Van điện từ ODE dùng cho hệ thống pha trộn nước và dung dịch loãng có phù hợp không?

Van điện từ ODE có thể dùng trong hệ thống pha trộn nước và dung dịch loãng nếu môi chất tương thích với vật liệu thân van, gioăng, màng và các chi tiết bên trong. Van phù hợp để tự động đóng ngắt từng đường cấp nước hoặc dung dịch theo tín hiệu từ PLC, timer, cảm biến mức và bộ điều khiển.

Tuy nhiên, “dung dịch loãng” không đồng nghĩa với việc có thể sử dụng mọi loại van. Một dung dịch có nồng độ thấp vẫn có thể gây ăn mòn thân van, làm trương gioăng hoặc tạo kết tủa bên trong. Vì vậy, cần biết chính xác tên hóa chất, nồng độ, nhiệt độ và tính chất môi chất trước khi lựa chọn.

Bạn có thể tham khảo các dòng van điện từ ODE để lựa chọn model phù hợp với nước sạch, dung dịch loãng và hệ thống pha trộn tự động.

Van điện từ ODE đảm nhiệm chức năng gì trong hệ thống pha trộn?

Van điện từ ODE thường được lắp trên từng đường cấp để tự động cho nước hoặc dung dịch đi vào bồn trộn. Van nhận tín hiệu điện và thực hiện đóng hoặc mở dòng chảy theo trình tự được cài đặt.

Van có thể đảm nhiệm các công việc như:

• Cấp nước vào bồn pha.
• Cấp dung dịch gốc đã pha loãng.
• Đóng ngắt từng thành phần theo công thức.
• Dừng cấp khi bồn đạt mức cài đặt.
• Cấp nước rửa đường ống sau khi pha.
• Ngắt môi chất khi máy khuấy dừng.
• Phối hợp với bơm định lượng.
• Điều khiển từng mẻ pha bằng PLC.

Van điện từ hai cửa thông thường chủ yếu thực hiện chức năng đóng ngắt. Van không tự đo nồng độ và không thể tự duy trì tỷ lệ pha nếu không có thiết bị đo cùng bộ điều khiển phù hợp.

Van ODE có thể tiếp xúc trực tiếp với dung dịch loãng không?

Có thể, nhưng chỉ khi tất cả vật liệu tiếp xúc với môi chất đều tương thích. Những bộ phận cần kiểm tra không chỉ gồm thân van mà còn có gioăng, màng, lõi van, lò xo và các chi tiết kim loại bên trong.

Một dung dịch loãng có thể không ảnh hưởng đến thân inox nhưng lại làm hỏng gioăng. Ngược lại, gioăng có thể chịu được môi chất nhưng thân đồng lại bị ăn mòn.

Do đó, cần kiểm tra theo đúng thành phần hóa học thay vì chỉ cung cấp thông tin chung là “dung dịch loãng”. Nếu chưa xác định rõ tên và nồng độ hóa chất, chưa nên lựa chọn model cuối cùng.

Phân biệt hai cách bố trí van trong hệ thống pha trộn

Hệ thống pha trộn có thể bố trí van trên từng đường nguyên liệu hoặc chỉ dùng một van sau bồn trộn. Hai vị trí này tạo ra điều kiện làm việc khác nhau.

Van lắp trước bồn pha

Một van được lắp trên đường nước và một van khác được lắp trên đường dung dịch. Mỗi van chỉ tiếp xúc với một loại môi chất nên việc lựa chọn vật liệu và kiểm soát lưu lượng thuận tiện hơn.

Đây thường là phương án dễ kiểm soát, dễ vệ sinh và dễ thay đổi tỷ lệ pha. Tuy nhiên, cần ngăn dòng chảy ngược từ bồn hoặc từ đường này sang đường kia.

Van lắp sau bồn pha

Van tiếp xúc với dung dịch đã được pha hoàn chỉnh. Lúc này cần kiểm tra tính tương thích với thành phần cuối cùng, nồng độ sau pha, nhiệt độ và khả năng tạo cặn.

Nếu dung dịch có xu hướng lắng, kết tinh hoặc thay đổi tính chất theo thời gian, van sau bồn cần được vệ sinh thường xuyên hơn.

