e-book หลักการเบื้องต้นของระบบนิวเมติกส์

หนว่ ยท่ี 1 หลักการเบอื้ งต้นของระบบนิวเมตกิ ส์ ระบบนิวแมติกส์ หมายถึง ระบบการส่งถ่ายกำลังโดยอาศัยความดันลมเป็นตัวกลางในการส่งถ่ายกำลัง โดยมีอุปกรณ์การทำงานชนิดต่างๆ เช่นกระบอกสูบ มอเตอร์ เป็นต้น ซึ่งจะทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานลมให้เป็น พลังงานกล รปู ที่ 1.1 แสดงตัวอยา่ งของระบบนวิ แมติกส์

การเปรยี บเทียบขอ้ ดีขอ้ เสียของระบบนิวแมตกิ ส์ ข้อดีของระบบนิวแมติกส์ 1. ทนต่อการระเบิดเนื่องจากลมอดั ไม่ติดไฟ หรอื เกิดการระเบดิ ดังน้ัน จึงมคี วามปลอดภยั ในการใชง้ านสูง 2. มีความรวดเรว็ ในการทำงาน ลมอดั มีความรวดเรว็ ในการทำงานสงู 3. การส่งถ่ายลมอดั ง่าย ลมอดั สามารถสง่ ถ่ายไปตามท่อท่างต่างๆ ในระยะทางไกลๆ ไดโ้ ดยงา่ ย และลมอัด ทใ่ี ชแ้ ล้วสามารถปลอ่ ยทง้ิ สบู่ รรยากาศได้ทนั ที 4. การปรับความเร็วในระบบแมติกส์ปรับความเร็วได้ง่ายและสะดวกโดยการติดตั้งอุปกรณ์ควบคุมความเร็ว เขา้ กับระบบ 5. มีความปลอดภัยสูง อุปกรณ์ของระบบนิวแมติกส์จะไม่เกิดการเสียหายเมื่อใช้งานเกินกำลัง ทำให้เกิด อันตรายต่อผูใ้ ช้เคร่อื งจกั รกลนน้ั ขอ้ เสยี ของระบบนวิ แมติกส์ 1. มีเสียงดัง เมื่อลมอดั ระบายออกมาจากอุปกรณ์จะทำให้เกิดเสยี ง ดังนัน้ จึงตอ้ งใช้ตวั เก็บเสยี งเพื่อลดเสียง ดงั 2. ลมอัดสามารถอัดตัวได้ จึงทำให้การเคลื่อนทีข่ องอุปกรณ์ทำงานไม่สม่ำเสมอ เนื่องจากการยุบตัวของลม อัด 3. ความดันของลมเปลี่ยนแปลงเมื่ออุณภูมิเปลี่ยนแปลง เมื่ออุณหภูมิสูงจำทำให้ลดอัดมีความดันสูง และ ความดันจะลดลงเมอื่ อุณหภมู ิตำ่ ลง 4. ลมอัดมีความชื้น เมื่ออุณหภูมิลดลงจะทำให้ไอน้ำที่ปนอยู่ในอากาศกลั่นตัวเป็นหยดน้ำและเมื่อความช้ืน เขา้ ไปในระบบจะเกดิ สนมิ ทำให้อายุการใช้งานของอปุ กรณ์ส้นั ลง

เคร่อื งลมอดั (Compressor) จากการที่ระบบนิวแมติกส์ต้องใช้ลมอัดเป็นตัวทำงาน ดังนั้น จึงจะต้องมีอุปกรณ์ในการผลิตลมอัด อุปกรณ์ดังกล่าว คือ เครื่องอัดลม (Compressor) ซึ่งทำหน้าที่ผลิตลมอัดให้กับระบบนิวแมติกส์ สามารถแบ่ง ออกได้เป็น 2 ประเภทคือ เครื่องอัดลมที่ทำงานให้ลักษณะการเคลื่อนที่เป็นแนวตรง กับเครื่องอัดลมที่ทำงาน ลกั ษณะของการหมุน รูปที่ 1.2 แสดงเครื่องอัดลม ประเภทของเครอื่ งอดั ลม (Compressor) 1. เครอ่ื งอัดลมแบบลกู สบู (Piston Compressor) เครื่องอัดลมแบบลูกสูบนิยมใช้กันมาก เนื่องจากสามารถผลิตอัดลมได้ตั้งแต่ความดันต่ำปานกลางจนถึง ความดันสูงโดยมีหลักการทำงาน คือ ลูกสูบจะทำหน้าที่ดูดอากาศเขา้ มาในกระบอกสูบแลว้ ทำการอัดอากาศเพื่อ ทำการสง่ ต่อไปยงั ถังเกบ็ ลม รปู ที่ 1.3 แสดงเครื่องอัดลมแบบลกู สูบ

