คู่มือการเลือกวาล์วโซลินอยด์: จากหลักการทำงานสู่การใช้งานจริง

การเลือกวาล์วโซลินอยด์นั้นไม่ใช่แค่การพิจารณาเรื่องแรงดันไฟฟ้าและขนาดท่อเท่านั้น คุณต้องคำนึงถึงความเข้ากันได้กับตัวกลาง ความดัน อุณหภูมิ อัตราการไหล ความพร้อมของกระแสไฟฟ้า ความถี่ในการใช้งาน สภาพแวดล้อมในการติดตั้ง และการเคลื่อนที่ของวาล์วด้วย

การเลือกใช้โซลินอยด์วาล์วที่เหมาะสมจะช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือ ความเร็วในการทำงาน ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน และอายุการใช้งานของอุปกรณ์ การเลือกใช้โซลินอยด์วาล์วโดยพิจารณาจากราคาและคุณสมบัติเพียงอย่างเดียวอาจนำไปสู่การรั่วไหล ความร้อนสูงเกินไป การทำงานช้าลง การชำรุดก่อนกำหนด หรือแม้แต่เป็นอันตรายได้

คู่มือนี้จะอธิบายว่าวาล์วโซลินอยด์คืออะไรและทำงานอย่างไร คำศัพท์เกี่ยวกับวาล์วที่ใช้กันทั่วไป และวิธีการเลือกวาล์วโซลินอยด์ที่เหมาะสม

บทที่ 1: วาล์วโซลินอยด์คืออะไร

วาล์วโซลินอยด์เป็นวาล์วที่ทำงานด้วยไฟฟ้าเพื่อเริ่ม หยุด กำหนดทิศทาง หรือควบคุมการไหลของของเหลวและก๊าซ

หลักการทำงานค่อนข้างง่าย: แรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับขดลวดจะสร้างแรงแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งจะเคลื่อนที่ลูกสูบ/วาล์ว

อาจมองได้ว่าเป็นวาล์วแบบอัตโนมัติซึ่งทำงานคล้ายกับวาล์วแบบแมนนวล กล่าวคือ แทนที่จะหมุนด้ามจับด้วยมือ ระบบควบคุม (โดยปกติคือ PLC) จะเป็นผู้จ่ายแรงดันไฟฟ้า

ลำดับขั้นตอนการทำงานโดยทั่วไปคือ

ระบบควบคุมจะจ่ายแรงดันไฟฟ้าให้กับขดลวดโซลินอยด์

ขดลวดสร้างสนามแม่เหล็ก

สนามแม่เหล็กดึงดูดลูกสูบหรือแกนหมุนที่เคลื่อนที่ได้

ลูกสูบเคลื่อนไปยังตำแหน่งใหม่

เส้นทางการไหลถูกเปิด ปิด หรือเปลี่ยนแปลง

เมื่อสูญเสียพลังงานเนื่องจากสปริง ความแตกต่างของแรงดัน หรือสาเหตุอื่นๆ ลูกสูบจะกลับไปยังตำแหน่งเริ่มต้น

แม้ว่าโซลินอยด์วาล์วจะมีโครงสร้างที่เรียบง่าย แต่ก็มีบทบาทสำคัญในการทำให้กระบวนการต่างๆ เป็นไปโดยอัตโนมัติ

ตัวอย่างการใช้งานวาล์วโซลินอยด์ในภาคอุตสาหกรรม ได้แก่:

อุปกรณ์อัตโนมัติ, ระบบนิวแมติก

เครื่องจักรบรรจุภัณฑ์

สายการผลิต

อุตสาหกรรมหุ่นยนต์

อุปกรณ์จ่ายและล้าง

ระบบบำบัดน้ำ

อุปกรณ์ HVAC

อุปกรณ์ทางการแพทย์และวิเคราะห์

ระบบยานยนต์

อุปกรณ์ควบคุมกระบวนการ

ระบบของไหลและก๊าซ

โดยทั่วไป วาล์วโซลินอยด์ทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมระหว่างระบบควบคุมไฟฟ้าและตัวกระตุ้นเชิงกล/ของเหลว

