Content Chapter 1

1 ใบความรูห้ น่วยที่ 1 วิชา นวิ แมติกสแ์ ละไฮดรอลกิ ส์ รหัสวิชา 3100-0104 (2-2-3) ช่อื หนว่ ย หลกั การทำงานเบอ้ื งต้นของระบบนิวแมติกส์ สอนครงั้ ท่ี 1 สัปดาหท์ ี่ 1 จำนวนชว่ั โมง 2 ชว่ั โมง หัวขอ้ เร่อื ง 1.1 คณุ สมบัตทิ างฟสิ ิกสข์ องอากาศ 1.2 เครื่องอดั อากาศ 1.3 ระบบลมอดั 1.4 ข้อด-ี ขอ้ เสียของระบบนิวแมติกส์ 1.5 การบำรุงรกั ษา และแกป้ ญั หาระบบลมอัด 1.6 สญั ลักษณ์อปุ กรณ์ระบบลมอดั 1.7 สรปุ จุดประสงคท์ ว่ั ไป 1.1 รู้และเขา้ ใจคณุ สมบัตทิ างฟสิ กิ ส์ของอากาศ ระบบผลติ ลมอัด และระบบสง่ จ่ายลมอดั 1.2 รูแ้ ละเข้าใจข้อดี-ขอ้ เสยี การบำรุงรกั ษา และการแกป้ ัญหาระบบลมอัด 1.3 รู้และเขา้ ใจการอ่าน และเขยี นสญั ลกั ษณอ์ ปุ กรณร์ ะบบลมอดั จดุ ประสงค์เชงิ พฤตกิ รรม 1.1 คำนวณค่าต่าง ๆ ตามกฎทางฟสิ กิ ส์ได้ 1.2 อธบิ ายหลักการทำงานของเคร่ืองอัดอากาศแบบตา่ ง ๆ ได้ 1.3 อธิบายหลักการเตรยี มลมอดั และการส่งจ่ายลมอดั ในระบบนิวแมติกสไ์ ด้ 1.4 บอกขอ้ ดี ขอ้ เสียของระบบนิวแมติกสไ์ ด้ 1.5 อธิบายวิธกี ารบำรุงรักษาการแก้ปญั หาระบบลมอดั ได้ 1.6 เขียนสญั ลกั ษณ์อุปกรณ์ระบบลมอัดได้ หลกั การทำงานเบ้ืองต้นของระบบนิวแมติกส์

2 สาระสำคัญ ระบบนิวแมติกส์ คือ ระบบที่ใช้ลมอัดเป็นตัวกลางในการส่งกำลัง จึงมีความสัมพันธ์ เกยี่ วข้องกับ แรง ความดัน อณุ หภมู ิ ความช้นื และคุณสมบตั ขิ องอากาศ หลักการเบอ้ื งต้น ระบบ นวิ แมตกิ ส์ ประกอบด้วยสว่ นสำคญั 2 ส่วน คือ ระบบผลติ ลมอดั และระบบส่งจา่ ยลมอดั ดังรปู ท่ี 1.1 ระบบ ติ มอัด กรองลมหลกั ระบบจ่าย มอัด เครื่องอดั อากาศ ท่อส่งจา่ ยลมอัด อุปกรณท์ างาน กาจดั ความชนื้ ชดุ บริการลมอัด ังเกบลม ระบายความร้อน ระบายน้า รปู ที่ 1.1 แสดงระบบนวิ แมติกส์ ที่มา: รงุ่ โรจน์ รัตนวารนิ ทร.์ (2553: 11) หลกั การทำงานเบ้ืองต้นของระบบนิวแมติกส์

3 เนื้อหาสาระ นิวแมติกส์ คือศาสตร์ที่ว่าด้วยคุณสมบัติทางฟิสิกส์ของลม หรืออากาศ ระบบนิวแมติกส์ กคือระบบการทำงานที่เกี่ยวกับระบบลมอัด เป็นระบบที่มีความสัมพันธ์กันอยู่ระหว่าง ความดัน อณุ หภมู ิ แรง ความชื้น และกฎของก๊าซ 1.1 คณุ สมบัติทางฟิสิกสข์ องอากาศ ก่อนที่จะศึกษาระบบนิวแมติกส์ ต้องทำความเข้าใจเกี่ยวกับพื้นฐาน หรือคุณสมบัติ ทางฟสิ ิกสข์ องอากาศ ดงั ลำดับต่อไปน้ี 1.1.1 ความดัน (Pressure) หมาย งึ แรงตอ่ หนึง่ หน่วยพ้ืนทที่ กี่ ระทำ ณ จดุ ใด ๆ แรงในท่ีน้ี อาจเป็นน้ำหนักของของเหลว หรือก๊าซท่ีกดทบั อยู่บนพนื้ ที่ ณ จดุ นนั้ ๆ (1) ความดันบรรยากาศ (Atmospheric pressure : Pat) หมาย ึง น้ำหนักของ อากาศทัง้ หมดทีก่ ระทำต่อหนงึ่ หนว่ ยพนื้ ท่ี อัตราระหวา่ งนำ้ หนักของบรรยากาศตอ่ หน่ึงหนว่ ยพ้ืนท่ี บนผิวโลกวัดที่ระดับน้ำทะเล 1 at = 101325 Pa = 101.325 kPa = 1.01325 bar = 1.03323 kgf/cm2 = 760 mmHg= 760 torr = 29.92 inHg = 14.7 psi ดังรปู ท่ี 1.2 29.92 in 30 สุญญากาศ ปรอท (Hg) 20 10 1.01325 bar 760 mmHg 0 1 atm = 1.033 kgf/cm2 รูปท่ี 1.2 แสดงความดนั บรรยากาศ (2) ความดันสัมบูรณ์ (Absolute pressure: Pabs) คือ ความดันจริงซึ่งอาจจะมากกว่า หรือน้อยกว่าความดันบรรยากาศ ขึ้นอยู่กับความดันที่เกจวัดได้ การบอกค่าความดันจะกำหนด ความดนั ทศ่ี นู ยส์ ัมบูรณเ์ ป็นบรรทัดฐาน ความดนั สัมบรู ณ์ = ความดันบรรยากาศ + ความดันเกจ (3) ความดันเกจ (Gauge pressure: Pg) คอื ความดันที่สูงกวา่ ความดนั บรรยากาศ เรียก ความดันเหนอื บรรยากาศ (เกจวดั มีค่าเป็นบวก) หลกั การทำงานเบ้ืองต้นของระบบนิวแมติกส์

4 (4) ความดนั สุญญากาศ (Vacuum pressure: Pvac) คือ ความดันท่ีต่ำกว่าความดัน บรรยากาศ (เกจวดั มีค่าเป็นลบ) แต่มากกว่าความดนั ศนู ย์สมั บูรณ์ (5) ความดันศูนย์สัมบูรณ์ (Absolute zero pressure; Pabsz) คือ ความดันที่มีคา่ เปน็ ศูนย์จริง ไมม่ คี วามดนั อยู่เลย อื วา่ เป็นความดนั สัมบรู ณ์ตำ่ สุด ระดับความดนั คา่ ตา่ ง ๆ ดังรูปท่ี 1.3 Pabs Pabs = Patm + Ppsig Ppsig Patm Patm Pabsz 0 psia รูปที่ 1.3 แสดงระดับความดนั (6) หน่วยวัดความดนั ในทางเทคนคิ โดยทั่วไป คอื กิโลปอนดต์ อ่ ตารางเซนติเมตร (kp/cm2) หรือวัดเปน็ บรรยากาศทางเทคนคิ (at) 1 at = 1 kp/cm2 ดังตารางท่ี 1.1 ตารางท่ี 1.1 ตารางเปรยี บเทียบหนว่ ยวัดความดัน unit Pa bar kgf/cm2 atm mmH2O mmHg psi Pa 1 1x10-5 1.01972x10-5 9.86923x10-6 1.01972x10-1 7.50062x10-3 1.45038x10-4 bar 1x105 1 1.01972 9.86923x10-1 1.01972x10-4 7.50062x10-2 1.45038x10 Kgf/cm2 9.80665x104 9.80665x10-1 1 9.67841x10-1 1x104 7.35559x102 1.42234x10 atm 1.01325x105 1.01325 1.03323 1 1.03323x104 7.60x102 1.46960x10 mmH2O 9.80665 9.80665x10-5 1x10-4 9.67841x10-5 1 7.35559x10-2 1.42234x10-3 mmHg 1.33322x102 1.33322x10-3 1.35951x10-3 1.31579x10-3 1.35951x10 1 1.93368x10-2 psi 6.89473x103 6.89473x10-2 7.03065x10-2 6.80457x10-2 7.03067x102 5.17147x10 1 ท่ีมา: (ณรงค์ ตันชีวะวงศ์. 2554: 9) หลักการทำงานเบ้ืองต้นของระบบนิวแมติกส์

5 1.1.2 อณุ หภูมิ (Temperature: T) หมาย งึ คุณสมบัตทิ แี่ สดง งึ ความร้อนของสารตวั กลาง ที่สภาวะต่าง ๆ อุณหภูมิสูงขึน้ ทำให้อากาศขยายตัว อุณหภูมิลดลงทำให้อากาศหดตัว เปรียบเทยี บ อุณหภูมิ ดงั รปู ที่ 1.4 K = 0 °C + 273 K คือ เคลวนิ (Kelvin) °C คอื องศาเซลเซยี ส (Degree celsius) เซลเซียส เคลวนิ 100 °C 373.15 K 0 °C 273.15 K -273.15 °C 0K รปู ที่ 1.4 แสดงการเปรยี บเทียบหน่วยวดั อุณหภูมิ 1.1.3 แรง (Force: F) คือ สิ่งที่กระทำต่อวตั ุในรูปของการพยายามดึง หรือดันใหว้ ัต นุ ั้น เคลอื่ นที่ F = m×a F คือ แรงมหี น่วยเป็นนิวตนั (N) หรอื กิโลกรมั เมตรตอ่ วนิ าที (kgm/s2) m คอื มวล (kg) a คือ ความเรง่ (m/s2) F = 1 N = 0.102 kP = 1 kgm/s2 ในการคานวณ 1 kP = 10 N 1.1.4 ความชื้น (Humidity) คือ สภาวะอากาศที่มีไอน้ำกลัน่ ตวั เป็นหยดนำ้ ได้ การกลั่นตวั ขึน้ อยกู่ บั ความชนื้ สัมพทั ธ์ อณุ หภูมิ และสภาวะอากาศ (1) ความชนื้ สมั บูรณ์ (Absolute humidity) คอื ปริมาณไอน้ำทมี่ อี ยูใ่ นอากาศจรงิ มีหน่วยเป็นมวลของไอนำ้ ตอ่ ปรมิ าตรอากาศ (g/m3) (2) ปริมาณความอิ่มตัวของไอน้ำ (Saturation quantity) คือจำนวนไอน้ำ ทอี่ ากาศสามาร รับไวไ้ ด้จน ึงจุดอม่ิ ตวั (g/m3) หลกั การทำงานเบ้ืองต้นของระบบนิวแมติกส์