Tiêu chí 1: Xác định chính xác thành phần dung dịch

Tên thương mại của dung dịch thường chưa đủ để lựa chọn van. Cần biết thành phần chính, nồng độ và các phụ gia đang sử dụng.

Những nhóm môi chất cần được kiểm tra kỹ gồm:

• Dung dịch có tính axit.
• Dung dịch có tính kiềm.
• Nước có chất khử trùng hoặc oxy hóa.
• Dung dịch muối.
• Nước có chất tẩy rửa.
• Dung dịch chứa cồn hoặc dung môi.
• Nước có phụ gia chống cáu cặn.
• Dung dịch dùng trong thực phẩm.
• Dung dịch có chất hoạt động bề mặt.
• Nước thải đã pha hóa chất xử lý.

Không nên chọn van dựa trên màu sắc, mùi hoặc độ trong của dung dịch. Thành phần hóa học mới là yếu tố quyết định khả năng tương thích.

Tiêu chí 2: Kiểm tra nồng độ trước và sau khi pha

Cùng một loại hóa chất nhưng ở các nồng độ khác nhau có thể tác động khác nhau đến thân van và gioăng. Nồng độ tại đường dung dịch gốc thường cao hơn nhiều so với dung dịch sau bồn pha.

Nếu van lắp trên đường dung dịch trước khi pha, phải kiểm tra theo nồng độ đầu vào, không được sử dụng nồng độ sau pha để lựa chọn.

Ngoài nồng độ vận hành bình thường, cần tính đến trường hợp pha sai, bơm nhầm hoặc dung dịch đậm đặc đi qua van trong thời gian ngắn. Nếu khả năng này có thể xảy ra, vật liệu van nên được lựa chọn theo điều kiện bất lợi hơn.

Tiêu chí 3: Chọn thân đồng hay thân inox

Van điện từ ODE thân đồng có thể phù hợp với nước sạch và một số dung dịch trung tính, không ăn mòn. Tuy nhiên, không nên mặc định thân đồng dùng được cho mọi loại hóa chất loãng.

Van thân inox thường được ưu tiên hơn khi hệ thống có yêu cầu chống ăn mòn, vệ sinh hoặc làm việc trong môi trường ẩm. Inox cũng phù hợp với nhiều hệ thống pha trộn trong thực phẩm, xử lý nước và sản xuất công nghiệp.

Dù vậy, thân inox không có khả năng chống mọi loại hóa chất. Chủng loại inox, nồng độ, nhiệt độ và thời gian tiếp xúc đều ảnh hưởng đến độ bền. Cần kiểm tra bảng tương thích hoặc xác nhận kỹ thuật trước khi sử dụng.

Tiêu chí 4: Lựa chọn gioăng phù hợp

Gioăng và màng van là các bộ phận thường chịu ảnh hưởng sớm khi tiếp xúc với hóa chất. Gioăng không phù hợp có thể bị trương nở, mềm, co lại, chai cứng hoặc mất khả năng làm kín.

Các vật liệu gioăng như NBR, EPDM, FKM hoặc PTFE có khả năng chịu môi chất khác nhau. Không có một loại gioăng phù hợp với tất cả dung dịch.

Khi lựa chọn cần cung cấp:

• Tên hóa chất hoặc dung dịch.
• Nồng độ phần trăm.
• Nhiệt độ nhỏ nhất và lớn nhất.
• Áp lực làm việc.
• Thời gian van tiếp xúc với môi chất.
• Yêu cầu vệ sinh.
• Chu kỳ làm việc liên tục hay gián đoạn.

Không nên tự thay gioăng khác loại nếu chưa xác nhận kích thước, kết cấu và khả năng tương thích với model.

Tiêu chí 5: Kiểm tra nhiệt độ dung dịch

Nhiệt độ cao có thể làm tăng tốc độ ăn mòn và khiến gioăng lão hóa nhanh hơn. Một vật liệu có thể phù hợp với dung dịch ở nhiệt độ thường nhưng không còn phù hợp khi dung dịch được gia nhiệt.

Hệ thống pha trộn có thể phát sinh nhiệt do nước nóng, quá trình hòa tan, phản ứng giữa các thành phần hoặc môi trường sản xuất. Vì vậy, cần kiểm tra nhiệt độ thực tế tại van, không chỉ nhiệt độ của nước ban đầu.

