêu cầu chất lượng của khí nén mà chọn loại phần tử lọc có những loại từ 5µm đến 7µm. trong trường hợp yêu cầu chất lượng của khí nén rất cao, vật liệu phần tử lọc được chọn là sợi thủy tinh có khả năng tách nước đến 99%. TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN GIÁO TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN KHÍ NÉN 14 Hình 3.1: Cấu tạo và ký hiệu của bộ lọc TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN GIÁO TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN KHÍ NÉN 15 Hình 3.2: Tài liệu kỹ thuật của bộ lọc TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN GIÁO TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN KHÍ NÉN 16 2. Van điều chỉnh áp suất Van điều chỉnh áp suất có công dụng giữ cho áp suất không đổi ngay cả khi có sự thay đổi bất thường của tải trọng làm việc phía đầu ra hoặc sự dao động của áp suất đường vào. Nguyên tắc hoạt động của van điều chỉnh áp suất: khi điều chỉnh trục vít, tức là điều chỉnh vị trí của đĩa van, trong trường hợp áp suất của đường ra tăng lên so với áp suất được điều chỉnh, khí nén sẽ qua lỗ thông tác dụng lên màng , vị trí của kim van thay đổi, khí nén qua lỗ xả khí ra ngoài. Đến khi áp suất ở đường ra giảm xuống bằng với áp suất được điều chỉnh, kim van trở về vị trí ban đầu. Để điều chỉnh áp suất khí nén phía đầu ra của van chúng ta sử dụng vít điều chỉnh. Xoay núm điều chỉnh theo chiều kim đồng hồ áp suất đầu ra sẽ tăng, xoay núm điều chỉnh ngược chiều kim đồng hồ áp suất khí sẽ giảm. Áp suất khí đầu ra của van không thể điều chỉnh lớn hơn áp suất khí đầu vào của van. Hình 3.3: Cấu tạo và ký hiệu của van điều chỉnh áp suất TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN GIÁO TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN KHÍ NÉN 17 Hình 3.4: Tài liệu kỹ thuật của van điều chỉnh áp suất TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN GIÁO TRÌNH ĐIỀU KHỂN ĐIỆN KHÍ NÉN 18 3. Bộ tra dầu bôi trơn Để giảm lực ma sát, sự ăn mòn và gỉ sét của các phần tử trong hệ thống điều khiển bằng khí nén, trong thiết bị bộ lọc có thêm bộ tra dầu bôi trơn. Nguyên tắc tra dầu được thục hiện theo nguyên lý Ventury. Điều kiện để dầu có thể qua ống Ventury là độ sụt áp p phải lớn hơn áp suất cột dầu H Hình 4.9: Tài liệu van đảo chiều 4/2 d. Van đảo chiều 5/2 - Tác động bằng cơ – đầu dò Hình 4.10: Ký hiệu van 5/2 tác động bằng cơ- đầu dò - Tác động bằng khí nén: Hình 4.11: Ký hiệu van đảo chiều 5/2 tác động bằng khí nén Khi chưa có tín hiệu tác động van ở vị trí 0 cửa P nối với cửa B, cửa A nối với của S, cửa R bị chặn. Khi có tín hiệu tác động cửa P nối với A, cửa B nối với cửa R, cửa S bị chặn. Hình 4.12: Tài liệu van đảo chiều 5/2 e. Van đảo chiều 5/3 TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN GIÁO TRÌNH ĐIỀU KHỂN ĐIỆN KHÍ NÉN 19 Tác động bằng nam châm điện qua van phụ trợ Khi chưa có tín hiệu tác động các cửa van bị chặn. Khi có tín hiệu tác động bên phải của P thông với cửa B, cửa A thông với của R, của S bị chặn. Khi có tín hiệu tác động bên trái cửa P thông với cửa A, của B thông với cửa S, của R bị chặn. Hình 4.13: Tài liệu van đảo chiều 5/3 2.1.6. Van đảo chiều không có vị trí “ không” Van đảo chiều không có vị trí “ không” là loại van sau khi tác động lần cuối lên nòng van không còn nữa thì van sẽ giữ nguyên vị trí tác động cuối cùng, chừng nào chưa có tín hiệu tác động lên phía đối diện của nòng van. Tác động lên nòng van có thể là: - Tác động bằng tay, bàn đạp. - Tác động bằng dòng khí nén điều khiển đi vào hoặc đi ra từ hai phía. - Tác động trực tiếp bằng điện từ hay gián tiếp bằng dòng khí nén qua van phụ trợ. Loại van đảo chiều chịu tác động bằng dòng khí nén điều khiển đi vào hay đi ra từ hai nòng van hay tác động trực tiếp bằng nam châm điện từ hoặc gián tiếp bằng dòng khí nén đi qua van phụ trợ được gọi là van đảo chiều xung, bởi vì vị trí của van được thay đổi khi có tín hiệu xung tác độn lên nòng van. 2.2. Van chặn Van chặn là loại van chỉ cho lưu lượng khí đi theo một chiều, chiều ngược lại bị chặn. Áp suất dòng chảy tác động lên bộ phận chặn của van và van được đóng lại. Van chặn gồm các loại sau: - Van một chiều - Van lôgic OR - Van lôgic AND - Van xả khí nhanh 2.2.1. Van một chiều a. Nguyên lý làm việc Van một chiều có tác dụng chỉ cho lưu lượng khí nén đi qua theo một chiều, chiều ngược lại bị chặn. Dòng khí nén đi từ A qua B, chiều từ B qua A dòng khí bị chặn Cấu tạo van một chiều Ký hiệu van một chiều Hình 4.14: Tài liệu van một chiều TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN GIÁO TRÌNH ĐIỀU KHỂN ĐIỆN KHÍ NÉN 20 Sơ đồ mạch điện Bài tập 5: 1. Đấu lắp mạch điện khí nén theo sơ đồ 2. Vận hành kiểm tra mạch đã lắp đặt 3. Bước 1: Xi lanh 1 đi ra, bước 2: Xi lanh 1 đi về, bước 3: Xi lanh 2 đi ra, bước 4: xi lanh 2 đi về Sơ đồ khí nén TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN GIÁO TRÌNH ĐIỀU KHỂN ĐIỆN KHÍ NÉN 21 Sơ đồ mạch điện TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH KHOA ĐIỆN GIÁO TRÌNH ĐIỀU KHỂN ĐIỆN KHÍ NÉN 22 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Nguyễn Ngọc Phương, Nguyễn Trường Thịnh, hệ thống điều khiển tự động khí nén – NXB Khoa học – kỹ thuật 2007 2. Trần Ngọc Hải, Trần Xuân Tủy, giáo trình hệ thống truyền động thủy lực và khí nén – NXB xây dựng 2014