6 (3) ความชื้นสัมพัทธ์ (Relative humidity หรือ RH) คือ อัตราส่วนของปริมาณ ไอนำ้ ที่มอี ยู่จริงในอากาศตอ่ ปรมิ าณไอน้ำท่ีจะทำใหอ้ ากาศอมิ่ ตัว ณ อณุ หภูมเิ ดยี วกนั มีหนว่ ยเป็น (%) ความชนื้ สัมพทั ธ์ 100% หมาย งึ ความชนื้ ท่มี ีไอนำ้ อย่เู ตมอากาศ เรียกวา่ อากาศอมิ่ ตวั ความช้ืนสมั พทั ธ์ = ปรมิ าณไอนำ้ ในอากาศ x 100 ปรมิ าณอม่ิ ตัวของไอนำ้ ความสัมพันธ์ระหว่างความชืน้ ของอากาศกับปริมาณนำ้ ในลมอดั (1) ปริมาณไอน้ำหรือไอน้ำอิ่มตัวที่ปะปนอยู่ในอากาศนั้น จะมากหรือน้อย ข้ึนอยกู่ ับสภาวะของอากาศ เช่น อุณหภูมิ และความดันดนั ของอากาศอัด ดังตารางที่ 1.2 ตารางที่ 1.2 แสดงปริมาณไอน้ำอมิ่ ตัวในอากาศ (g/m3) ของลมอัดทอี่ ณุ หภูมแิ ละแรงดนั ตา่ ง ๆ อณุ หภมู ิ ความดนั ลมอัด, ความดนั เกจ (bar) อากาศ 1 bar = 105 Pa = 1.013 N/m3 (˚C) 0 0.4 0.63 1.0 1.6 2.5 4.0 6.3 7.0 8.0 10.0 12.5 16.0 20.0 0 4.85 3.45 2.97 2.42 1.87 1.39 0.97 0.67 0.62 0.54 0.44 0.36 0.29 0.23 5 6.79 4.93 4.24 3.46 2.68 1.99 1.39 0.95 0.89 0.77 0.63 0.52 0.41 0.33 10 9.40 6.74 5.80 4.73 3.66 2.72 1.90 1.30 1.22 1.06 0.87 0.70 0.56 0.45 15 12.8 9.08 7.83 6.39 4.94 3.67 2.56 1.76 1.66 1.43 1.17 0.95 0.76 0.61 20 17.3 12.5 10.7 8.75 6.77 5.02 3.51 2.41 2.26 1.95 1.60 1.30 1.04 0.84 25 23.0 16.9 14.6 11.9 9.18 6.82 4.77 3.27 3.03 2.65 2.17 1.77 1.40 1.14 30 30.3 21.8 18.8 15.3 11.9 8.81 6.16 4.22 3.99 3.43 2.81 2.29 1.81 1.47 35 39.6 27.9 24.0 19.6 15.2 11.3 7.87 5.40 5.10 4.38 3.59 2.92 2.32 1.88 40 51.5 35.5 30.6 24.9 19.3 14.3 10.0 6.87 6.16 5.57 4.55 3.72 2.95 2.39 45 65.3 45.5 39.2 31.9 24.7 18.3 12.8 8.79 8.28 7.13 5.84 4.76 3.77 3.06 50 65.3 45.5 39.2 31.9 24.7 18.3 12.8 8.79 8.28 7.13 5.84 4.76 3.77 3.06 ทม่ี า: (อาจหาญ ณ นรงค.์ 2541: www.thailandindustry.com) หลกั การทำงานเบ้ืองต้นของระบบนิวแมติกส์

7 ตวั อยา่ งที่ 1.1 ลมอัดปริมาตร 1 m3 ทค่ี วามดันบรรยากาศ อุณหภูมิ 20 ˚C เม่อื คอมเพรสเซอร์ อัดอากาศเป็นลมอัดที่ความดัน 6.3 bar อุณหภูมิ 50 ˚C จงหาค่าปริมาณไอน้ำอิ่มตัวอยู่ในอากาศ ปรมิ าณไอน้ำอม่ิ ตวั ในลมอดั และปรมิ าณไอน้ำกล่ันตวั กลายเป็นนำ้ ออกมาเทา่ ไร วธิ ที ำ ที่อณุ หภมู ิ 20 ˚C ปริมาณไอน้ำอม่ิ ตัวปนอยใู นอากาศ = 17.3 g/m3 ที่ความดัน 6.3 bar อณุ หภมู ิ 50 ˚C ปริมาณไอน้ำอิ่มตัวในลมอดั = 11.2 g/m3 ปริมาณไอนำ้ ทก่ี ล่นั ตวั เปน็ น้ำออกจากลมอัด = 17.3 - 11.2 = 6.1 g/m3 (2) ข้ันตอนการหาปรมิ าณนำ้ ที่กลน่ั ตวั ในลมอดั 1) อุณหภูมิและความชื้นของอากาศที่ไหลเข้าสู่เครื่องอัดอากาศ เนื่องจาก ความชื้นและอุณหภูมิของอากาศสูง จะมีปริมาณไอน้ำอิ่มตัวมาก หรือปริมาณไอน้ำปนอยู่ใน อากาศมาก 2) อุณหภูมิของอากาศที่ผ่านชุดระบายความร้อน (After cooler) เนื่องจาก อุณหภูมทิ ผี่ า่ นชดุ ระบายความร้อนยิง่ ต่ำ ปรมิ าณนำ้ ท่กี ลน่ั ตวั ออกมาจะย่งิ มาก 3) อัตราการไหลของอากาศที่ไหลเขา้ สูเ่ ครอ่ื งอัดอากาศ ปรมิ าณไอนำ้ ที่ปะปน มมี าก หรือน้อยขึน้ อยกู่ ับปรมิ าณอากาศ ดงั นน้ั ปริมาณอากาศมากปริมาณนำ้ ท่กี ลน่ั ตัวกมากเช่นกนั ปริมาณไอน้ำสูงสุดที่อากาศจะรับไว้ได้ ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของอากาศ า้ อากาศมอี ณุ หภูมสิ งู จำนวนไอนำ้ ทีอ่ ากาศสามาร อมุ้ ไวไ้ ดก้ จะยิง่ สูงตามไปดว้ ย ดังตารางที่ 1.3 หลกั การทำงานเบ้ืองต้นของระบบนิวแมติกส์

8 ตารางท่ี 1.3 แสดงปรมิ าตรการกลนั่ ตัวของไอน้ำ (g/m3) ทค่ี วามช้ืนสมั พทั ธ์ 100 % อณุ หภมู ิ ทุก ๆ อุณหภมู ิ ทุก ๆ 1 ˚C 10 ˚C 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 90 420.1 433.6 448.5 464.3 480.8 496.6 614.3 532.0 550.3 569.7 80 290.8 301.7 313.3 325.3 337.2 349.9 362.5 375.9 389.7 404.9 70 197.0 204.9 213.4 222.1 231.1 240.2 249.6 259.4 269.7 280.0 60 129.8 135.6 141.5 147.6 153.9 160.5 167.3 174.2 181.6 189.0 50 82.9 86.9 90.9 95.2 99.6 104.2 108.9 114.0 119.1 124.4 40 51.0 53.6 56.4 59.2 62.2 65.3 68.5 71.8 75.3 78.9 30 30.3 32.0 33.8 35.6 37.5 39.5 41.6 43.8 46.1 48.5 20 17.3 18.3 19.4 20.6 21.8 23.0 24.3 25.7 27.2 28.7 10 9.40 10.0 10.6 11.3 12.1 12.8 13.6 14.5 15.4 16.3 0 4.85 5.19 5.56 5.95 6.35 6.80 7.26 7.75 8.27 8.82 ทมี่ า: (สริ วิ ฒั น์ ไวยนิตย์. 2557: www.9engineer.com) ตวั อยา่ งที่ 1.2 อากาศทอ่ี ณุ หภูมิ 30 ˚C ความช้ืนสมั พทั ธ์ 60% ไหลเขา้ สู่เคร่ืองอัดอากาศ กู อดั เปน็ ลมอดั ทคี่ วามดัน 7 bar ลดอณุ ภมู ิที่เครือ่ งระบายความร้อน 25 ˚C จงหาปริมาณน้ำที่กล่ันตวั วธิ ีทำ ใช้ตารางท่ี 1.2 และ1.3 อากาศทอี่ ุณหภูมิ 30 ˚C ทีค่ วามชื้นสมั พทั ธ์ 100% มปี รมิ าณไอน้ำ 30.3 g/m3 อากาศทีอ่ ณุ หภมู ิ 30 ˚C ที่ความช้ืนสมั พัทธ์ 60% มีปรมิ าณไอนำ้ = 30.3 g/m3 × 60 % 100 % = 18.8 g/m3 ลมอัดที่ความดัน 7 bar ที่อุณหภูมิ 20˚C มีปริมาณไอน้ำปนอยู่จน ึงจุดอิ่มตัว 2.21 g/m3 ปริมาณน้ำที่กลนั่ ตวั ออกจากลมอัดเพื่อระบายท้ิง = 18.8 g/m3 - 2.21 g/m3 = 15.97 g/m3 ใชต้ าราง 1.3 และการคำนวณ หลกั การทำงานเบ้ืองต้นของระบบนิวแมติกส์

9 ลมอัดท่ีความดัน 7 bar ที่อณุ หภมู ิ 20˚C มีปริมาณไอน้ำปนอยจู่ น ึงจุดอม่ิ ตัว 17.3 g/m3 = 17.3 g/m3 × 1.033 kgf/cm2 7 + 1.033 kgf/cm2 = 2.22 g/m3 1.1.5 กฎของก๊าซ (Gas law) กฎของก๊าซ คือความสัมพันธ์ของความดัน ปริมาตร และอณุ หภมู ิ ดงั น้ี (1) กฎของบอยล์ (Boyle's law) ขณะทอ่ี ุณหภูมิคงท่ี ปริมาตรกา๊ ซจะเปลย่ี นแปลง เป็นอัตราสว่ นผกผันกับความดันก๊าซ ดงั รปู ท่ี 1.5 P1V1 = P2V2 = k P1 = คา่ ความดนั สมั บรู ณเ์ ริ่มตน้ (N/m2) P2 = คา่ ความดนั สัมบรู ณส์ ดุ ท้าย (N/m2) V1 = ปริมาตรเรมิ่ ต้น (m3) V2 = คา่ ปรมิ าตรสดุ ทา้ ย (m3) k = ค่าคงท่ี ปรมิ าตร 6 ความดัน ปรมิ าตร 6 ความดนั 5 5 อณุ หภมู ิ 4 1.0 1.5 อณุ หภมู ิ 4 1.0 1.5 0.5 2.0 0.5 2.0 200 300 3 0 2.5 200 300 3 0 2.5 100 400 2 100 400 2 0 500 0 500 1 1 รูปท่ี 1.5 แสดงปริมาตรและความดันตามกฎของบอยล์ ทม่ี า: The editors of encyclopædia britannica. (2558). www.britannica.com (2) กฎของชาร์ล (Charles's law) เมื่ออากาศจำนวนหนึ่งมีปริมาตร V1 และอุณหภูมิ T1 กู ทำใหร้ ้อน หรือ กู ทำให้เยนเป็นอณุ หภูมิ T2 ภายใตค้ วามดันคงท่ี จะได้ปริมาตรอากาศใหม่ คอื V2 ความสมั พันธด์ งั นี้ V1 = V2 = V2 = k T1 T2 T2 หลกั การทำงานเบ้ืองต้นของระบบนิวแมติกส์

10 V1 = ค่าปรมิ าตรเริ่มต้น (m3) V2 = ค่าปริมาตรสุดท้าย (m3) T1 = อณุ หภมู เิ รมิ ตน้ (K) T2 = คา่ อณุ หภมู ิสดุ ท้าย (K) K = คา่ คงท่ี หมายความว่า ณ ค่าความดันอากาศคงท่ีค่าหนึ่ง ปริมาตรของอากาศจำนวนหน่ึง จะแปรผันเป็นสัดสว่ นกบั อณุ หภมู ิสัมบรู ณ์ของอากาศ คือการเปลีย่ นปลงของอณุ หภมู ิทำใหป้ รมิ าตร ของอากาศเปลี่ยนแปลงไปด้วย ดงั รูปท่ี 1.6 ปรมิ าตร (V1) ปริมาตร (V2) อณุ หภูมิ (T1) อณุ หภูมิ (T2) รูปท่ี 1.6 แสดงปรมิ าตรและอณุ หภูมิตามกฎของชารล์ ท่มี า: Venngage. (2556). www.infograph.venngage.com (3) กฎของเกย์-ลูสแซก (Gay-Lusac’s law) ได้ทดลองหาความสัมพันธ์ระหว่าง ความดันกบั อุณหภูมิของแก๊ส เมอ่ื ปริมาตรคงท่ี พบวา่ ความดันแปรผนั ตรงกบั อุณหภูมิ า้ ความดนั และอุณหภูมิของก๊าซเปลี่ยนแปลงจาก P1 และT1 ไปเป็น P2 และT2 ตามลำดับ จากกฎของ เกย์-ลูสแซก จะได้ P ∝T P1 P2 P3 T1 = T2 = T3 = k เมื่อรวมกฎของบอยล ชาร์ล และเกยลุสแซก เขาดวยกนั จะไดความสัมพันธ ระหวาง ความดัน ปรมิ าตร และอณุ หภูมิของกาซ เมือ่ มวลของกาซมีคาคงท่ี ดังนี้ PV ∝ T P3V3 P1V1 P2V2 T3 T1 = T2 = = k หลกั การทำงานเบ้ืองต้นของระบบนิวแมติกส์