Nếu bồn có gia nhiệt, van lắp sát bồn còn có thể chịu nhiệt truyền từ đường ống và thiết bị. Coil cũng cần được bố trí tránh nguồn nhiệt cao.

Tiêu chí 6: Kiểm tra độ nhớt của dung dịch

Dung dịch loãng thường có độ nhớt gần với nước, nhưng không phải trường hợp nào cũng như vậy. Một số dung dịch dù có nồng độ thấp vẫn có thể đặc hơn nước hoặc tạo bọt khi chảy qua van.

Độ nhớt cao làm giảm lưu lượng, tăng tổn thất áp suất và có thể ảnh hưởng đến thời gian mở hoặc đóng. Van gián tiếp còn cần chênh áp phù hợp để màng hoạt động.

Nếu dung dịch có độ nhớt thay đổi theo nhiệt độ, cần lựa chọn theo trạng thái có độ nhớt cao nhất trong quá trình vận hành.

Tiêu chí 7: Kiểm tra cặn, hạt rắn và kết tinh

Van điện từ phù hợp nhất với môi chất tương đối sạch. Nếu dung dịch chứa hạt rắn, bột chưa tan, kết tủa hoặc tinh thể, van có thể bị nghẹt lỗ pilot và đóng không kín.

Cặn bám trên bề mặt làm kín có thể khiến dung dịch tiếp tục rò vào bồn dù coil đã mất điện. Điều này làm sai tỷ lệ pha và ảnh hưởng chất lượng mẻ sản xuất.

Đối với môi chất có cặn, nên cân nhắc:

• Lắp bộ lọc trước van.
• Khuấy tan hoàn toàn trước khi xả.
• Tránh điểm chết trên đường ống.
• Súc rửa sau mỗi mẻ.
• Không để dung dịch khô bên trong van.
• Chọn giải pháp van khác nếu hạt rắn quá nhiều.

Bộ lọc chỉ phù hợp khi cặn là tạp chất không mong muốn. Nếu hạt rắn là thành phần cần thiết của sản phẩm, phải lựa chọn thiết bị điều khiển dòng chuyên dụng.

Tiêu chí 8: Chọn DN theo lưu lượng của từng thành phần

Kích thước van cần được lựa chọn theo lưu lượng nước và dung dịch cần cấp trong một khoảng thời gian nhất định. Không nên chọn cùng một DN cho cả hai đường nếu lưu lượng yêu cầu khác nhau.

Đường nước thường có lưu lượng lớn, trong khi đường dung dịch có thể cần cấp lượng nhỏ hơn. Nếu van cấp dung dịch quá lớn, một khoảng thời gian mở ngắn cũng có thể đưa vào bồn lượng môi chất vượt mức yêu cầu.

Các yếu tố cần kiểm tra gồm:

• Thể tích mỗi mẻ pha.
• Tỷ lệ nước và dung dịch.
• Thời gian cấp mong muốn.
• Áp lực của từng đường.
• Hệ số lưu lượng của van.
• Kích thước đường ống.
• Độ chính xác cho phép.
• Tần suất pha trộn.

Khi cần định lượng chính xác, không nên chỉ điều khiển van theo thời gian mà cần kết hợp thêm thiết bị đo.

Van điện từ có tự điều chỉnh chính xác tỷ lệ pha không?

Không. Van điện từ đóng mở thông thường không tự xác định lượng nước hoặc dung dịch đã đi qua. Nếu chỉ cài thời gian mở, lượng môi chất thực tế vẫn có thể thay đổi khi áp lực, nhiệt độ hoặc độ nhớt thay đổi.

Để kiểm soát tỷ lệ tốt hơn, hệ thống có thể kết hợp:

• Đồng hồ đo lưu lượng.
• Cảm biến lưu lượng.
• Cân bồn hoặc load cell.
• Cảm biến mức.
• Bơm định lượng.
• PLC điều khiển theo công thức.
• Bộ đo nồng độ nếu quy trình yêu cầu.
• Máy khuấy để đồng nhất dung dịch.

Van điện từ thực hiện lệnh đóng hoặc mở, còn độ chính xác phụ thuộc vào thiết bị đo và chương trình điều khiển.

Nên điều khiển theo thời gian hay lưu lượng?

Điều khiển theo thời gian có cấu tạo đơn giản và chi phí thấp. Phương án này có thể dùng khi áp lực ổn định, dung dịch đồng đều và yêu cầu tỷ lệ không quá khắt khe.