1.1 วาล์วแบบใช้มอเตอร์เทียบกับวาล์วโซลินอยด์

หลายคนมักสับสนระหว่างอุปกรณ์สองชนิดนี้ แต่จริงๆ แล้วมันถูกใช้เพื่อวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกัน

แรงแม่เหล็กไฟฟ้าถูกนำมาใช้โดยตรงหรือโดยอ้อม (ผ่านกลไกนำร่อง) เพื่อเคลื่อนที่ส่วนประกอบวาล์วของโซลินอยด์วาล์ว วิธีนี้ได้ผลดีที่สุดในกรณีที่ต้องการสลับและควบคุมทิศทางอย่างรวดเร็ว

วาล์วแบบใช้มอเตอร์ไฟฟ้าทำงานโดยใช้มอเตอร์ไฟฟ้าและระบบส่งกำลังเชิงกล การทำงานจะช้ากว่า แต่ให้การควบคุมตำแหน่งและปริมาณการไหลของวาล์วได้ดีกว่า

คำถามก็คือ:

คุณต้องการสลับการทำงานอย่างรวดเร็วหรือปรับการไหลอย่างต่อเนื่องหรือไม่?

โดยทั่วไปแล้ว วาล์วโซลินอยด์เป็นตัวเลือกที่ดีกว่าสำหรับการสลับและควบคุมทิศทางการไหลของลมอย่างรวดเร็ว เมื่อต้องการควบคุมการไหลแบบสัดส่วนหรือแบบอิงตำแหน่ง วาล์วแบบมอเตอร์จะเป็นตัวเลือกที่ดีกว่า

บทที่ 2: ศัพท์เฉพาะของวาล์วโซลินอยด์: ทำความเข้าใจวิธีการและตำแหน่งต่างๆ

เมื่อเลือกซื้อโซลินอยด์วาล์ว คุณมักจะพบคำศัพท์ต่างๆ เช่น วาล์ว 2/2 ทาง, 3/2 ทาง, 5/2 ทาง และ 5/3 ทาง

ตัวเลขเหล่านั้นแสดงจำนวนตำแหน่งและจำนวนพอร์ตของเหลว (หรือจุดเชื่อมต่อการไหล) ที่วาล์วมีอยู่

2.1 “ตำแหน่ง” คืออะไร?

ตัวเลขแรกแสดงจำนวนตำแหน่งของวาล์ว

ตัวอย่างเช่น

วาล์วแบบ 2/2 ตำแหน่ง: มีตำแหน่งของสปูลสองตำแหน่ง

วาล์ว 3 ตำแหน่ง: ตำแหน่งของแกนวาล์ว 3 ตำแหน่ง

วาล์ว 2 ตำแหน่งสามารถเปรียบเทียบได้กับสวิตช์ไฟฟ้าแบบง่ายๆ กล่าวคือ มีสถานะการทำงานสองสถานะ

วาล์ว 3 ตำแหน่งมีสามตำแหน่ง รวมทั้งตำแหน่งตรงกลางหนึ่งตำแหน่ง หน้าที่ของตำแหน่งตรงกลางจะแตกต่างกันไปตามการออกแบบแต่ละแบบ

ตำแหน่งศูนย์กลางทั่วไป ได้แก่

วงจรปิด

ท่อไอเสียดุมล้อ

จุดศูนย์กลางความกดดัน

ตำแหน่งเหล่านี้กำหนดสิ่งที่เกิดขึ้นกับตัวกระตุ้นเมื่อวาล์วอยู่ในตำแหน่งตรงกลาง

2.2 “วิถี” คืออะไร?

ตัวเลขที่สองแสดงจำนวนพอร์ตของเหลวหรือจุดเชื่อมต่อการไหลของวาล์ว

เช่น.