11 12 1.0 1.5 TP11 < TP22 1.0 1.5 < 0.5 2.0 0.5 2.0 0 2.5 0 2.5 V คงที่ รปู ท่ี 1.7 แสดงความดนั และอณุ หภมู ิตามกฎของเกย์-ลูสแซก ทม่ี า: Chem.libretexts. (2557). www. chem.libretexts.org. ตวั อย่างท่ี 1.2 อากาศ 1.2 m3 อณุ หภูมิ T1 = 293 K ูกความรอ้ นจนมีอณุ หภมู ิ T2 = 353 K จะมปี ริมาตรเพิ่มข้นึ เทา่ ไร วธิ ีทำ V2 = V1 + V1 (T1 - T0) = 273 1.2 m3 1.2 m2 + 273 K (353 K - 293 K) = 1.46 m3 ตวั อยา่ งท่ี 1.3 งั เกบลมมีปริมาตรภายใน ัง 2 m3 เกบลมอัดความดนั 6 bar อณุ หภูมิ 298 K ังเกบลมใบนเ้ี กบปรมิ าตรอากาศสภาวะปกตไิ วเ้ ท่าไร วธิ ที ำ ขน้ั ท่ี 1 กฎของบอยล์ V1 = P2 × V2 = P1 6 bar × 2 m3 1 bar = 12 m3 หลกั การทำงานเบ้ืองต้นของระบบนิวแมติกส์

12 ขนั้ ท่ี 2 กฎของเกย์-ลสู แซก V0 = 11V132.m+9 m32V731+312(2T71m3-K3T0(2)98 = K - 273 K) = 1.1.6 หน่วยวัดปริมาณทางฟิสิกส์ ระบบ SI การใช้หน่วยวัดในปริมาณทางฟิสิกส์ มีการ กำหนดหน่วยวัดมาตรฐานสากลขึ้นมาใช้ เรียกว่า ระบบหน่วย SI (System international of units) หน่วยวดั และการเปรยี บเทียบหน่วยวดั ท่ีใชใ้ นระบบนิวแมตกิ ส์ ดังตารางท่ี 1.4 ตารางที่ 1.4 ตารางเปรียบเทียบหน่วยวดั ทางฟิสิกส์ ปรมิ าณ สัญลกั ษณ์ หน่วย การเปรยี บเทยี บหนว่ ย พืน้ ทห่ี น้าตดั A m2 1 m2 = 10,000 cm2 อณุ หภูมิ T ความดนั P K 0˚c = 273 K Pa 1 at = 1.033 kgf/cm2 1 at = kp/cm2 = 1 bar 1 bar = 1 kp/cm2 1 Pa = 1 N/m2 = 10-5 bar 105 Pa = 105 N/m2 = 1 bar แรง F N 1 N = 0.102 kp = 1 kgm/s2 1 kp = 9.81 N ปรมิ าตร V m3 1 m3 = 1,000 l 1 l = 1,000 cm3 อตั ราการไหล m m3/s 1 l/min = 1.667x10-5 m3/s = 0.06 m3/hr 1 m3/s = 60,000 l/min ท่ีมา: (รงุ่ โรจน์ รัตนวารนิ ทร.์ 2553: 13) หลักการทำงานเบ้ืองต้นของระบบนิวแมติกส์

13 1.2 เครือ่ งอดั อากาศ (Air compressor) เคร่อื งอัดอากาศ ทำหนา้ ที่เปน็ แหลง่ ผลิตพลงั งาน นน่ั คือมหี นา้ ที่ดูดอากาศเข้ามาทางทอ่ ทางดูด แล้วอัดอากาศให้มีความดันสูงขึ้น (มากกว่า 1 kgf/cm2) จากนั้นจะนำเอาอากาศอัดที่ ูกอัดตัวจนมี ความดนั สงู ข้นึ นีไ้ ปใช้งาน แบง่ ตามลักษณะการเคลอื่ นที่ของลูกสูบ ออกเปน็ 2 ชนดิ ใหญ่ ๆ คือ ชนิด เคลือ่ นที่ตามแนวเส้นตรง และชนดิ เคลื่อนที่ตามแนวเส้นรอบวง 1.2.1 ชนดิ เคลื่อนทีต่ ามแนวเสน้ ตรง (Reciprocating) (1) เครือ่ งอัดอากาศแบบลกู สบู (Piston air compressor) เป็นเคร่อื งอัดอากาศทมี่ ี ขนาดเลก ส่วนใหญใ่ ชแ้ หล่งต้นกำลงั จากมอเตอร์ หรือเครอ่ื งยนตข์ นาดเลก โดยมีสายพาน ่ายทอด กำลังงานไปสู่เครื่องอัด เพื่อให้ลูกสูบเคลื่อนที่อัดอากาศใหม้ ปี ริมาตรเลกลง และความดันของอากาศ สูงข้ึน แบง่ ออกเปน็ 2 ชนดิ คอื 1) ชนิดลูกสูบอัดชั้นเดียว (Piston single stage) เครื่องอัดอากาศขนาดเลก แบบลูกสูบอัดชั้นเดียว ระบายความร้อนด้วยอากาศ สามาร อัดอากาศได้ ึงความดัน 10 bar อัตราส่งลมสงู ึง 30,000 m3/h การทำงาน ขณะลูกสบู เคล่ือนท่ลี งจะดูดอากาศจากภายนอกเข้ามาทางล้ิน ดดู และขณะลูกสบู เคล่อื นท่ีขึ้น จะอัดอากาศให้มคี วามดนั สงู ข้นึ เนื่องจากปรมิ าตรน้อยลง เป็นผล ให้ในลิ้นปดิ ปล่อยใหอ้ ากาศซึง่ มีความดันสูงออกสภู่ ายนอก ส่วนล้ินดดู จะ ูกปดิ ดงั รูปท่ี 1.8 อากาศเข้า อากาศออก ทิศทางการหมนุ รูปที่ 1.8 แสดงลักษณะและการทำงานของลกู สบู อดั ชัน้ เดยี ว ท่มี า: Vivek Bhardwaj. (2557). www.aermech.com หลกั การทำงานเบ้ืองต้นของระบบนิวแมติกส์

14 2) ชนดิ ลูกสูบอดั สองชน้ั (Piston two stage) เป็นระบบอัดอากาศสองจงั หวะ ระบายความร้อนดว้ ยอากาศ สามาร อัดอากาศได้ ึง 70 bar อัตราสง่ ลมสงู งึ 30,000 m3/h การทำงาน จังหวะที่หนึ่ง ลูกสูบที่หนึ่งจะดูดอากาศจากภายนอกเข้ามา ภายในหอ้ ง ส่วนลูกสบู ที่สองรบั อากาศจากลกู สูบท่ีหน่งึ อัดอากาศทำใหค้ วามดันสงู ข้ึน และไหลออกไป ภายนอก จังหวะที่สองลูกสูบท่ีหนึ่งจะเริ่มอัดอากาศ และไหลออกไปตามท่อผ่านอุปกรณ์ระบาย ความร้อน เพื่อลดอุณหภูมิก่อนไหลเข้าลูกสูบท่ีสอง ลกู สูบที่สองเริ่มดูดอากาศเขา้ มาภายในห้อง ลูกสบู ทำการอัดอากาศในจังหวะต่อไป และการทำงานจะสลับกันไปมา ดงั รูปท่ี 1.9 ท่อระบายความรอ้ น อากาศเขา้ อากาศออก ลูกสบู ที่ 1 ลูกสูบที่ 2 ทิศทางการหมนุ ของเพลา รูปท่ี 1.9 แสดงลักษณะและการทำงานของลูกสบู อดั สองชั้น ทีม่ า: รุง่ โรจน์ รัตนวารนิ ทร.์ (2553: 38) (2) เครื่องอัดอากาศแบบไดอะแฟรม (Diaphragm air compressor) เป็นชนิด ลูกสูบ ภายในห้องดูดอากาศ ูกปิดกั้นด้วยแผ่นไดอะแฟรม อากาศจึงปราศจากน้ำมันหล่อล่ืน อากาศที่ กู อดั สะอาด เหมาะสำหรับอตุ สาหกรรมเคมี ยา และอาหาร การทำงาน เมื่อลูกสบู เคลือ่ นที่ลง แผ่นไดอะแฟรมจะดดู อากาศจากภายนอก ผา่ นวาลว์ ไอดเี ข้ามาในห้องเกบลม เมอื่ ลูกสบู เคลอ่ื นที่ขน้ึ แผน่ ไดอะแฟรมจะอดั อากาศภายในห้อง เกบลมใหม้ ีความดันสงู ขึน้ และไหลออกไปภายนอกทางวาล์วไอเสีย ดังรปู ที่ 1.10 หลกั การทำงานเบ้ืองต้นของระบบนิวแมติกส์

15 อากาศเขา้ อากาศออก แผ่นไดอะเฟรม ทิศทางการหมุน รูปท่ี 1.10 แสดงการทำงานเคร่ืองอดั อากาศแบบไดอะแฟรม ที่มา: The laboratory people. (2558). www.camblab.info.com 1.2.2 เคร่ืองอดั อากาศแบบโรตารี (Rotary air compressors) (1) เครอ่ื งอดั อากาศแบบใบพัดเลอ่ื น (Sliding vane air compressors) คณุ สมบตั ิ เครื่องอัดอากาศแบบใบพดั เลือ่ น จะหมนุ เรียบสมำ่ เสมอ การอัดอากาศเป็นไปอย่างคงท่ี เสียงไม่ดัง ความสามาร ในการผลิตลมอัด สามาร ทำได้ 4-100 m3/min ความดนั ท่ีทำได้ 4-10 bar หลักการทำงาน ตัวใบพัดเลื่อนจะติดกับชุดตัวหมุน (Rotor) ซึ่งวางเย้ืองศูนย์ กับตัวเรือน เมื่อชุดแกนหมุนทำงานตัวใบพัดจะ ูกแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง สลัดออกมาติดกับผนัง ตวั เรอื น อากาศจะ ูกดดู เข้าทางด้านซา้ ย สง่ ออกไปทางดา้ นขวา ดังรปู ท่ี 1.11 ทศิ ทางการหมุน อากาศเขา้ อากาศออก รูปที่ 1.11 แสดงลกั ษณะและการทำงานของเคร่ืองอัดอากาศแบบใบพัดเลื่อน ทม่ี า: รุ่งโรจน์ รตั นวารินทร.์ (2553: 24) หลกั การทำงานเบ้ืองต้นของระบบนิวแมติกส์

16 (2) เครอื่ งอดั อากาศแบบสกรู (Screw air compressors) จะมีเพลาสกรสู องเพลา ที่หมุนขบกัน เรียกว่า เพลาตัวผู้และเพลาตัวเมีย โดยเพลาสกรูทั้งสองจะประกอบอยูใ่ นตัวเรอื น เดียวกันโดยหมนุ ด้วยความเรวรอบเกอื บเท่ากนั เพลาตัวผ้หู มุนเรวกวา่ เพลาตัวเมยี เพยี งเลกน้อย การทำงานโดยให้เพลาสกรสู องตวั หมุนเข้าหากนั ดดู -อดั อากาศผา่ นเกลยี วสกรู ใช้เเบริ่งชว่ ยลดเเรงเสียดทาน และรองรับนำ้ หนักรับเพลาให้เที่ยงตรง ทั้งแนวรัศมี และแนวแกน ปอ้ งกนั ไมใ่ หส้ กรสู องตัวสมั ผัสกนั การระบายความรอ้ นขณะทำงาน มใี ชท้ ัง้ อากาศ น้ำ และน้ำมนั สกรูทม่ี ีฟันเวา้ ทศิ ทางการหมนุ แกนหมุน ทศิ ทางการหมุน อากาศออก อากาศเขา้ รูปท่ี 1.12 แสดงลกั ษณะการทำงานของเครอื่ งอัดอากาศแบบสกรู ทมี่ า: รุ่งโรจน์ รัตนวารินทร.์ (2553: 24) (3) เคร่อื งอัดอากาศแบบใบพดั หมนุ (Root air compressor) เครื่องอัดอากาศชนิดนี้จะมีอุปกรณ์ในการอัดอากาศเป็นลอน (Lobe) 2 ชิ้น หมุนด้วยความเรวรอบท่ีสัมพันธ์กันเพื่ออัด และส่งอากาศไปยังระบบตอ่ ไป อากาศที่อัดไดใ้ นระบบน้ี จะมคี วามดนั ตำ่ มาก การทำงาน เมื่อโรเตอร์ทั้งสองหมุน อากาศจะ ูกดูดจากด้านหนึ่งไปอีกด้าน หนึง่ โดยไม่มีการเปลีย่ นแปลงปริมาตร ทำใหอ้ ากาศไม่ ูกอดั ตัว ดังรปู ท่ี 1.13 แตอ่ ากาศ ูกอัดตัว ขณะส่งไป ังเกบลม ดงั นนั้ ต้องมีการระบายความร้อน และอณุ หภมู ทิ ีด่ ี ไมม่ ีล้นิ ไม่ต้องการการหล่อลื่น ขณะทำงาน ปริมาตรลมออกจะเท่ากับลมเขา้ หลกั การทำงานเบ้ืองต้นของระบบนิวแมติกส์