2. เครอ่ื งอัดลมแบบไดอะแฟรม (Diaphragm Compressor) เครือ่ งอัดลมแบบไดอะแฟรม จะใช้แผน่ ไดอะแฟรมเปน็ ตัวดดู และอดั อากาศ ลมท่ีถูกดูดและอัดด้วยเคร่ือง เครื่องลมชนดิ นี้จะปราศจากน้ำมันหล่อล่ืน ดว้ ยเหตุนีเ้ คร่อื งอัดลมแบบไดอะแกรมจึงนิยมใชก้ ันในอตุ สาหกรรมเคมี อุตสาหกรรมทางดา้ นอาหารและยา รปู ที่ 1.4 แสดงเคร่ืองอดั ลมแบบไดอะแฟรม 3. เครอ่ื งอดั ลมแบบใบพดั เลื่อน (Sliding Vane Rotary Compressor) เครื่องอัดลมแบบใบพัดเลื่อน อากาศจะถูกเข้ามาในช่องว่างและจะถูกอัดต่อไปโดยอาศัยการหมุนของโร เตอร์เป็นตัวสร้างลมอดั การหมุนจะเรียบสมำ่ เสมอ ทำให้การผลติ ลมอดั เปน็ ไปอยา่ งคงที่ และไมม่ ีเสียงดัง รปุ ที่ 1.5 แสดงเครื่องอดั ลมแบบใบพดั เลื่อน

2. เครื่องอดั ลมแบบสกรู (Screw Compressor) เครอื่ งอัดลมแบบสกรูน้ีจะดูดอากาศเข้ามาภายในช่องว่าง และทำการอดั อากาศโดยชุดโรเตอร์ท่ีมีลักษณะ เหมอื นกบั สกรูเกลยี วหมนุ อดั อากาศเพื่อผลิตลมอัด รูปที่ 1.6 แสดงเคร่ืองอดั ลมแบบสกรู เครื่องระบายความรอ้ น (After Cooler) ลมอดั ท่อี อกมาจากเครื่องอัดลมจะมีความดันและอุณหภูมิ ถ้านำเอาลมอัดนี้ไปใชง้ านโดยตรงจะทำให้อายุ การใช้งานของอุปกรณ์นิวแมติกส์สั้นลง เพราะไอน้ำหรือความชื่นที่ปนมากับลมอัดจะทำให้เกิดการกัดกร่อน ชิ้นส่วนต่างๆ ภายในวาล์ว ดังนั้น จึงจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ระบายความร้อนลมอัด เพื่อลดอุณหภูมิของลมให้ ต่ำลง โดยที่ไอน้ำจะกลั่นตวั กลายเป็นหยดน้ำ เมื่ออุณภูมิลดลง ดังนั้น ลมอัดที่ผ่านเครื่องระบายความร้อนแลว้ จะมปี รมิ าณไอนำ้ ลดลง เครื่องระบบความรอ้ นของลมอัดท่ีมีใช้ในอุตสาหกรรมโดยทว่ั ไปมอี ยู่ 2 แบบดว้ ยกนั คือ แบบใช้พัดลมเปา่ และใชน้ ำ้ เป็นตวั ระบายความร้อน

ถังเกบ็ ลม (Receiver) ถังเก็บลมทำหน้าที่เก็บสะสมที่ได้จากการอัดอากาศของเครื่องอัดลมให้มีปริมาณที่เพียงพอกับความ ต้องการ นอกจากนั้นยังเป็นตัวสร้างความดันให้กับลมอัดอีกด้วย จึงจำเป็นที่จะต้องมีถึงเก็บลมที่สามารถจ่าย ปริมาณลม และความดนั ลมไดอ้ ย่างคงท่ีตลอดเวลา รปู ที่ 1.7 แสดงถังเก็บลม การจา่ ยลมอัด การจา่ ยลมอดั โดยเริ่มจากคอมเพรสเซอร์จะทำหน้าท่ผี ลติ ลมอดั ลมอัดจะถูกเก็บสะสมไว้ในถังเก็บลมเพื่อ ส่งจ่ายให้กับวงวจรและอปุ กรณต์ ่างๆ ในระบบนวิ แมตกิ สโ์ ดยผา่ นทอ่ ส่งลมอัด ในการวางท่อสง่ ลมอดั ควรจะวางให้ มีมมุ ลาดเอยี งประมาณ 1-2 เปอรเ์ ซน็ ต์ของความยาวท่อ และท่ปี ลายท่อควารติดต้ังวาล์วระบายน้ำ เพ่ือระบาย น้ำที่ตกคา้ งภายในทอ่ ทิง้ ได้