วาล์ว 2 ทาง – 2 ช่องต่อ

สามพอร์ต: วาล์ว 3 ทาง

ห้าพอร์ต: วาล์ว 5 ทาง

ตัวเลขสองตัวนี้แสดงถึงคุณลักษณะพื้นฐานของวาล์ว

วาล์วโซลินอยด์ 2/2 ทาง

วาล์ว 2/2 ทาง มีคุณสมบัติดังนี้:

งานสองงาน

สองพอร์ต

โดยทั่วไปมักใช้สำหรับการเปิดและปิดของเหลวหรือก๊าซอย่างง่าย ๆ

อาจเป็นไปได้ ขึ้นอยู่กับการออกแบบ:

ปกติปิด (NC)

ปกติเปิด (ไม่)

โดยปกติ วาล์วที่ปิดอยู่จะเปิดเมื่อมีกระแสไฟฟ้า และจะปิดเมื่อไม่มีกระแสไฟฟ้า

หลักการกลับด้านใช้กับวาล์วที่ปกติเปิดอยู่

โซลินอยด์วาล์ว 3/2 ทาง

วาล์ว 3/2 ทาง มีคุณสมบัติดังนี้:

สามพอร์ต

สองตำแหน่ง

โดยทั่วไปมักใช้สำหรับควบคุมกระบอกสูบลมแบบทางเดียว

พอร์ตต่างๆ มีดังต่อไปนี้:

P = แรงดันจ่าย;

A = นักแสดง;

R = ท่อไอเสีย”

ตำแหน่งหนึ่งเชื่อมต่อ P กับ A ในขณะที่อีกตำแหน่งหนึ่งเชื่อมต่อ A กับ R

โซลินอยด์วาล์ว 5/2 ทาง

วาล์ว 5/2 ทาง มีคุณสมบัติดังนี้:

ห้าท่าเรือ

สองตำแหน่ง

โดยทั่วไปมักใช้สำหรับควบคุมกระบอกสูบลมแบบสองทิศทาง

พอร์ตต่างๆ มีดังต่อไปนี้:

P = แรงดันจ่าย;

พอร์ตนักแสดง: A และ B;

R และ S = ช่องระบายไอเสีย

ตำแหน่งหนึ่งจะจ่ายแรงดันไปยังจุด A ในขณะที่ระบายอากาศไปยังจุด B ส่วนอีกตำแหน่งหนึ่งจะเปลี่ยนทิศทาง

วาล์วโซลินอยด์ – 5/3 ทาง

วาล์ว 5/3 ทาง มีคุณสมบัติดังนี้:

ท่าเรือห้าแห่ง

สามตำแหน่ง

ตำแหน่งศูนย์กลางสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตามการใช้งาน เช่น

-ศูนย์ปิด

ท่อไอเสียดุมล้อ

จุดศูนย์กลางความกดดัน

วาล์วประเภทนี้มีประโยชน์เมื่อแอคชูเอเตอร์แบบนิวแมติกต้องการสภาวะเฉพาะในระหว่างสถานะสแตนด์บาย

2.3 วิธีการตีความสัญลักษณ์วาล์วลม

กฎทั่วไป:

จำนวนกล่อง = จำนวนตำแหน่ง; จำนวนพอร์ตจะแสดงอยู่ในสัญลักษณ์วาล์ว

ลูกศรแสดงเส้นทางการไหล และสัญลักษณ์ที่ถูกปิดกั้นแสดงถึงทางเดินที่ถูกปิดกั้น

ในวาล์วแบบสปริงคืนตัว สัญลักษณ์ที่อยู่ใกล้สปริงจะแสดงตำแหน่งของวาล์วเมื่อไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน

เมื่อคุณเรียนรู้สัญลักษณ์เหล่านั้นแล้ว การเปรียบเทียบรูปแบบวาล์วก่อนซื้อก็จะง่ายขึ้นมาก

บทที่ 3: วาล์วโซลินอยด์ หลักการทำงานและประเภทหลัก

วาล์วโซลินอยด์สามารถจำแนกได้หลายวิธี สองวิธีที่สำคัญที่สุดคือ...