17 อากาศเข้า อากาศออก รปู ท่ี 1.13 แสดงลกั ษณะและการทำงานของเครอ่ื งอดั อากาศแบบใบพัดหมุน ทมี่ า: Pdblowers, Inc. (2558). www.pdblowers.com (4) เครื่องอัดอากาศแบบกังหัน (Radial and axial flow compressor) จะอัด อากาศโดยหลักการของกังหันใบพัด เหมาะกับงานที่ต้องการอัตราไหลของลมอัดสูง คือ สามาร ผลติ อตั ราการจา่ ยลมได้ตงั้ แต่ 170-2000 m3/min แตค่ วามดันไมส่ ูง 4-10 bar การทำงาน ใบพัดกงั หันดดู อากาศเข้ามาจากด้านหนึ่งไปสู่อีกด้านหน่ึง โรเตอร์ หมนุ ด้วยความเรวสงู ลกั ษณะของใบพัดเป็นสว่ นที่สำคญั สำหรบั อตั ราการจ่ายลมทม่ี าก ดงั รูปที่ 1.14 ทางลมเขา้ ทางลมออก รูปท่ี 1.14 แสดงลกั ษณะและการทำงานของเครือ่ งอดั อากาศแบบกังหัน ท่ีมา: บรษิ ทั กจิ ก้าวหนา้ เทรดด้ิง จำกัด. (2558). www.kijkaona.tarad.com 1.3 ระบบ มอัด ลมอัด คือ อากาศที่ ูกเกบไว้ในแหล่งที่มีความดันสูงกว่าความดันบรรยากาศ โดยอากาศ จะ กู บบี หรอื อัด ด้วยเครื่องอดั อากาศ และเกบไว้ใน ังพกั เพ่อื นำไปใชเ้ ปน็ แหล่งกำลังงาน 1.3.1 ังเกบลม (Air receiver tank) มีหน้าที่เกบปริมาณลมอัดให้เพียงพอกับปริมาณ การใชง้ าน และจา่ ยลมอัดไปใชง้ านด้วยความดนั สมำ่ เสมอ ตลอดจนแยกไอนำ้ ที่มากับลมอัดใหก้ ลัน่ ตัว เปน็ หยดนำ้ โดยแยกใหอ้ ยดู่ ้านลา่ งของ ัง เม่อื มคี วามดนั สงู เกดิ ขน้ึ ภายใน งั เกบลมจะต้องมกี ารระบาย ออกสูบ่ รรยากาศด้วยวาล์วจำกัดความดนั (Pressure relief valve) ทีต่ ิดตง้ั ไว้บน งั เกบลม โดยทั่วไป ขนาดของ ังเกบลมขึ้นอยู่กบั ขนาดของเคร่ืองอัดอากาศ และปริมาณลมที่ใช้ ังเกบลม แบ่งออกเปน็ หลกั การทำงานเบ้ืองต้นของระบบนิวแมติกส์

18 2 ชนิด คือ แบบตั้ง ใช้กับเครื่องอดั อากาศขนาดใหญ่ ดังรปู ที่ 1.15 (ก) และแบบนอน ใช้กับเครอ่ื งอัด อากาศขนาดเลก ดังรูปที่ 1.15 (ข) งั เกบลมต้องมีความสัมพนั ธก์ ับเครือ่ งผลิตลมอัด ทีเ่ กดิ จากการอดั ตัวให้มอี ุณหภูมิตำ่ ปริมาณไอน้ำท่ีปะปนมากับลมอดั จะกลน่ั ตวั เปน็ หยดนำ้ อุปกรณท์ จ่ี ำเป็นตอ้ งตดิ ตง้ั กับ ังเกบลม ดังน้ี (1) วาล์วนิรภยั (Safety valve) เพอ่ื ระบายความดนั ท่สี ูงกวา่ กำหนดออกสบู่ รรยากาศ (2) เกจวดั แรงดนั (Pressure gauge) สำหรบั วัดคา่ แรงดัน (3) ตัวระบายน้ำอัตโนมัติ (Auto drain) เพอ่ื ระบายน้ำทเ่ี กิดจากการกลน่ั ตวั ของไอนำ้ วาล์วนริ ภัย เกจวดั อุณหภมู ิ ทอ่ ทางออก เกจวดั ความดนั วาล์วนิรภยั ทอ่ ทางออก ทอ่ ทางเข้า วาล์วปิด-เปิด ทอ่ ทางเข้า เกจวัดความดัน ระบายนา้ ระบายน้า ชอ่ งทาความสะอาด (ก) ังเกบลมแนวตั้ง (ข) งั เกบลมแนวนอน รปู ที่ 1.15 แสดง งั เกบลมและอปุ กรณต์ ิดตัง้ ทมี่ า: เดชฤทธ์ิ มณีธรรม. (2548: 33) 1.3.2 การเตรียมลมอัด คือ การนำลมอดั ไปใช้งาน ต้องมีชุดต้นกำลงั ผลิตลมอัดให้มีความดัน สูงตามตอ้ งการ และมปี รมิ าณลมอัดเพียงพอ ซง่ึ ขน้ึ อยู่กบั ชนิดของเครือ่ งอัดอากาศ และระบบควบคุม การผลิตลมอัด เครื่องอัดอากาศจะอัดอากาศจากความดันปกติ ไป ึงความดันสูง ส่งต่อไป งั เกบลม และส่งต่อตามท่อจ่ายลม ผ่านชุดปรับปรุงคุณภาพลมอัด ไปยังอุปกรณ์ทำงาน เช่นกระบอกลม หรือมอเตอร์ลม ความดันที่นาไปใช้งานจาเป็นต้องปรับความดันให้มีความเหมาะสมกับอุปกรณ์ใชง้ าน ตง้ั แต่ 4–15 bar ข้ึนไป ดังรปู ท่ี 1.16 หลกั การทำงานเบ้ืองต้นของระบบนิวแมติกส์

กรองลมหลกั กรองความชื้น 19 ระบายความรอ้ น กรองลมแหง้ ลมใชง้ าน เครื่องอัดอากาศ ังเกบลมช้ืน กาจัดความชื้น ังเกบลมแห้ง รปู ท่ี 1.16 แสดงระบบการผลติ ลมอัด ทีม่ า: บรษิ ทั อัคร โซลชู ัน่ จำกัด. (2558). www.ปั๊มลม com 1.3.3 การปรบั ปรุงคณุ ภาพลมอัด เป็นกระบวนการปรับปรงุ คณุ ภาพลมอดั ก่อนนำไปใช้งาน ปกติลมอัดจะมสี ิ่งสกปรก ความชื้น ละอองน้ำ และฝุ่นละอองตา่ ง ๆ ปะปนอยู่ ส่งผลกระทบโดยตรงกับ ท่อ ข้อต่อ วาล์ว และลูกสูบ ให้เกิดความเสียหาย อายุการใช้งานสั้นลง การปรับปรงุ คุณภาพลมอดั แบง่ ออกได้เป็น 4 สว่ น ดังน้ี (1) อุปกรณ์ระบายความร้อน (After cooler) ลมอัดที่ผ่านการอัดจากคอมเพรสเซอร์ จะมีความร้อน โดยมีอุณหภูมิ และความดันที่สูง ้านำเอาลมอัดนี้ไปใช้งานโดยตรงจะทำให้อายุ การใช้งานอุปกรณ์นิวแมติกส์สั้นลง เพราะสิ่งสกปรก ไอน้ำ และความชื้นที่ปนมากับลมอัด จะกัดกร่อน ช้นิ ส่วนตา่ ง ๆ ภายในวาลว์ จงึ มีความจำเป็นต้องใหล้ มอดั ผ่านเครอื่ งระบายความรอ้ น เพ่อื ทำการลด อุณหภูมิให้ต่ำลง โดยที่ไอน้ำจะกลั่นตัวกลายเป็นหยดน้ำ ทำให้มีปริมาณไอน้ำลดลง เครื่องระบาย ความร้อนแบง่ ตามลักษณะของการระบายความรอ้ น ดงั นี้ 1) แบบใช้พัดลมเป่าระบายความร้อน (Air cool) เมื่อลมอัดที่มีอุณหภูมิสูง ไหลผา่ นท่อ ซ่งึ มีครีบช่วยระบายความรอ้ น พัดลมจะเป่าระบายความรอ้ น เพื่อให้อณุ หภมู ิลดลง อย่างอยา่ งรวดเรว ทำให้ไอน้ำกลน่ั ตัวไหลไปที่ชดุ ดกั น้ำ ดังรปู ท่ี 1.17 หลกั การทำงานเบ้ืองต้นของระบบนิวแมติกส์

20 ลมรอ้ นเขา้ พดั ลม เทอรโ์ มมิเตอร์ ลมเยนออก ระบายความรอ้ น ชดุ ดกั น้า รปู ที่ 1.17 แสดงอุปกรณร์ ะบายความรอ้ นแบบใช้พัดลมเปา่ ระบายความรอ้ น ที่มา: วันชยั จันทรวงศ.์ (2548: 23) 2) แบบใช้น้ำหล่อเยน (Water cool) ลมอัดที่มีอุณหภูมิสูงจะไหลผ่านท่อ ซึ่งมีน้ำหล่อเยนไหลเวียนอยู่ภายใน โดยที่ทิศทางการไหลของลมอัด และน้ำหล่อเยนจะมี ทศิ ทางตรงขา้ มกนั ดงั รูปที่ 1.18 ลมรอ้ นเข้า ทางน้าหลอ่ เยนเขา้ ทางน้าหลอ่ เยนออก ลมเยนออก ระบายน้า รปู ที่ 1.18 แสดงอปุ กรณร์ ะบายความร้อนแบบใชน้ ้ำหลอ่ เยนระบายความรอ้ น ทม่ี า: วนั ชัย จันทรวงศ์. (2548: 24) (2) อุปกรณ์กำจัดความชื้น (Air dryer) เป็นอุปกรณ์กำจัดความชื้นในลมอัด ภายหลงั จากผ่านอปุ กรณร์ ะบายความรอ้ นมาแล้ว เนอ่ื งจากการระบายความรอ้ นไมส่ ามาร กำจัด ความชื้น หรือไอน้ำได้หมด จึงจำเปน็ ตอ้ งใช้เคร่ืองกำจัดความชืน้ วิธีการกำจัดความช้ืนโดยการให้ ลมอัดไหลผ่านวัสดุที่มีพื้นผิวเป็นรูพรุน เช่น เมดซิลิกาเจล หรืออลูมินา ซึ่งทำหน้าที่ดักจับความช้ืน และจะกลั่นตัวเป็นหยดนำ้ ดังรปู ท่ี 1.19 หลักการทำงานเบ้ืองต้นของระบบนิวแมติกส์

