Solenoid Valve ฉบับพื้นฐาน สำหรับนักออกแบบมือใหม่

การออกแบบเครื่องจักรอัตโนมัติในระบบนิวเมติกส์ มีอุปกรณ์ชิ้นหนึ่งที่นิยมใช้กันมากในการควบคุมทิศทางการไหลของลม นั่นก็คือ “โซลินอยด์วาล์ว (Solenoid Valve )” แล้วโซลินอยด์วาล์ว คือ อะไร อุปกรณ์ชิ้นนี้มีการหลักการทำงานอย่างไร, Direct Acting กับ Indirect Acting ใช้งานต่างกันอย่างไร สามารถหาคำตอบได้ในบทความนี้

โซลินอยด์วาล์ว คือ อะไร

โซลินอยด์วาล์ว คือ วาล์วควบคุมทิศทางลม ชนิดหนึ่งที่ถูกควบคุมการทำงานด้วยขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้า โดยตัวขดลวดไฟฟ้าจะทำหน้าที่เหนี่ยวนำให้ spool ภายในของวาล์วเกิดการเคลื่อนที่ เพื่อทำการเปลี่ยนแปลงทิศทางการไหลของลมอัด

ทำไมต้องใช้ โซลินอยด์วาล์ว

ในการออกแบบเครื่องจักรในระบบควบคุมอัตโนมัติ (Automation) นิยมใช้อุปกรณ์ชนิดนี้เพื่อปรับเปลี่ยนทิศทางของลมอัด เพราะมีขนาดเล็ก, สะดวกต่อการติดตั้ง และการซ่อมบำรุง ด้วยเหตุนี้โซลินอยด์วาล์วจึงสามารถตอบโจทย์ความต้องการได้มากกว่าวาล์วควบคุมทิศทางชนิดอื่นๆ ที่ทำหน้าที่เดียวกัน ในส่วนของวิธีการควบคุมการทำงาน จะใช้ชุดควบคุมสั่งการไปที่ชุดโซลินอยด์ ทำให้ระบบเครื่องจักรทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ อีกทั้งยังสามารถลดเวลาการทำงาน และข้อผิดพลาดที่เกิดจากการทำงานของผู้ปฎิบัติงานได้อีกด้วย

ส่วนประกอบภายนอกที่สำคัญของ โซลินอยด์วาล์ว

เรามารู้จักกับ 8 ส่วนประกอบสำคัญของโซลินอยด์วาล์วกันครับ ว่ามีอะไรบ้าง

1. ช่องสำหรับต่อข้อต่อท่อลม (Port) เป็นรูเกลียวที่ถูกออกแบบมาเพื่อติดตั้งข้อต่อท่อลม (fitting)
2. รูสำหรับยึดอุปกรณ์ต่อร่วม (Mounting holes) เป็นรูที่ถูกออกแบบมาสำหรับยึดโซลินอยด์วาล์ว เข้ากับโครงสร้างของเครื่องจักร
3. ส่วนของวาล์ว (Valve portion) เป็นส่วนของชุดวาล์ว ลมอัดจะไหลผ่านบริเวณนี้
4. ฉลากสินค้า (Label) มีไว้สำหรับตรวจเช็ครหัสสินค้ากับทางผู้จำหน่าย
5. ชุดโซลินอยด์ (Solenoid portion) เป็นส่วนที่รับคำสั่งจากชุดควบคุม ทำหน้าที่เหนี่ยวนำขวดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าภายใน เพื่อเปลี่ยนแปลงทิศทางการไหลของลมอัด
6. หลอดไฟแสดงสถานะ (LED) มีไว้สำหรับแสดงตำแหน่งการทำงานของโซลินอยด์วาล์ว ไฟจะสว่างเมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเข้ามาที่ชุดโซลินอยด์ ตัวอย่างเช่น

7. ปุ่มทดสอบการทำงาน (Manual override) มีไว้สำหรับทดสอบการทำงานของโซลินอยด์วาล์วในสภาวะที่ไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเข้าสู่ชุดโซลินอยด์ โดยเมื่อกดปุ่ม Manual override จะเปรียบเสมือนกับการป้อนกระแสไฟฟ้าเข้าไปที่ชุดโซลินอยด์ มักจะใช้เพื่อทดสอบการทำงานของระบบ
8. สัญลักษณ์วาล์ว (valve symbols) มีไว้สำหรับบอกตำแหน่งทิศทางการไหลของลมอัด ในแต่ละสถานะการทำงาน เพื่อนๆ สามารถอ่านสัญลักษณ์วาล์วเพิ่มเติมได้ที่นี่

ตัวอย่างประเภทของ โซลินอยด์วาล์ว ที่นิยมใช้ในอุตสาหกรรม

หากแบ่งประเภทของโซลินอยด์วาล์ว ตามรูปแบบการทำงาน สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทดังนี้