การแสดงโดยตรงเทียบกับการควบคุมโดยนักบิน

โซลินอยด์เดี่ยวเทียบกับโซลินอยด์คู่

ต้องนำการจำแนกประเภทนี้มาพิจารณาในระหว่างกระบวนการคัดเลือก

3.1 วาล์วโซลินอยด์แบบทำงานโดยตรง

ในวาล์วโซลินอยด์แบบทำงานโดยตรง ส่วนประกอบของวาล์วจะถูกเคลื่อนที่โดยตรงด้วยแรงแม่เหล็กไฟฟ้า

เมื่อได้รับพลังงาน สนามแม่เหล็กจะดึงลูกสูบหรือแกนหมุน ทำให้ทางเดินของไหลเปิดหรือปิด

ประโยชน์ที่ได้รับ:

การก่อสร้างที่เรียบง่าย

ตอบรับอย่างรวดเร็ว

การทำงานที่เชื่อถือได้

ทำงานได้โดยไม่ต้องอาศัยความแตกต่างของแรงดันขั้นต่ำ

เหมาะที่สุดสำหรับการใช้งานที่มีอัตราการไหลต่ำ

ข้อ จำกัด :

แรงดันของของเหลวและแรงสปริงจะต้องถูกเอาชนะโดยตรงด้วยแรงแม่เหล็กไฟฟ้า นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมวาล์วหรือรูขนาดใหญ่จึงต้องการแรงแม่เหล็กไฟฟ้าที่แรงกว่า

โดยทั่วไปใช้สำหรับวาล์วแบบเปิดปิดโดยตรง

อัตราการไหลต่ำ

ระบบแรงดันต่ำ

เครื่องจักรขนาดเล็ก

การใช้งานสวิตช์เฉพาะ

การใช้งานที่ไม่มีแรงดันแตกต่าง

3.2 วาล์วโซลินอยด์แบบควบคุมด้วยแรงดันนำร่อง

วาล์วแบบใช้แรงดันนำร่องจะใช้แรงดันของตัวกลางในการทำงานเพื่อช่วยในการควบคุมการทำงานของวาล์ว

โซลินอยด์ไม่ได้เคลื่อนชิ้นส่วนวาล์วหลักขนาดใหญ่โดยตรงด้วยแรงแม่เหล็กไฟฟ้า แต่จะควบคุมทางเดินนำร่องขนาดเล็ก ในขณะที่ความแตกต่างของความดันจะไปเคลื่อนไดอะแฟรมหลักหรือลูกสูบ

หลักการนี้ช่วยให้ขดลวดโซลินอยด์ขนาดเล็กสามารถควบคุมการไหลในช่องทางขนาดใหญ่ได้

ประโยชน์ที่ได้รับ:

ข้อกำหนดที่ลดลงสำหรับแรงแม่เหล็กไฟฟ้า

สำหรับช่องเปิดขนาดใหญ่

ความสามารถในการไหลที่สูงขึ้น

การลดการใช้พลังงานในงานออกแบบหลายรูปแบบ

เหมาะสำหรับงานที่มีแรงดันสูง

ข้อ จำกัด :

วาล์วที่ควบคุมด้วยแรงดันนำร่องมักต้องการแรงดันแตกต่างขั้นต่ำเพื่อให้ทำงานได้อย่างถูกต้อง

ด้วยเหตุนี้ คุณจึงต้องตรวจสอบช่วงแรงดันที่ผู้ผลิตระบุไว้เสมอ

แรงดันในระบบที่ต่ำเกินไปอาจทำให้วาล์วเปิดหรือปิดไม่ถูกต้อง

หมายเหตุการเลือกที่สำคัญ

อย่าคิดว่าวาล์วแบบควบคุมด้วยแรงดันนำร่องดีกว่าวาล์วแบบควบคุมโดยตรง

วาล์วแบบเปิดปิดโดยตรงอาจเป็นตัวเลือกที่ดีกว่าสำหรับงานที่มีแรงดันต่ำหรือการทำงานที่แรงดันแตกต่างเป็นศูนย์