ลมอดั แหง้ 21 ลมอัดชน้ื ลมอดั แห้ง ลมอดั ชนื้ กล่ันตัวเปน็ หยดนา้ วสั ดุกาจดั ความชื้น ระบายนา้ ทิ้ง รูปที่ 1.19 แสดงระบบอุปกรณก์ ำจัดความช้ืน ทม่ี า: Van air system. (2559). www.moistureboss.com (3) อุปกรณก์ รองลมหลกั (Main line filter) เปน็ อปุ กรณ์กรองลมขนาดใหญ่ ดังรปู ที่ 1.20 ทำหน้าทก่ี รองฝุ่นละอองต่าง ๆ รวมท้ังน้ำออกจากลมอัด ควรติดตงั้ ไวห้ ลงั ังเกบลม ลมเขา้ ลมออก ไส้กรองอากาศ ้วยกระเปาะแก้ว แผ่นกระบงั ลม สกรู ่ายน้าทิ้ง รปู ที่ 1.20 แสดงโครงสร้าง และลักษณะตัวกรองลมหลกั ทีม่ า: A staff report. (2559). www.hydraulicspneumatics.com (4) ชุดบริการลมอัด (Air service unit) เป็นชุดอุปกรณ์เตรียมลมขั้นสุดท้าย ก่อนที่จะนำไปใช้งาน จะติดต้งั อปุ กรณน์ ้ีไว้เพื่อทาความสะอาดลมอัด ทำหน้าที่กรองฝ่นุ ละออง และดักน้ำ ทยี่ งั หลงเหลืออยใู่ นลมอดั รวมทงั้ รักษาขนาดของแรงดนั ให้ไดต้ ามความตอ้ งการ และจ่ายสารหล่อลน่ื ใหก้ บั อุปกรณ์ทำงาน ชดุ บรกิ ารลมอดั ประกอบดว้ ยอุปกรณ์ 4 ส่วน ดังรูปท่ี 1.21 หลักการทำงานเบ้ืองต้นของระบบนิวแมติกส์

22 เกจวัดความดนั 1.0 1.5 0.5 2.0 0 2.5 ลมเข้า ลมออก ตัวกรองลมอัด ตวั ปรบั ความดนั ตัวผสมน้ามนั หล่อลนื่ รูปท่ี 1.21 แสดงโครงสรา้ งชุดบรกิ ารลมอดั ทมี่ า: รุง่ โรจน์ รัตนวารนิ ทร.์ (2553: 38) 1) ตัวกรองลมอัด (Air filter) ทำหน้าที่กรองสิ่งสกปรกที่ติดมากับลมอัด ให้สะอาด โดยมีไสก้ รองสำหรบั กรองฝนุ่ ละออง และไอนำ้ ไม่ใหป้ ะปนไปกับลมอัดทจ่ี ะนำไปใช้งาน การทำงาน ลมอดั ไหลเขา้ ทางท่อลมเขา้ ไหลผ่านไปทต่ี ัวกรองมีความดันสูง ทำให้เกิดแรงเหวีย่ งหนีศูนย์ของลมอัด ปะทะกับผนังของกระเปาะแก้ว อากาศที่สะอาดไหลผ่าน ไสก้ รองออกทางทอ่ ลมออก จังหวะท่ีลมไหลลงด้านลา่ ง น้ำ สง่ิ สกปรก หรือมวลสารที่มนี ้ำหนักตก ลงด้านล่าง สว่ นละอองน้ำท่ีติดอยผู่ นงั ของกระเปาะแก้ว จะไหลมารวมกันอย่ดู า้ นล่าง เมอื่ ปริมาณ นำ้ ภายในกระเปาะสูง งึ ขดี จำกดั จะ ูกระบายทิ้งอตั โนมัติ หรือคลายสกรู ดังรปู ที่ 1.22 ลมเขา้ ลมออก ้วยกระเปาะแก้ว ไส้กรองอากาศ สกรู า่ ยนา้ ท้ิง รปู ที่ 1.22 แสดงโครงสร้างตัวกรองลมอัด ทม่ี า: A staff report. (2559). www.hydraulicspneumatics.com หลกั การทำงานเบ้ืองต้นของระบบนิวแมติกส์

23 2) ตัวปรับความดันลมอัด (Air regulator) เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ควบคุม ความดนั ในการใช้งานใหค้ งท่ีอยู่เสมอ หรอื ปรับความดนั ตามความตอ้ งการใช้งาน การทำงาน เมื่อความดันลมออกมาจากตัวกรองลมอัด จะต่อมาเข้ากับ ตัวปรับความดนั เพื่อปรบั ความดนั ลมใหม้ คี า่ คงท่ี ด้วยการปรับแรงสปริงด้วยสกรู เพอื่ เปดิ -ปิดบ่าวาล์ว โดยการเลื่อนขึ้นลงของแผ่นไดอะแฟรม ความดันด้านออกจะกดลงบนแผ่นไดอะแฟรม สว่ นด้านล่างของแผน่ ไดอะแฟรมจะมีแรงสปรงิ ตา้ นอยู่ ดงั รูปท่ี 1.23 ซลี แผ่นกลม เกจวัดความดนั ลนิ้ วาลว์ kp แผ่นไดอะแฟรม สปริง สกรปู รบั ความดนั รปู ที่ 1.23 แสดงโครงสร้างตวั ปรับความดนั ลมอดั ท่มี า: ร่งุ โรจน์ รัตนวารนิ ทร.์ (2553: 40) 3) เกจวัดความดันลมอัด (Pressure gauge) สาหรับวัดความดันลมอัดทีจ่ า่ ย ให้กับอุปกรณ์ทำงาน ตดิ ตัง้ อยู่กบั วาล์วควบคมุ ความดันลมอัดดา้ นออก การแสดงคา่ ความดนั ของเกจ เกิดจากลมอัดผ่านเข้าทางท่อสปริงขดกลม ทำใหท้ อ่ สปรงิ ยดื ตัวออก กลไกจะขบั เฟืองให้เคล่ือนที่ทำให้ เขมชเ้ี บ่ยี งเบนบนสเกลหน้าปัด ดังรูปที่ 1.24 สเกล ท่อสปรงิ เขมช้ี กระเดอ่ื ง ความดัน เฟืองเส้ียวและเฟืองตาม รปู ที่ 1.24 แสดงโครงสรา้ งเกจวัดความดัน ท่ีมา: รงุ่ โรจน์ รตั นวารนิ ทร.์ (2553: 28) หลักการทำงานเบ้ืองต้นของระบบนิวแมติกส์

24 เกจวัดความดันแบบไดอะแฟรม เกจวัดแบบนี้ใช้สำหรับงานอุตสาหกรรม ประเภทอาหาร อตุ สาหกรรมเคมี และงานวดั ความดนั สารทมี่ คี วามเขม้ ข้น หรือสารท่ีมีการกัดกรอ่ น เกจวดั แบบไดอะแฟรมสามาร อดลา้ งทำความสะอาดได้ ดังรปู ที่ 1.25 สเกล ทอ่ สปริง เขมชี้ ไดอะแฟรม รปู ท่ี 1.25 แสดงโครงสรา้ งเกจวัดความดนั แบบไดอะแฟรม ทม่ี า: SIKA Siebert & Kühn GmbH & Co. (2558). www.sika.net 4) ตัวผสมน้ำมันหลอลื่นในลมอัด (Air lubricator) ทำหน้าที่ดูดน้ำมันที่อยู่ ใต้สดุ ของ ้วยตัวจ่ายน้ำมัน น้ำมนั ท่ี กู ดูดมาด้านบนสดุ จะ ูกลมแรงพัดไปในท่อลมทำให้น้ำมันอยู่ใน สภาพละอองเลกมาก ๆ ผสมในลมอัด เพื่อหล่อลืน่ ลดแรงเสียดทาน และป้องกันอุปกรณท์ ี่เคล่ือนที่ สมั ผัสกันโดยตรง ดงั รปู ท่ี 1.26 การทำงาน เมื่อลมอัดทีผ่ ่านการควบคุมจากวาล์วควบคุมความดันมาแลว้ จะไหลเข้าอุปกรณ์ผสมน้ำมันหล่อลื่น โดยอาศัยหลักการของคอคอดที่ความดันแตกต่างกัน คือ ความเรวของลมอัดที่ไหลผ่านคอคอดมีความเรวสูง จึงทาให้เกิดการดูดน้ำมันขึ้นมาผสมกับลมอัด เกดิ ฝอยละอองนำ้ มนั หลอ่ ลนื่ จ่ายผ่านเข้าส่รู ะบบการทำงาน ทดี่ ปู ริมาณนา้ มนั หยด ลนิ้ กนั กลบั แบบทรงกลม สกรูปรับ ลมออก ลมเข้า ทอ่ นา้ มัน สกรู า่ ยน้า รูปท่ี 1.26 แสดงโครงสร้าง และตัวผสมน้ำมันหลอ่ ลืน่ ทมี่ า: นิวไฮด์ Rexrothbosch Group. (2558). www.pneu-hyd.co.th หลกั การทำงานเบ้ืองต้นของระบบนิวแมติกส์

25 1.3.4 การส่งจ่ายลมอัด (Air distribution) เริ่มตั้งแต่วิธีการเดินท่อจ่ายลมอัด การเลือก ขนาดท่อจ่ายลมอัดใหม้ ีความสมั พันธก์ บั ปริมาณความต้องการลมอัด เพ่ือแก้ปญั หาความดันตกคร่อม ที่จะเกิดขึ้นในท่อ ดังนี้ ท่อเมนมีข้องอมากเกินไป เครื่องอัดอากาศออกแบบไม่สัมพันธ์กับอุปกรณ์ ทำงาน ขนาดท่อส่งจ่ายลมอดั ไม่ กู ตอ้ ง และมีการเพม่ิ เครอ่ื งจกั ร อุปกรณท์ ำงานภายหลงั (1) การติดตั้งท่อส่งลมอัด ในการวางท่อตามแนวนอน จะวางท่อให้มีมุมเอียงลาด ประมาณ 1-2% ของความยาวทอ่ ลมอัด และทีจ่ ุดปลายต่ำสุดต้องติดต้ังวาล์วระบายน้ำท้ิงท่ีเกิดจาก การกลน่ั ตัวภายในทอ่ สง่ ลมอัด ดงั รูปท่ี 1.27 1-2% รูปที่ 1.27 แสดงระบบท่อส่งลมอดั การแยกท่อใช้งานจากท่อลมหลัก จะต่อขึ้นทางด้านบน โดยทำมุมประมาณ 30 องศากับท่อเมน และงอโค้งประมาณ 5 เท่า ของเส้นผ่านศูนย์กลางท่อ ดังรูปที่ 1.28 แต่ ้าไม่มีท่อโค้ง 30 องศา ให้ใชท้ อ่ ส้ัน ๆ ต่อจากดา้ นบนของท่อเมน แล้วจงึ ใช้ข้อต่อ ขอ้ งอ ตอ่ ลงมา ดังรปู 1.28 (ก) แต่ห้ามต่อตรง ซึ่งเป็นวิธีการต่อที่ผิด เพราะ ้าคุณภาพของลมไม่ดีพอจะทำให้เกิดการกลั่นตัว ของไอน้ำที่ปนไปกับลม นำ้ จะลงไปทำความเสยี หายแก่อปุ กรณท์ ำงานได้ ดังรปู 1.28 (ข) ท่อลมหลกั 30˚ (ก) ชุดบรกิ ารลมอดั r = 5D D วาลว์ จ่ายลมใชง้ าน (ข) ดกั น้า/ระบายน้าท้ิง รูปท่ี 1.28 แสดงการแยกท่อใชง้ านจากทอ่ ลมหลกั หลักการทำงานเบ้ืองต้นของระบบนิวแมติกส์

