Downloaded 75 times
ระบบนิวแมติกส์
- 1. บทที่ 1 บทนํา ระบบนิวแมติกส์ วัตถุประสงค์เชิงพฤติกรรม เมื่อนักเรียนนักศึกษา เรียนผ่านเรื่องนี้แล้ว จะสามารถ… 1. อธิบายความหมายของระบบนิวแมติกส์ได้ถูกต้อง 2. เปรียบเทียบข้อดีและข้อเสียของระบบนิวแมติกส์ได้ถูกต้อง 3. อธิบายหน้าที่เครื่องอัดลมได้ถูกต้อง 4. จําแนกประเภทของเครื่องอัดลมได้ถูกต้อง 5. อธิบายหน้าที่ของอุปกรณ์ระบายความร้อนลมอัดได้ถูกต้อง 6. อธิบายหน้าที่ของอุปกรณ์ดักนํ้าได้ถูกต้อง 7. อธิบายหน้าที่ของอุปกรณ์กรองความชื้นได้ถูกต้อง 8. อธิบายหน้าที่ถังเก็บลมอัดได้ถูกต้อง 9. อธิบายหลักการจ่ายลมอัดได้ถูกต้อง
- 2. 2 บทที่ 1 บทนํา ระบบนิวแมติกส์ 1.1ความหมายของระบบนิวแมติกส์ ระบบนิวแมติกส์ หมายถึง ระบบงานที่ใช้ลมอัดเป็นตัวต้นกําลังในการขับเคลื่อนอุปกรณ์ ทํางานต่าง ๆ ภาพที่ 1.1 แสดงตัวอย่างของงานที่ใช้ระบบนิวแมติกส์ 1.2 การเปรียบเทียบข้อดีและข้อเสียของระบบนิวแมติกส์ ข้อดี ข้อเสีย 1. ทนต่อการระเบิด 2. มีความรวดเร็วในการทํางาน 3. ลมอัดที่ใช้แล้วปล่อยทิ้งได้เลย 4. เก็บรักษาง่าย 5. มีความปลอดภัยจากงานเกินกําลัง 6. ปรับความเร็วได้ง่าย 7. ควบคุมความดันได้ง่าย 8. สะอาด 9. ปรับช่วงชักได้ 10. อุปกรณ์มีโครงสร้างง่าย 11. มีอุณหภูมิการใช้งานกว้าง 1. ลมอัดถูกอัดตัวได้ 2. มีความชื้น 3. ต้องการเนื้อที่มาก 4. มีเสียงดัง 5. ความดันลมอัดขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ตารางที่ 1.1 การเปรียบเทียบข้อดีและข้อเสียของระบบนิวแมติกส์
- 3. 3 1.3 เครื่องอัดลม (AirCompressor) ระบบนิวแมติกส์ใช้ลมอัดเป็นสารหรือตัวกลางในการทํางานจึงต้องมีอุปกรณ์ในการผลิต ลมอัด นั่นคือ เครื่องอัดลม ดังภาพที่ 1-2 ภาพที่ 1.2 เครื่องอัดลม เครื่องอัดลม มีหน้าที่ผลิตลมอัดที่มีความดันสูงกว่าความดันบรรยากาศให้แก่ระบบนิวแม ติกส์ เครื่องอัดลม สามารถแบ่งออกได้ 2 ประเภท 1. เครื่องอัดลมแบบลูกสูบ (Piston Compressor) 1.1 เครื่องอัดลมแบบลูกสูบชัก (Reciprocating Piston Compressor) 1.1.1 แบบลูกสูบ 1.1.2 แบบไดอะแฟรม 1.2 เครื่องอัดลมแบบลูกสูบหมุน (Rotary Piston Compressor) 1.2.1 แบบใบพัดเลื่อนหรือใบพัดสลัด 1.2.2 แบบสกรู 1.2.3 แบบใบพัดหมุน 2. เครื่องอัดลมแบบกังหัน (Turbine Compressor or Flow Compressor) 2.1 เครื่องอัดลมแบบลมไหลตามแกนเพลา (Axial-Flow Compressor) 2.2 เครื่องอัดลมแบบลมไหลวนรอบกังหัน (Radial-Flow Compressor)
- 4. 4 1.3.1 เครื่องอัดลมแบบลูกสูบ (PistonCompressor) ภาพที่ 1.3 เครื่องอัดลมแบบลูกสูบ เครื่องอัดลมแบบลูกสูบเป็นที่นิยมใช้กันมากในปัจจุบันสามารถผลิตลมอัดความดันสูง ความดันปานกลาง และความดันตํ่า เครื่องอัดลมแบบลูกสูบ มีหลักการทํางาน คือ ลูกสูบจะดูดอากาศเข้าไปในกระบอกสูบ แล้วอัดอากาศส่งออกไปยังถังเก็บลมต่อไป ดังภาพที่ 1.3 1.3.2 เครื่องอัดลมแบบไดอะแฟรม (Diaphragm Compressor) ภาพที่ 1.4 เครื่องอัดลมแบบไดอะแฟรม เครื่องอัดลมแบบไดอะแฟรมใช้แผ่นไดอะแฟรมเป็นตัวดูดและอัดอากาศลมอัดที่ได้จะไม่มี นํ้ามันหล่อลื่นผสมจึงนิยมใช้ในอุตสาหกรรมผลิตอาหารเคมีภัณฑ์และยารักษาโรคดังภาพที่1.4