Tuy nhiên, nếu áp lực nguồn thay đổi, cùng một thời gian mở van sẽ cho lượng môi chất khác nhau. Bộ lọc bị nghẹt hoặc độ nhớt thay đổi cũng làm sai lượng cấp.

Điều khiển theo lưu lượng, khối lượng hoặc thể tích thường phù hợp hơn với hệ cần độ chính xác cao. Khi đạt lượng cài đặt, bộ điều khiển mới gửi lệnh đóng van.

Tiêu chí 9: Chọn kiểu thường đóng

Đa số đường cấp nước và dung dịch vào bồn pha nên dùng van điện từ thường đóng. Khi chưa cấp điện, van đóng để hạn chế môi chất tự chảy vào bồn.

Khi PLC bắt đầu công thức pha, van tương ứng được cấp điện và mở. Sau khi đạt thể tích hoặc thời gian cài đặt, coil mất điện và van đóng lại.

Van thường đóng cũng giúp đưa hệ thống về trạng thái ngừng cấp khi mất điện. Tuy nhiên, cần kiểm tra thêm nguy cơ chảy theo trọng lực hoặc áp lực còn lại trong đường ống.

Tiêu chí 10: Kiểm tra áp lực và chênh áp

Mỗi model van ODE có dải áp lực riêng. Van gián tiếp cần chênh áp tối thiểu để hoạt động, trong khi van tác động trực tiếp có thể phù hợp hơn với nhánh áp lực thấp hoặc bồn tự chảy.

Nếu nước được cấp bằng bơm còn dung dịch lấy từ bồn đặt cao, hai đường sẽ có áp lực khác nhau. Không nên lựa chọn hai van giống nhau nếu điều kiện áp lực không tương đương.

Cần kiểm tra:

• Áp lực nhỏ nhất tại đầu vào.
• Áp lực lớn nhất khi bơm chạy.
• Áp lực phía sau van.
• Chiều cao bồn chứa.
• Chênh áp khi van mở.
• Khả năng tăng áp khi các nhánh khác đóng.

Áp lực ổn định cũng giúp hệ thống định lượng chính xác hơn.

Tiêu chí 11: Chọn đúng điện áp coil

Coil cần phù hợp với nguồn điều khiển của hệ thống, có thể là 24V DC, 24V AC, 110V hoặc 220V AC tùy model.

Hệ thống dùng PLC thường lựa chọn tín hiệu 24V DC, nhưng cần kiểm tra công suất đầu ra. Nếu PLC không đủ khả năng cấp trực tiếp cho coil, nên sử dụng relay trung gian.

Chọn sai điện áp hoặc nhầm AC với DC có thể làm van không mở, kêu rè, nóng bất thường hoặc cháy coil. Đầu điện cũng cần được bảo vệ khỏi nước, dung dịch và hơi hóa chất.

Bảng tiêu chí chọn van ODE cho hệ thống pha trộn

Cách bố trí van trong hệ thống pha trộn

Một hệ thống cơ bản có thể gồm bồn nước, bồn dung dịch, van khóa tay, bộ lọc, van điện từ ODE, thiết bị đo lưu lượng và bồn trộn. Tín hiệu từ thiết bị đo được đưa về PLC để điều khiển từng van.

Nên bố trí van khóa tay trước van điện từ để cô lập khi bảo trì. Nếu hai đường có khả năng thông nhau, cần sử dụng giải pháp chống chảy ngược phù hợp.

Van nên được lắp đúng chiều mũi tên trên thân, ưu tiên tư thế coil hướng lên nếu model yêu cầu. Đường ống cần có giá đỡ và không được truyền toàn bộ tải trọng hoặc rung động lên thân van.

Có cần súc rửa van sau mỗi mẻ pha không?

Việc súc rửa phụ thuộc vào tính chất dung dịch. Nếu dung dịch có khả năng kết tinh, đóng cặn, bám dính hoặc thay đổi tính chất khi khô, nên có chu trình rửa sau mỗi mẻ hoặc sau khi kết thúc sản xuất.

Nước rửa phải tương thích với vật liệu van và có đường thoát phù hợp. Không nên để dung dịch tồn đọng lâu bên trong thân van vì có thể làm lõi bị kẹt hoặc gioăng xuống cấp.