26 ในการเดินท่อควรจะมีการหักงอให้นอ้ ยที่สุด เพราะ ้ามีการหักงอมากเท่าไร จะเกิดความดันตกคร่อมในท่อทางมาก ในทางปฏิบัติความดันตกคร่อมในท่อทางจ่ายลมอัด ไม่ควรเกิน 5% ของความดันใช้งาน ในกรณีที่ไม่สามาร หลีกเลี่ยงการใช้ข้องอได้ ไม่ควรใช้ข้องอ แบบมุมหกั ฉาก 90 องศา แต่ควรจะใชข้ อ้ งอโคง้ 90 องศาแทน เมือ่ มสี ่ิงกีดขวาง เชน่ คาน เสา หลกี เลยี่ งได้ โดยการเดนิ ทอ่ ดังรปู ที่ 1.29 (ก) และบรเิ วณสว่ นท่ตี ่ำทีส่ ดุ จะต้องตดิ ตง้ั กับดกั น้ำระบายอัตโนมัติไว้ เพอ่ื ปอ้ งกันไม่ใหน้ ้ำมาขงั อยบู่ รเิ วณดงั กล่าว ดงั รูปท่ี 1.29 (ข) (ก) เดินท่อขา้ มเสา (ข) เดินทอ่ ขา้ มคาน รูปที่ 1.29 แสดงการตดิ ต้ังทอ่ ผา่ นสง่ิ กีดขวาง (2) การวางรูปแบบระบบท่อสง่ จา่ ยลมอัด โดยท่วั ไปในโรงงานนน้ั มีหลักใหญ่ ๆ คอื ขนาดของโรงงาน จำนวนเครื่องจกั ร และอัตราการใชล้ มอดั การวางรูปแบบระบบทอ่ สง่ จา่ ยลมอัด ท่ีนยิ มใชใ้ นปจั จุบนั มดี งั น้ี 1) การวางแบบกริด (Grid system) เหมาะกับไลน์ หรือกลุ่มเครื่องจักรเลก ๆ ที่มีอัตราการใช้ลมน้อย และระยะการจ่ายลมจากเครื่องอัดอากาศไปจน ึงท้ายไลน์ไม่ไกลมากนัก โดยท่อเมนท่ีต่อออกจาก งั เกบลมมีขนาดใหญ่แลว้ คอ่ ย ๆ ลดขนาดให้เลกลงในตอนท้าย ดังรูปท่ี 1.30 รูปที่ 1.30 แสดงการวางทอ่ ส่งจ่ายลมอัดแบบกรดิ หลกั การทำงานเบ้ืองต้นของระบบนิวแมติกส์

27 2) การวางแบบวงท่อ (Loop piping system) ระบบนี้ใช้กับไลน์ หรือกลุ่ม เครื่องจักรทม่ี ีขนาดใหญ่ หรอื ครอบคลมุ พืน้ ที่มาก มอี ตั ราการใชล้ มมาก และท่อลมมคี วามยาวมาก การจัดวางไลนท์ อ่ ลมจะเช่ือมต่อกันทั้งหมด การวางท่อไมม่ ีหัวไลน์ และทา้ ยไลน์ ดงั รปู ที่ 1.31 จึงทำให้ การสมดุลแรงดนั เปน็ ไปอย่างมปี ระสทิ ธภิ าพ ปญั หาความดนั ลมตกน้อยกวา่ ระบบอ่ืน เม่อื เกดิ การใชล้ ม ที่ส่วนท้ายของวงท่อเป็นปริมาณมาก ลมจะวิ่งจากจุดจ่ายไปยังจุดที่ต้องการใช้ลม โดยผ่านท่อ ทัง้ สองดา้ นของวง ทำให้สามาร รองรบั ปรมิ าณการใชล้ มทมี่ ากกว่า เม่อื เทยี บกับท่อขนาดเดียวกัน รูปที่ 1.31 แสดงรปู แบบการวางทอ่ ส่งจ่ายลมอดั แบบวงท่อ (3) ท่อทางลมอัด (Pipe line) วงจรลมอัด ส่วนมากใช้งานท่คี วามดันตำ่ กว่า 7 bar การตดิ ตั้งท่อจงึ ไม่มอี ปุ กรณ์ทย่ี งุ่ ยาก สง่ิ สำคญั ทต่ี อ้ งคำนึง ึงในการจา่ ยลมอัด คอื ระยะทางระหว่าง ท่อกับวาล์วต้องมีระยะสั้นที่สุด ขนาดของท่อต้องมีเส้นผ่าศูนย์กลางที่พอดีที่สุด ส่งจ่ายลมอัด ได้ตามความตอ้ งการของอุปกรณ์ทำงานนั้น ๆ เพ่ือใหเ้ กิดการสูญเสยี ความดนั จากแรงเสยี ดทานน้อยท่ีสุด ดังรปู ที่ 1.32 รูปท่ี 1.32 แสดงการตดิ ตงั้ วงจรท่อลมอัดเพ่ือลดการสญู เสยี ความดัน หลักการทำงานเบ้ืองต้นของระบบนิวแมติกส์

28 (4) วสั ดุทอ่ สง่ จา่ ยลมอดั ทอ่ สง่ จา่ ยลมอัด ท่อเมน ท่อหลกั แบ่งตามลักษณะของการใชง้ าน ดังนี้ 1) ท่อเหลกดำ เป็นท่อแบบไม่มีตะเขบทำจากเหลกดึงขึ้นรูป มีความแขงแรง ทนต่อการกัดกร่อน ดังรูปที่ 1.33 (ก) ในการต่อท่อเข้าด้วยกันให้ใช้ปลอกแหวนสวมอัด จะไมใ่ ช้วธิ ีการเช่ือม เพราะจะทำใหเ้ กิดสะเกดตกคา้ งอยู่ภายในท่อ 2) ท่ออลมู เิ นียม ใชใ้ นโรงงานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ ดงั รปู ที่ 1.33 (ข) ไม่เกิดการ กดั กร่อน การตอ่ ท่อเขา้ ดว้ ยกันจะมีอุปกรณ์ประกอบท่อแบบสวมอดั 3) ทอ่ ทองแดง สำหรับติดต้ังเพ่ือการตอ่ ใช้งานชั่วคราว ดงั รูปท่ี 1.33 (ค) 4) ท่อกัลป์วาไนซ์ ใช้ในโรงงานอุตสาหกรรมขนาดเลก และขนาดกลาง ดังรูป ท่ี 1.33 (ง) ท่อชนิดนี้เม่ือใชไ้ ปนาน ๆ สังกะสที เี่ คลอื บทอ่ จะเกดิ การกะเทาะ หลดุ ออกมาเป็นแผ่น ทำให้เกิดการอุดตัน ซึ่งเป็นปัญหากับการปรับสภาพลม และสร้างความเสียหายให้กับอุปกรณ์ ทีเ่ คลอ่ื นที่ (ก) ท่อเหลกดา (ข) ท่ออลูมเิ นยี ม (ค) ท่อทองแดง (ง) ท่อกัลปว์ าไนซ์ รูปที่ 1.33 แสดงลกั ษณะทอ่ สง่ จ่ายลมอัดแต่ละชนดิ ทมี่ า: Airlink compressors.co.uk. (2558). www.airlinkcompressors.co.uk (5) วสั ดทุ อ่ เชื่อมต่ออปุ กรณ์ทำงาน ทอ่ สำหรบั ตอ่ เชื่อมระหว่างวาลว์ ต่าง ๆ กบั อุปกรณ์ ทำงาน จะเปน็ ทอ่ ออ่ นจำพวกไนลอน หรือวสั ดุอนื่ ๆ ท่ออ่อนเหมาะกับงานท่มี ีการเคลอื่ นไหวไปมา คำนึง ึงความสะดวกในการติดตั้ง คือ ต่อง่าย ราคา ูก และง่ายต่อการบำรุงรักษา สามาร อด และใส่ได้สะดวก สีของท่ออ่อนมีอยู่หลายสีด้วยกัน เช่น ขาว ดำ น้ำเงิน แดง เขียว เหลือง โดยทั่วไปท่อสีแดงใชก้ ับความดนั สงู วัสดทุ ่ใี ช้ในการทำท่ออ่อนมีอยู่หลายประเภท และแต่ละประเภท ตอ้ งเลือกใช้ให้เหมาะสมกับงาน ดงั นี้ หลกั การทำงานเบ้ืองต้นของระบบนิวแมติกส์

29 1) ไนลอน (Nylon tube ; NL) ท่อลมไนล่อน จะมีความเหนียว และคงทน ตอ่ การสึกหรอของผวิ ได้ดีเป็นพเิ ศษ ทอ่ ลมไนลอ่ นไดร้ บั ความนยิ มใชง้ านในระบบนวิ เมติกส์ ไนลอน เบอร์ 12 จะแขงเกนิ ไป และไนลอนเบอร์ 6 จะออ่ นเกนิ ไป ดงั รปู ที่ 1.34 (ก) 2) โพลยี ูริเทน (Polyurethane tube ; PU) ท่อลมพยี ู มคี วามยดื หยุ่น และทนต่อ แรงดงึ สงู แรงต้านในการไหลต่ำ เนอ่ื งจากดา้ นในมผี นงั เรยี บ ทนไฟ ปลอดสารพษิ ทนการกระแทก ทนทานตอ่ การเสียดสี ท่อลมพียูสามาร บิดงอได้โดยที่ไม่เกดิ ความเสียหาย และง่ายต่อการตดิ ต้งั ทำงานได้ตลอดอายุภายใต้ความดันคงที่ ทนความร้อน -25 C ึง +80 C แรงดันทะลุ 30 bar หรอื 450 psi ดงั รปู ที่ 1.34 (ข) 3) เทปลอน (Teflon tube ; PTFE) วัสดุประเภทนจ้ี ะใช้กับงานอตุ สาหกรรม ประเภทอาหาร และยา ในประเทศทเ่ี จริญแลว้ จะบงั คบั ให้ใช้วสั ดปุ ระเภทน้ี ดังรูปที่ 1.34 (ค) 4) โพลีเอททีลีน (Polyethylene ; PE) วัสดุประเภทนี้เหมาะสำหรับใช้นอก อาคาร และนิยมใช้ใกล้กับแหล่งความร้อน เนื่องจากทนต่อรังสี UV และทนความร้อนได้ดี เช่น บริเวณใกลฮ้ ตี เตอร์ หรอื เตาอบ ดงั รปู ท่ี 1.34 (ง) (ก) ไนลอน ; NL (ข) โพลียรู ิเทน ; PU (ค) เทปลอน ; PTFE (ง) โพลเี อททลี ีน ; PE รปู ที่ 1.34 แสดงทอ่ เช่ือมตอ่ แบบอ่อน ท่ีมา: บริษทั นวิ ม่าซสิ เตม จำกัด. (2554). www pneuma.nanasupplier.com 1.4 ข้อดีข้อเสียของระบบนวิ แมติกส์ ระบบนิวแมตกส์ในปัจุบัน ูกนำมาใช้อย่างแพร่หลาย การนำระบบลมอัดใช้ร่วมกับระบบ ควบคุมอัตโนมัติ จึงตอ้ งศกึ ษาข้อดี ข้อเสียของระบบลมอดั กอ่ นทจ่ี ะนำไปใช้ดงั ตอ่ ไปน้ี 1.4.1 ข้อดขี องระบบนวิ แมติกส์ (1) ระบบลมอดั ทีใ่ ชง้ านท่วั ไปไมม่ ีการระเบดิ หรอื ลุกไหมเ้ ป็นเปลวไฟ จึงประหยัด ค่าใช้จ่ายเกยี่ วกับอปุ กรณ์ปอ้ งกันความปลอดภยั (2) ระบบลมอดั มีความเรวสูง สามาร ปรับความเรวในระบบได้ ลูกสูบมีความเรว 1-2 m/sec และลกู สูบชนิดพิเศษมีความเรวสงู งึ 10 m/sec หลักการทำงานเบ้ืองต้นของระบบนิวแมติกส์