1.Direct Acting Solenoid Valve หรือ Direct Operated

โซลินอยด์วาล์ว แบบ Direct Acting การเปลี่ยนทิศทางของลมอัดนั้นขึ้นอยู่กับการเคลื่อนที่ของชุด spool โดยตรง เมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านชุดโซลินอยด์ จะทำให้กลไกเคลื่อนที่ผลักชุด Spool ซึ่งส่งผลให้ทิศทางของลมอัดเปลี่ยนไปดังรูปด้านล่าง และเมื่อหยุดป้อนกระแสไฟฟ้า ชุด spool ก็จะเคลื่อนที่กลับสู่ตำแหน่งเดิม

2.Indirect Acting Solenoid Valve หรือ indirect Operated

โซลินอยด์วาล์ว แบบ Indirect Acting การเปลี่ยนทิศทางของลมอัด ไม่ได้ขึ้นอยู่กับการเคลื่อนที่ของชุด spool โดยตรง แต่ใช้เพื่อขับเคลื่อนชุดกลให้ช่องลมเปิด ส่งผลให้ลมอัดนั้นไหลเข้าไปสู่ห้องลมด้านใน และใช้ลมอัดที่อยู่ภายในของห้องลม ดัน spool เพื่อเปลี่ยนทิศทางการไหลของลมในระบบแทน และเมื่อหยุดจ่ายกระแสไฟฟ้าเข้าที่ขดลวดโซลินอยด์ ชุดกลไกจะเคลื่อนที่กลับสู่ตำแหน่งเดิม ทำให้รูระบายลมของช่องลมเปิดออก จึงทำให้ลมอัดที่ค้างอยู่ภายในระบบนั้นถูกระบายออกสู่ภายนอก ส่งผลให้วาล์วเคลื่อนที่กลับสู่ตำแหน่งเดิม

Direct acting type และ Indirect acting type ต่างกันอย่างไร

Direct acting type

1. การเปลี่ยนทิศทางของลมอัดขึ้นอยู่กับชุด spool โดยตรง
2. วาล์วตอบสนองไว เพราะ spool ถูกเลื่อนตำแหน่งด้วยชุดโซลินอยด์โดยตรง
3. ใช้งานได้โดยไม่จำเป็นต้องมีแรงดันภายในวาล์ว
4. ตัวอย่างการใช้งาน ใช้กับอุปกรณ์ทำความสะอาด เช่น ปืนลม เป็นต้น

Indirect acting type

1. ใช้การเคลื่อนที่ของกลไกภายในเพื่อเปิดห้องลม ทำให้ลมที่จ่ายเข้ามานั้น ดัน spool ให้เกิดการเคลื่อนที่แทน
2. วาล์วตอบสนองช้ากว่า ประมาณ 0.5-0.8 วินาที เพราะใช้กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำชุดกลไกให้เปิดออก เพื่อให้ลมอัดไปดันชุด spool แทน
3. สามารถใช้งานได้ก็ต่อเมื่อมีความดันภายในอย่างน้อย 2 MPA.
4. ตัวอย่างการใช้งาน เช่น ใช้ในการออกแบบเครื่องจักร เช่น กระบอกสูบยกชิ้นงาน

ตัวอย่างโซลินอยวาล์วที่พบเจอได้บ่อยในอุตสาหกรรม

สัญลักษณ์โซลินอยวาล์ว 5/2

Single solenoid valves

Double solenoid valves

สัญลักษณ์โซลินอยวาล์ว 5/3

Closed center

Exhaust center

Pressure center

จบไปแล้วนะครับสำหรับสาระความรู้เกี่ยวกับ โซลินอยด์วาล์ว ไม่ว่าจะเป็นหลักการทำงาน ส่วนประกอบภายนอกที่สำคัญ ในบทความถัดไป เรามาเจาะลึกการใช้งานของโซลินอยด์วาล์ว 5/2 และตัวอย่างการใช้งานโซลินอยด์วาล์ว 5/3 กันครับ ว่าวาล์วแต่ละแบบนิยมนำไปใช้กับการควบคุมประเภทไหนอย่างไร หากเพื่อนๆ ถูกใจบทความนี้หรือมีคำติชมใดๆ สามารถให้กำลังใจทีมงานผู้จัดทำเว็บไซต์ได้ที่ช่องคอมเมนต์ด้านล่าง และหากสนใจสินค้าคุณภาพสูงจากทางบริษัท KOGANEI สามารถเลือกดูสินค้าเพิ่มเติมได้ด้านล่างนี้เลยครับ สุดท้ายนี้เรามีคำศัพท์ที่น่าสนใจมาฝากกันเหมือนเดิมครับ

คำศัพท์ที่น่าสนใจ

ข้อมูลอ้างอิง

Solenoid valve specification