- 5. 5 1.3.3 เครื่องอัดลมแบบใบพัดเลื่อน (SlidingVan Rotary Compressor) ภาพที่ 1.5 เครื่องอัดลมแบบใบพัดเลื่อน เครื่องอัดลมแบบใบพัดเลื่อน ใบพัดเลื่อนสวมอยู่กับชุดตัวหมุน (Rotor) ซึ่งวางเยื้องศูนย์ กับเรือนสูบ ใบพัดจะเลื่อนไป-มาอยู่ในร่องของตัวหมุน ดังภาพที่ 1.5 เครื่องอัดลมแบบใบพัดเลื่อน ดูดอากาศจากด้านหนึ่งส่งออกไปอีกด้านหนึ่ง โดยอาศัยการ หมุนของโรเตอร์ การหมุนเรียบสมํ่าเสมอ ทําให้ลมอัดมีความดันคงที่และไม่มีเสียงดัง 1.3.4 เครื่องอัดลมแบบสกรู (Two-Axle Screw Compressor) ภาพที่ 1.6 เครื่องอัดลมแบบสกรู เครื่องอัดลมแบบสกรู ประกอบด้วยเพลาสองเพลาที่มีลั กษณะเป็นสกรู ประกอบอยู่ ภายในตัวเรือนมีทิศทางการหมุนเข้าหากัน ดังภาพที่ 1.6 เครื่องอัดอากาศแบบสกรู จะดูดอากาศจากภายนอกเข้าไปในตัวเรือน ชุดโรเตอร์หรือเพลา ที่มีลักษณะเป็นสกรูจะทําหน้าที่อัดอากาศส่งออกไปอีกด้านหนึ่ง
- 6. 6 1.3.5 เครื่องอัดลมแบบกังหัน (TurbineCompressor or Flow Compressor) ภาพที่ 1.7 เครื่องอัดลมแบบไหลตามแกนเพลา ภาพที่ 1.8 เครื่องอัดลมแบบลมไหลวนรอบกังหัน เครื่องอัดลมแบบกังหันใช้หลักการของกังหันแบบใบพัด ดังภาพที่ 1.7 และ 1.8 นิยมใช้ ในงานที่ต้องการลมอัดปริมาณมาก ๆ สามารถจ่ายลมอัดได้ถึง 20,000 ลูกบาศก์เมตรต่อนาที ความดันประมาณ 4-10 บาร์ แบ่งตามลักษณะการสร้างได้ 2 แบบ 1. แบบลมไหลตามแกนเพลา (Axial-Flow Compressor) 2. แบบลมไหลวนรอบกังหัน (Radial-Flow Compressor)
- 7. 7 1.4 อุปกรณ์ระบายความร้อนลมอัด ภาพที่ 1.9อุปกรณ์ระบายความร้อนลมอัด ลมอัดที่ออกจากเครื่องอัดลมแบบต่างๆจะมีความดันและอุณหภูมิสูงรวมถึงความชื้นในลมอัด ถ้านําลมอัดดังกล่าวนี้ไปใช้กับระบบนิวแมติกส์จะทําให้อุปกรณ์ในระบบนิวแมติกส์มีอายุการใช้งานสั้น ลง เนื่องจากไอนํ้าจะทําให้อุปกรณ์เกิดการกัดกร่อนดังนั้นจึงจําเป็นต้องใช้อุปกรณ์ระบายความร้อนลม อัด เพื่อลดอุณหภูมิลมอัดให้ตํ่าลงเท่ากับอุณหภูมิปกติและช่วยให้ไอนํ้าเกิดการกลั่นตัวทําให้ไอนํ้าแห้ง สะอาดดังภาพที่ 1.9 อุปกรณ์ระบายความร้อนลมอัด โดยทั่ว ๆ ไปมี 2 แบบ คือ 1. แบบถ่ายเทความร้อนด้วยลม 2. แบบถ่ายเทความร้อนด้วยนํ้า 1.5 อุปกรณ์ดักนํ้า (Water Separator) ภาพที่ 1.10 อุปกรณ์ดักนํ้า