30 (3) ระบบการส่ง ่ายลมอัด สามาร ส่ง ่ายลมอัดไปตามท่อในระยะทางไกล ๆ ลมอัด ทีใ่ ช้แลว้ ระบายท้งิ ปล่อยส่บู รรยากาศได้เลย ไม่จำเปน็ ตอ้ งมที อ่ นำกลบั จึงประหยัดค่าใชจ้ า่ ย (4) ระบบการทำงานสามาร ทำงานได้ต่อเนื่อง เนอื่ งจากมีระบบเกบลมอดั ไว้ใน ัง เกบลมตามปริมาณของการใช้ลม (5) อุปกรณท์ ี่ใชก้ ับระบบลมอดั จะมคี วามปลอดภยั และไมเ่ กิดการเสียหาย เน่ืองจาก การทำงานเกินกำลัง (6) สามาร ปรบั ความเรวในการทำงานของลกู สบู ด้วยวาลว์ ควบคุมอตั ราการไหลของลม (7) ควบคุมความดนั ลมอัดใหม้ ีค่ามากนอ้ ยตามตอ้ งการ ด้วยวาลว์ ควบคมุ ความดัน (8) ลมอัดมีความสะอาดมาก เนื่องจากมีชุดปรับคุณภาพลมอัดที่ปราศจากความชน้ื จงึ ทำใหอ้ ปุ กรณ์ในระบบมคี วามสะอาด และสามาร ทำงานไดด้ ที ่รี ะดับความแตกต่างของอณุ หภมู ิสงู (9) การตัง้ ระยะชักของกา้ นสูบ สามาร ปรบั แต่งระยะหยดุ หรือชว่ งชักของลูกสูบ ได้ทุกตำแหนง่ จากนอ้ ยสดุ จน ึงมากสุดได้ตามความตอ้ งการ (10) อปุ กรณ์ทใ่ี ชง้ านมคี วามกะทดั รดั ทนทาน นำ้ หนักเบา ซอ่ มบำรุง ดูแลรกั ษาไดง้ า่ ย 1.4.2 ข้อเสียของระบบนิวแมติกส์ (1) การเพิ่มเครื่องจักรหรืออุปกรณ์ทำงานเข้ามาในวงจร โดยไม่คำนึง ึง ความสามาร ของเคร่อื งอดั อากาศ ซง่ึ อาจจะทำให้เครือ่ งจกั รทำงานคลาดเคลอ่ื นได้ และในบางครง้ั า้ อุปกรณ์ทำงานอยหู่ ่างจากอุปกรณ์ควบคุมเกินกวา่ 5 เมตร จะทำใหเ้ กดิ ปัญหาในการทำงาน (2) ลมอัดสามาร อดั ตวั ได้ ทำใหก้ ารเคลอ่ื นที่ของลกู สูบไม่สมำ่ เสมอ (3) ลมที่ได้มาจากการอดั ตัวในระบบนิวแมติกสจ์ ะมีความชืน้ ปนอยู่ และเมื่อความดัน ลดลงจะทำให้เกิดการกลั่นตัวเป็นหยดน้ำภายใน ังเกบลม และท่อลม ทำให้ความชื้นเข้าไปในระบบ ควบคมุ ทำให้วาลว์ ต่าง ๆ เกิดสนมิ ซ่งึ ส่งผลใหอ้ ุปกรณ์ในระบบมีอายกุ ารใชง้ านสัน้ ลงกว่าเดมิ (4) การทำงานของระบบนิวแมติกส์จะมเี สียงดัง เน่ืองจากการจ่ายลมอดั เข้าระบบ การควบคุม การทำงานต่าง ๆ ของระบบจะต้องระบายลมออกทางวาลว์ ควบคุม จึงเกดิ เสยี งดัง งึ แม้วา่ วาลว์ ควบคมุ จะมตี ัวเกบเสยี งติดอยกู่ ตาม กยงั มีเสียงดังขณะเครื่องจักรทำงาน (5) ความดันของลมอัดในระบบนิวแมติกส์จะเปลี่ยนแปลงไปตามอุณหภูมิ า้ อุณหภมู ิสูงความดันของลมอดั จะเพิ่มขึ้น และ ้าอณุ หภูมติ ำ่ ความดันของลมอัดจะลดลง (6) การผลิตกระบอกสูบมีข้อจำกัด ้าต้องการแรงในการใช้งานมากตามต้องการ ขนาดเสน้ ผ่านศูนยก์ ลางของลกู สูบจะตอ้ งมีขนาดโตข้ึน การออกแบบจงึ มีข้อจำกัดเกี่ยวกับขนาด (7) อุปกรณ์มีข้อจำกดั ในการผลิต และติดตั้ง เช่น กระบอกสูบ หากต้องการแรง ท่สี ่งจากอุปกรณ์มาก จะต้องมีขนาดทีใ่ หญ่ขน้ึ ซง่ึ ในบางกรณนี ้ัน ไม่สามาร ติดตง้ั ในพืน้ ท่ที จี่ ำกัดได้ หลกั การทำงานเบ้ืองต้นของระบบนิวแมติกส์

31 1.5 การบำรงุ รักษาแ ะแกป้ ัญหาระบบ มอัด การทำงานในระบบนิวแมติกส์ มักจะพบกันอยู่เปน็ ประจำว่า มีการใชง้ านที่ผดิ วิธี หรือขาดการ บำรงุ รกั ษาท่ี กู ตอ้ งเหมาะสม ทำให้การใชง้ านไม่เตมประสิทธิภาพ และมผี ลตอ่ อายุการใช้งาน 1.5.1 การบำรุงรักษาเครอ่ื งอัดอากาศ การบำรุงรักษา ลกั ษณะการใชง้ าน 1. การวางเครอ่ื งอดั อากาศ - ระบายความรอ้ นไดด้ ี 1.1 ห่างจากกำแพงประมาณ 30 cm - สะดวกในการซ่อมบำรงุ 1.2 วางเคร่ืองอดั อากาศในห้องท่ีปดิ มิดชดิ - ภายในห้องตอ้ งมกี ารระบายอากาศได้ดี เพ่ือใหก้ ารทำงานมีประสิทธภิ าพสงู สุด - ไมใ่ ห้เกิดนำ้ ภายในระบบ 2. มอเตอร์ - อย่าให้ ูกน้ำ และมีความชนื้ - ตรวจดูจดุ ตอ่ สายไฟเพอื่ ไมใ่ หเ้ กดิ อันตราย ในระหวา่ งทีม่ อเตอรท์ ำงาน 3. เกจวัดความดัน - ตรวจสอบความดันเกจ ตอ้ งไม่เกนิ มาตรฐานของ ังเกบลม (7-10 bar) 4. วาล์วนริ ภยั - ตรวจสอบด้วยการดึงวาลว์ นิรภยั ใหม้ นั่ ใจวา่ วาล์วทำงานปกติ 5. สายพาน และพลู เลย่ ์ - มีชุดปอ้ งกนั อันตราย - ตรวจสอบความตงึ ของสายพาน - ปรบั ระดบั ความตึงตามระยะกำหนด - ตรวจสอบรอยแตกร้าวสายพาน - สายพานแตกร้าว หรอื ชำรุดควรเปลย่ี นใหมท่ ันที 6. กรองอากาศ - อดออกเป่าทำความสะอาดทุ ๆ 2 เดือน - เปลยี่ นกรองใหม่ทกุ ๆ 6 เดอื น 7. นำ้ มันหล่อล่ืน - เปลยี่ น า่ ยน้ำมันหล่อลื่นตามชว่ั โมงการใช้งาน - เปล่ยี นกรองน้ำมนั หลอ่ ล่นื ตามช่วั โมงการใชง้ าน 8. ระบายน้ำ - า่ ยนำ้ ท่ีขงั อยู่ภายใน งั เกบลมออกทกุ ๆ วัน - ไมใ่ ห้มลี ะอองน้ำออกมาในขณะใช้ลม - ป้องกันสนมิ ขึ้นภายใน ังเกบลม หลกั การทำงานเบ้ืองต้นของระบบนิวแมติกส์

32 ตรวจสอบสายพาน ชดุ ป้องกนั อตั ราย ทาความสะอาดกรองอากาศ ตรวจสอบมอเตอร/์ จุดต่อสาย ตรวจสอบสวิตซ์ความดัน วางหา่ งผนัง 30 เซนติเมตร ตรวจสอบความดนั เกจ ตรวจสอบวาล์วนริ ภัย เปลยี่ น ่ายนา้ มนั หลอ่ ล่ืน 1.5.2. การบำรงุ รกั ษาชดุ บรกิ ารลมอัด ลกั ษณะการใชง้ าน การบำรุงรักษา 1. ตวั กรองลมอดั - ทำความสะอาดตามกำหนดเวลา 1.1 ไส้กรอง - อดเปลี่ยนไสก้ รองตามอายกุ ารใชง้ าน ปลี ะ 1 ครั้ง 1.2 ว้ ยกรอง - ทำความสะอาดด้วยน้ำอุ่น ผสมนำ้ ยาทำความ สะอาด แลว้ ล้างออกดว้ ยนำ้ สะอาด 1.3 ระบายน้ำทง้ิ - ตรวจสอบทกุ วนั เพือ่ ให้มัน่ ใจวา่ สภาพปกติ - ระบายนำ้ ทงิ้ อย่างนอ้ ยอาทติ ยล์ ะ 1 ครง้ั 2. ตัวปรับความดนั - เมื่อปรบั คา่ ความดันใชง้ านตามทีต่ ้องการแลว้ ควรลอกมอื หมุนปรบั คา่ ทกุ คร้งั - มอื หมนุ ปรบั ค่า ติดต้ังให้ กู ตอ้ ง 3. เกจวัดความดนั - ไม่ตัง้ ความดันสูงเกนิ กว่าขีดกำหนด - กอ่ นจา่ ยลม ควรคลายตัวต้ังความดนั ใหต้ ่ำสดุ แล้วคอ่ ย ๆ ปรบั เพม่ิ ข้นึ จน ึงค่าทต่ี อ้ งการป้องกนั การสะบดั กระแทก ของเขมชี้และชุดกลไกภายใน 4. ตัวผสมน้ำมนั หลอ่ ล่ืน - ้วยน้ำมนั เป็นโลหะ เลอื กใชน้ ำ้ มนั หล่อล่ืนท่มี คี า่ ความหนดื เหมาะสม - น้ำมนั สามาร ดูดผสมกับลมอัดได้ - หา้ มใช้น้ำมนั สงั เคราะห์ หรือน้ำมนั ท่ีใช้แล้ว หลักการทำงานเบ้ืองต้นของระบบนิวแมติกส์

ลกั ษณะการใชง้ าน 33 5. การตดิ ต้ังชุดบรกิ ารลมอดั การบำรงุ รกั ษา - เพื่อประสิทธภิ าพการส่งนำ้ มนั ท่ดี ี ทอ่ ที่ตอ่ ออก จากอุปกรณ์ ไม่ควรสงู เกนิ 2 เมตร - การติดตง้ั ข้องอไมค่ วรเกนิ 5 ตวั - ไม่ควรต่อข้องอทนั ทีและยกสงู ข้ึนไป ระยะไมเ่ กิน 2 m 1.5.3 การแก้ไขปัญหาเครอื่ งอัดอากาศ ขอ้ บกพรอ่ ง สาเหตุ วิธีแก้ไข -ปรบั ตั้งสายพานใหพ้ อดี 1. มอเตอรร์ ้อน -สายพานตึง -ตรวจสอบทำความสะอาด -เปลย่ี นซลี ยางวาลว์ -ทางลมออกตนั -ทำการ อดฝาสบู 2. ลมออกนอ้ ย -เกดิ จากซลี ยางวาลว์ ขาด - า่ ยน้ำมนั ออก ระดบั พอดี -ระบบวาล์วลิน้ อัดลม มีปญั หา -ตรวจสอบหาจุดร่ัวซมึ -เติมนำ้ มนั เครอื่ ง 3. นำ้ มันรั่วออกมากบั ลม -เติมนำ้ มนั เกนิ ระดบั -เปล่ยี นใหม่ 4. มอเตอรท์ ำงานตลอด -ระบบชุดจ่ายลมมีการร่ัวซมึ 5. ตัวเครอื่ งร้อน -นำ้ มันเครือ่ งขาด 6. เกจวัดแรงดนั เขมคา้ ง -ระบบกลไกภายในมีปญั หา 1.5.4 การแก้ไขปัญหาชดุ บรกิ ารลมอดั ข้อบกพรอ่ ง สาเหตุ วิธีแกไ้ ข -ล้าง เปลีย่ นนำ้ มนั ใหม่ 1. กระเปาะน้ำมนั หลอ่ ล่ืน -มีนำ้ ผสมอย่กู ับน้ำมนั -ตรวจสอบคู่มือปรบั อตั รา สีขุ่นขาว หรือเทา การหยดให้ ูกตอ้ ง 2. นำ้ มนั หล่อลน่ื แหง้ เรว -ปรับอตั ราการหยดไม่เหมาะสม หลกั การทำงานเบ้ืองต้นของระบบนิวแมติกส์

34 ขอ้ บกพรอ่ ง สาเหตุ วิธีแกไ้ ข 3. กรองอากาศ รูระบายนำ้ -คราบสง่ิ สกปรกทป่ี นอยู่กบั น้ำ - อดชุดลกู ว้ ยออกมาล้าง ด้านลา่ ง ชุดลูกลอยตัน ตดิ เปน็ ตะกรนั อยบู่ รเิ วณก้นของ และเปา่ ลมทำความสะอาด กระเปาะดา้ นลา่ ง 1.6 สญั กั ษณ์อปุ กรณ์ระบบ มอดั สัญลักษณ์ ชอื่ อปุ กรณ์ เกจวัดความดัน ังเกบลม วาลว์ เปดิ -ปดิ ระบายน้ำดว้ ยมอื ระบายนำ้ อตั โนมัติ กำจดั ความชื้น ระบายความรอ้ นแบบใชพ้ ดั ลม ระบายความรอ้ นแบบใชน้ ำ้ หลอ่ เยน วาล์วนิรภัย ังเกบลมอัด หลักการทำงานเบ้ืองต้นของระบบนิวแมติกส์