Với hệ thống thực phẩm, dược phẩm hoặc yêu cầu vệ sinh cao, cần kiểm tra thêm khả năng làm sạch, vùng tồn lưu và tiêu chuẩn của toàn bộ cụm đường ống. Van điện từ công nghiệp thông thường không tự động đáp ứng yêu cầu vi sinh.

Những trường hợp không nên dùng van điện từ thông thường

Không nên sử dụng van điện từ nước thông thường khi:

• Chưa xác định được thành phần dung dịch.
• Dung dịch ăn mòn vật liệu của van.
• Môi chất có nhiều hạt rắn.
• Dung dịch dễ kết tinh bên trong van.
• Độ nhớt vượt quá giới hạn của model.
• Nhiệt độ hoặc áp lực quá cao.
• Yêu cầu điều tiết tỷ lệ liên tục.
• Cần độ chính xác định lượng rất cao.
• Hệ thống có yêu cầu vệ sinh đặc biệt.
• Môi chất thuộc nhóm nguy hiểm nhưng van không có chứng nhận phù hợp.

Trong những trường hợp này, cần lựa chọn model chuyên dụng hoặc chuyển sang giải pháp van và thiết bị định lượng khác.

Những lỗi thường gặp khi lựa chọn van

Lỗi đầu tiên là cho rằng dung dịch loãng không gây ăn mòn. Nồng độ thấp vẫn có thể ảnh hưởng đến thân kim loại hoặc gioăng nếu tiếp xúc lâu dài.

Lỗi thứ hai là chỉ kiểm tra thân van mà bỏ qua màng và gioăng. Đây thường là các bộ phận tiếp xúc trực tiếp và dễ hư hỏng.

Lỗi thứ ba là sử dụng thời gian mở van để định lượng trong khi áp lực nguồn thay đổi. Kết quả là các mẻ pha có nồng độ không đồng đều.

Lỗi thứ tư là chọn DN quá lớn cho đường dung dịch. Van mở trong thời gian rất ngắn nhưng vẫn cấp quá lượng cần thiết.

Lỗi thứ năm là không súc rửa sau khi sử dụng dung dịch có khả năng kết tinh, khiến van bị kẹt sau thời gian ngừng máy.

Lỗi thứ sáu là không chống chảy ngược giữa đường nước và đường dung dịch, làm nhiễm chéo bồn chứa.

Lưu ý khi chạy thử hệ thống

Trước khi đưa dung dịch thật vào hệ thống, nên chạy thử bằng nước nếu quy trình và vật liệu cho phép. Cần kiểm tra chiều lắp, độ kín, tín hiệu điều khiển và khả năng dừng cấp.

Sau đó, thử với một lượng dung dịch nhỏ trong điều kiện được kiểm soát. Cần theo dõi:

• Van có mở đúng trình tự không?
• Lượng cấp có đạt yêu cầu không?
• Van có đóng kín sau khi mất điện không?
• Gioăng có dấu hiệu trương hoặc rò không?
• Dung dịch có tạo cặn trong van không?
• Coil có nóng bất thường không?
• Có xảy ra chảy ngược giữa các đường không?
• Tỷ lệ sau pha có đạt công thức không?

Nếu chất lượng mẻ pha thay đổi, cần kiểm tra lại áp lực, lưu lượng, thời gian đóng mở và thiết bị đo trước khi điều chỉnh công thức.

Kết luận

Van điện từ ODE có thể phù hợp với hệ thống pha trộn nước và dung dịch loãng nếu chọn đúng model theo thành phần hóa học, nồng độ, nhiệt độ, độ nhớt, áp lực và lưu lượng. Thân inox thường được cân nhắc khi cần chống ăn mòn tốt hơn, nhưng gioăng và các chi tiết bên trong vẫn phải tương thích với dung dịch.

Van chỉ thực hiện chức năng đóng ngắt, không tự đảm bảo tỷ lệ pha. Với hệ cần độ chính xác, nên kết hợp van với đồng hồ lưu lượng, cân bồn, cảm biến mức, bơm định lượng và PLC.

Để đối chiếu vật liệu, kích thước, điện áp và điều kiện làm việc, bạn có thể tham khảo nhóm sản phẩm van điện từ ODE trước khi lựa chọn model.

Câu hỏi thường gặp