- 8. 8 อุปกรณ์ดักนํ้า มีหน้าที่กําจัดนํ้าออกจากลมอัด ด้วยวิธีการให้ลมอัดไหลวนหมุนเวียนหรือ หมุนเหวี่ยงให้ไอนํ้าตกลงในห้องพักนํ้าและสามารถถ่ายนํ้าทิ้งได้ด้วยมือหรืออัตโนมัติ ดังภาพที่ 1.10 1.6 อุปกรณ์กรองความชื้น (Air Dryer) ภาพที่ 1.11 อุปกรณ์กรองความชื้น อุปกรณ์กรองความชื้น ทําหน้าที่ กรองความชื้นออกจากลมอัดก่อนใช้งาน วิธีการกรองความชื้นมีหลายวิธี 1. การกรองความชื้นด้วยวิธีดูดซึมด้วยสารเคมี 2. การกรองความชื้นด้วยสารพรุนเนื้อแข็งดูดความชื้น 3. การกรองความชื้นด้วยวิธีการลดอุณหภูมิ 1.7 ถังเก็บลมอัด (Compressed Air Receiver) ถังเก็บลมอัด ทําหน้าที่เก็บลมอัดให้มีปริมาณและความดันของลมอัดตามต้องการ ถังเก็บลมอัด ประกอบด้วย เกจวัดความดัน วาล์วนิรภัย วาล์วปิด-เปิดลมอัด วาล์วระบาย นํ้าทิ้ง หรืออาจจะมีเกจวัดอุณหภูมิด้วย ดังภาพที่ 1.12
- 9. 9 ภาพที่ 1.12 ถังเก็บลมอัด ขนาดของถังเก็บลมอัดขึ้นอยู่กับ 1.ปริมาตรการจ่ายลมสู่ถังของเครื่องอัดลม 2. ปริมาตรของลมอัดที่ใช้ 3. วงจรการใช้งาน 4. ประเภทของอุปกรณ์ 5. ความแตกต่างของแรงดันที่อนุญาตใช้งาน
- 10. 10 1.8 การจ่ายลมอัด 1.8.1 ท่อส่งลมอัด ท่อส่งลมอัดทําจากวัสดุแข็งแรงทนนาน เช่น ท่อทองเหลือง ท่อทองแดง ท่อ เหล็ก ท่อยาง ท่อพลาสติก เป็นต้น ซึ่งท่อลมอัดดังกล่าวสามารถทําการติดตั้งได้สะดวก ทน การกัดกร่อน และราคาถูก 1.8.2 การกําหนดขนาดท่อส่งลมอัด การติดตั้งระบบท่อส่งลมอัด ควรพิจารณาถึงปริมาณการใช้ลม อัตราการไหลของ ลมในระบบควรมีความเร็วอยู่ระหว่าง 6-10 เมตร/วินาที ค่าความกดดันตกคร่อม เมื่อใช้ลม เต็มที่ไม่ควรเกิน 5 เปอร์เซ็นต์ของความดันใช้งาน เช่น ความดันในวงจร 6 บาร์ ความดัน ตกคร่อมไม่ควรเกิน 0.3 บาร์ การเลือกขนาดท่อส่งลมอัด ควรพิจารณาองค์ประกอบต่าง ๆ ดังนี้ 1. ปริมาณการใช้ลมอัด 2. ความยาวของท่อลมในระบบ 3. ความดันตกคร่อม 4. ความดันใช้งาน 5. อุปกรณ์ในระบบ เช่น วาล์ว ข้อต่อต่าง ๆ เป็นต้น 1.8.3 การติดตั้งท่อส่งลมอัด ภาพที่ 1.13 การติดตั้งท่อส่งลมอัด
- 11. 11 การติดตั้งท่อส่งลมอัดมีความสําคัญต่อระบบนิวแมติกส์ เช่นกัน ในการติดตั้งควรคํานึงถึง สิ่งต่อไปนี้ 1.ไม่ควรติดตั้งท่อในที่คับแคบทําให้การตรวจสอบการรั่วยุ่งยาก 2. การวางท่อเมนตามแนวนอนควรวางทํามุมเอียง 1-2 เปอร์เซ็นต์ของความยาวท่อ ดังภาพที่ 1.13 3. ปลายท่อควรติดตั้งถังดักนํ้าและวาล์วระบายนํ้าทิ้ง 4. การต่อท่อแยกควรต่อเอียงขึ้นด้านบนประมาณ 30 องศากับแนวระดับ และดัดโค้ง ลงมารัศมีความโค้งด้านในอย่างน้อยที่สุด 5 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางท่อ ดังภาพที่ 1.14 ภาพที่ 1.14 การต่อท่อแยกจากท่อเมนตามแบบของ FESTO
- 12. 12 1.8.4 การติดตั้งท่อเมนในโรงงาน การติดตั้งท่อเมนในโรงงานทั่ว ๆไปจะติดตั้งในลักษณะวงแหวน (Ring Main) สามารถจ่ายลมกระจายออกไปทั่วโรงงานและไม่เกิดความดันตกคร่อมการติดตั้งท่อเมนแบบนี้แบ่งได้ 2 แบบ 1. แบบต่อขวางกับท่อเมน ดังภาพที่ 1.15 ภาพที่ 1.15 การต่อท่อแยกจากท่อเมนแบบต่อขวางกับท่อเมนตามแบบของ FESTO 2. แบบต่อแยกจากท่อเมนวงแหวน ดังภาพที่ 1.16 ภาพที่ 1.16 การต่อท่อแยกจากท่อเมนวงแหวนตามแบบของ FESTO