35 ช่ืออุปกรณ์ สญั ลักษณ์ ควบคุมความดนั กรองอากาศ ผสมนำ้ มันหลอ่ ลนื่ ชดุ บรกิ ารลมอดั การตอ่ ท่อแยกจากทอ่ เมน 1.7 สรุป ระบบนิวแมตกิ ส์ คอื ศาสตรท์ ว่ี า่ ด้วยคณุ สมบตั ทิ างฟสิ ิกส์ อากาศ อากาศ คือสว่ นผสมของก๊าซต่าง ๆ และไอนำ้ ความชืน้ ของอากาศ ปริมาณไอน้ำในอากาศ ความช้นื อากาศมาก อากาศมไี อนำ้ มาก เรียกวา่ อากาศอิ่มตัวด้วยไอน้ำ จุดอ่มิ ตัวของไอนำ้ ในอากาศ ไอนำ้ ส่วนทเี่ กินจะเร่มิ กลัน่ ตวั กลายเปน็ หยดน้ำ ความชนื้ สมั พัทธ์ 100 % สภาวะทีม่ ปี ริมาณไอนำ้ ในอากาศจำนวนมากทีส่ ุด ที่อากาศ สามาร รองรับไว้ไดท้ อ่ี ุณหภมู ินน้ั ๆ อุณหภูมหิ ยดน้ำคา้ ง อณุ หภมู ิทคี่ วามชื้นในอากาศเรม่ิ กล่นั ตัวเปน็ หยดนำ้ เม่อื (Dew point temperature) อากาศ ูกลดอณุ หภมู ทิ แ่ี รงดันคงท่ี แรงดันอากาศ แรงอากาศกดลงบนผวิ ของวตั ุทกุ ทศิ ทุกทาง หน่วย N/m2 ความดนั อากาศ แรงทอี่ ากาศกระทำตอ่ หนง่ึ หนว่ ยพืน้ ที่ หลกั การทำงานเบ้ืองต้นของระบบนิวแมติกส์

36 ระบบนิวแมติกส์ ระบบจะเริ่มต้นจากเครื่องอัดอากาศ ผลิตลมอัด จ่ายลมอัดผ่านท่อ ส่งจ่าย เข้าสชู่ ุดบรกิ ารลมอดั และจ่ายลมอดั ตามท่อสาขาไปยงั อุปกรณท์ ำงาน เช่น กระบอกสบู ตัวกรองลม อุปกรณท์ างาน อากาศ ตวั ปรับความดนั กรองอากาศ ท่อสง่ จ่ายลมอดั ตวั ผสมน้ามันหลอ่ ล่นื ท่อสาขา อัดอากาศ งั เกบลมอดั ชุดบริการลมอดั กระบอกสบู ต้นกาลงั มอเตอร์ไฟฟ้า อปุ กรณท์ างาน เคร่อื งอัดอากาศ แบง่ ตามลักษณะการทำงาน ดงั นี้ เคร่ืองอัดอากาศ เคลอ่ื นท่ีตามแนวเสน้ ตรง เคลอ่ื นทใ่ี นลกั ษณะการหมุน แบบใบพดั เลื่อน แบบลกู สูบ แบบไดอะแฟรม แบบใบพัดหมุน แบบสกรู แบบลกู สูบชน้ั เดียว แบบกังหนั แบบลกู สูบสองชัน้ ระบบลมอดั ประกอบด้วยอปุ กรณ์ ดงั นี้ อุปกรณ์ หน้าท่ี 1. งั เกบลมอัด 1.1 ังเกบลม สะสมความดนั 1.2 ทอ่ ทางเขา้ เปน็ ทอ่ สำหรบั ลมอัดไหลเข้า ัง 1.3 ท่อทางออก เป็นท่อทางออกของลมอัดเพ่อื นำไปใช้งาน 1.4 เกจความดัน แสดงคา่ ความดัน และปรบั ต้ังความดนั 1.5 วาลว์ ปดิ -เปิด ปดิ -เปดิ ลมใชง้ าน 1.6 วาลว์ นิรภยั ป้องกนั ความดนั เกนิ มาตรฐาน 1.7 วาล์วระบายน้ำท้ิง ระบายนำ้ ออกจาก ังเกบลมอัด 1.8 ช่องทำความสะอาด สำหรับทำความสะอาดและซอ่ มบำรงุ หลกั การทำงานเบ้ืองต้นของระบบนิวแมติกส์

37 อุปกรณ์ หนา้ ที่ 2. ระบบปรบั ปรุงคุณภาพลมอัด 2.1 ระบายความรอ้ น -ระบายความรอ้ นของลมอัด 2.2 กำจัดความช้ืน -กำจัดความช้ืนของลมอดั 2.3 กรองลมหลัก -กรองฝุ่นละอองต่าง ๆ 2.4 ชุดบริการลมอัด - ช่วยทำความสะอาดลมอัด อีกครงั้ หนงึ่ กอ่ น ึงอุปกรณ์ ทำงาน 2.4.1 ตวั กรองอากาศ -กำจดั น้ำและสิ่งสกปรก 2.4.2 ตวั ปรบั แรงดนั -ปรบั ความดนั การใช้งาน 2.4.3 ตวั ผสมนำ้ มนั หลอ่ ลื่น -ผสมนำ้ มนั กบั ลมอดั 2.4.4 เกจวดั ความดัน -แสดงคา่ ความดนั การส่งจ่ายลมอัด การตดิ ตัง้ ท่อ รปู แบบการเดนิ ท่อ วสั ดุท่อลม อัตราลาดเอยี ง 1-2 % แบบกริด ท่อสง่ จา่ ย ทอ่ เช่ือมตอ่ อุปกรณ์ การตอ่ ทอ่ แยก ทามุม 30 องศา แบบวงท่อ เหลกดา ไนลอน อลมู เิ นียม โพลยี ูลิเทรน ทองแดง เทปลอน กัลวาไนต์ โพลเี อททีลีน หลกั การทำงานเบ้ืองต้นของระบบนิวแมติกส์

38 บรรณานุกรม ณรงค์ ตันชวี ะวงศ.์ (2554). นิวแมติกส์แ ะไฮดรอ กิ สเ์ บอื้ งตน้ . กรงุ เทพมหานคร : บรษิ ัท พมิ พ์ดีกาพิมพจ์ ำกัด. เดชฤทธ์ิ มณธี รรม. (2547). คัมภรี ร์ ะบบนวิ แมตกิ ส์ (Pneumatics System). นครปฐม : เพชรเกษมพรนิ้ ติ้ง กรปุ๊ จำกดั . นวิ ไฮด์ Rexrothbosch Group. (2558). “อปุ กรณน์ วิ เมตกิ ส์ (PNEUMATIC COMPONENT).” (ออนไลน)์ . สบื คน้ จาก : http://www.pneu-hyd.co.th. [4 เมษายน 2559] บรษิ ัทกจิ ก้าวหนา้ เทรดดง้ิ จำกดั . (2558). “ปั๊มลมประเภทตา่ ง ๆ.” (ออนไลน)์ . สบื คน้ จาก : http://kijkaona.tarad.com/article/?id=117780&lang=th บรษิ ทั นวิ มา่ ซสิ เตม จำกัด. (2554). “สายลม.” (ออนไลน์). สบื คน้ จาก : http://www pneuma.nanasupplier.com . [22 มกราคม 2558] บรษิ ัท อัคร โซลูชน่ั จำกัด. (2558). “วิธีการดแู ลบำรุงรกั ษาปั๊มลม.” (ออนไลน์). สบื ค้นจาก https://www.ปัม๊ ลมราคา ูก.com xn--12cf8cs4aaoo0iob9fwk.com/. [12 มกราคม 2558] ปานเพชร ชนิ ินทร และ ขวัญชัย สนิ ทพิ ย์สมบรู ณ.์ (2554). นวิ แมติกส์อตุ สาหกรรม. กรุงเทพมหานคร : บริษทั ซีเอดยเู คช่ัน จำกดั (มหาชน). รงุ่ โรจน์ รัตนวารินทร์ และคนอนื่ ๆ. (2553). เรียนรูน้ วิ แมติกส.์ ปทุมธานี : บรษิ ทั สกายบ๊กุ ส์ จำกัด. วนั ชัย จันทรวงศ.์ (2553). ระบบนิวแมตกิ สแ์ ะไฮดรอ กิ ส์. กรุงเทพมหานคร : ศนู ย์ผลติ ตำราเรียน มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนอื . สริ ิวฒั น์ ไวยนิตย์. (2558). “กฎเบ้อื งต้นของระบบนวิ แมติกส.์ ” (ออนไลน์). สบื คน้ จาก http://www.9engineer.com/index.php?m=article&a=print&article_id=434. [10 มนี าคม 2559] อาจหาญ ณ นรงค.์ (2541). “คุณภาพของลมอัดกับอณุ หภมู หิ ยดน้ำคา้ ง.” (ออนไลน)์ . สืบคน้ จาก http://www.thailandindustry.com/indust_newweb/articles_preview.php?cid =16208 A staff report. (2559). “Air Filter.” (ออนไลน์). สืบคน้ จาก : http://www.hydraulicspneumatics.com/200/TechZone/AirFiltersandFR/Articl e/False/6456/TechZone-AirFiltersandFR. [3 เมษายน 2559] หลกั การทำงานเบ้ืองต้นของระบบนิวแมติกส์

39 Airlink Compressors.co.uk. (2558). “Air net aluminum compressor air pipe.” (ออนไลน์). สบื คน้ จาก : http://www.airlinkcompressors.co.uk/products/airnet- aluminium-compressed-air-pipe. [6 พฤษภาคม 2558] Chem.libretexts. (2557). “Gay-Lussac's Law.” (ออนไลน์). สืบคน้ จาก : https:chem.libretexts.org/Textbook_Maps/Introductory_Chemistry_Textbook _Maps/Map%3A_Introductory_Chemistry. [15 มกราคม 2558] Pdblowers, Inc. (2558). “Roots universal RAI Blowers.” (ออนไลน์). สบื คน้ จาก :https://www.pdblowers.com/c9-universal-rai-roots-blower-urai.php. [8 พฤษภาคม 2558] Sika Siebert & Kuhn Gmbh & Co. (2558) “Diaphragm pressure gauges.” (ออนไลน์). สืบคน้ จาก : https://www.sika.net/en/measuringcategories/pressure/mechanical- pressure-gauges/diaphragm-pressure-gauges.html. [1 เมษายน 2559] The Editors of Encyclopædia Britannica. (2558). “Boyles-law.” (ออนไลน)์ . สืบคน้ จาก : https://www.britannica.com/science/Boyles-law. [18 มีนาคม 2559] The laboratory people. (2558). “Vacuum pumps? What is the difference betweenrotary vane and diaphragm.” (ออนไลน์). สบื ค้นจาก : http://camblab.info/wp/index.php /what-is-the-difference-between-rotary-vane-and-diaphragm-vacuum-pumps/. [1 กมุ ภาพันธ์ 2558] Van air system. (2559). “After cooler filter for 185 cfm air compressor, coolpak, van air systems.” (ออนไลน)์ . สบื ค้นจาก : http://moistureboss.com/aftercooler-filter-for-185-cfm-air-compressor- coolpak-van-air-systems. [1 เมษายน 2559] Venngage. (2556). “Ideal gas laws.” (ออนไลน)์ . สืบค้นจาก : https://infograph.venngage.com/p/90009/ideal-gas-laws. [16 มกราคม 2558] Vivek bhardwaj. (2557). “Reciprocating compressors and its types.” (ออนไลน์). สบื คน้ จาก : http://aermech.com/reciprocating-compressors-and-typesworking- principleengineering-explained/. [22 มกราคม 2558] หลักการทำงานเบ้ืองต้นของระบบนิวแมติกส์