บทที่ 4: วาล์วโซลินอยด์เดี่ยวเทียบกับวาล์วโซลินอยด์คู่

ความแตกต่างอีกประการหนึ่งคือจำนวนโซลินอยด์และวิธีการทำงานของวาล์วโซลินอยด์เมื่อไม่มีกระแสไฟฟ้า

4.1 วาล์วโซลินอยด์เดี่ยว

โดยปกติแล้ว วาล์วโซลินอยด์ตัวหนึ่งจะทำงานดังนี้:

เปิดใช้งาน -> การเปลี่ยนตำแหน่งวาล์ว

เมื่อตัดกระแสไฟ -> วาล์วจะกลับสู่สถานะเดิม

โดยปกติแล้วจะใช้สปริงคืนตัวเป็นกลไกในการส่งกลับ

คุณสมบัตินี้เพิ่มความปลอดภัยที่สำคัญให้กับวาล์ว กล่าวคือ หากสัญญาณไฟฟ้าถูกตัด วาล์วจะเคลื่อนไปยังตำแหน่งที่กำหนดไว้โดยอัตโนมัติ

ควรใช้ลิ้นวาล์วแบบโซลินอยด์เดี่ยวเมื่อใด

ควรจะสามารถกลับไปยังตำแหน่งเดิมได้โดยอัตโนมัติ

การทำงานที่ปลอดภัยเมื่อเกิดข้อผิดพลาดถือเป็นจุดสำคัญในที่นี้

ตัวกระตุ้นควรกลับสู่ตำแหน่งเดิมเมื่อไฟดับ

ระบบควบคุมใช้สัญญาณเปิด/ปิดแบบง่ายๆ

4.2 วาล์วโซลินอยด์คู่ (DSV)

ในกรณีของวาล์วโซลินอยด์คู่ โซลินอยด์สองตัวควบคุมตำแหน่งสองตำแหน่งของวาล์ว

ในวงจรนิวแมติก การเปิดใช้งานโซลินอยด์ตัวหนึ่งจะทำให้วาล์วเลื่อนไปยังตำแหน่งหนึ่ง และการเปิดใช้งานโซลินอยด์อีกตัวจะทำให้วาล์วเลื่อนไปยังอีกตำแหน่งหนึ่ง

วาล์ว DSV บางชนิดถูกสร้างขึ้นเป็นวาล์วแบบสองสถานะ เพื่อให้คงอยู่ในตำแหน่งสุดท้ายเมื่อตัดสัญญาณไฟฟ้าออก

วิธีนี้อาจมีประโยชน์ในกรณีที่ระบบจำเป็นต้องรักษาสถานะของวาล์วโดยไม่ต้องจ่ายไฟให้ขดลวดอย่างต่อเนื่อง

ข้อควรพิจารณาด้านความปลอดภัย (หมายเหตุสำคัญ)

อย่าคิดว่าวาล์วโซลินอยด์คู่จะสร้างตำแหน่งแอคชูเอเตอร์ที่ล็อกทางกลไกได้เสมอไปเมื่อไฟฟ้าดับ

พฤติกรรมที่แท้จริงจะขึ้นอยู่กับการออกแบบวาล์ว วงจรลม ตัวกระตุ้น การรั่วไหลของอากาศ และภาระต่างๆ

ในกรณีที่เครื่องจักรจำเป็นต้องรักษาระดับน้ำหนักบรรทุกอย่างปลอดภัยหลังจากไฟฟ้าดับ ฟังก์ชันความปลอดภัยทั้งหมดควรได้รับการออกแบบโดยใช้กลไกทางกลและ/หรือทางลมที่เหมาะสม แทนที่จะพึ่งพาตำแหน่งของวาล์วเพียงอย่างเดียว

บทที่ 5: 7 เคล็ดลับเกี่ยวกับ การเลือกวาล์วโซลินอยด์ 

ตอนนี้เรามาถึงประเด็นที่สำคัญที่สุดแล้ว นั่นคือวิธีการเลือกโซลินอยด์วาล์วที่เหมาะสมสำหรับงานเฉพาะนั้นๆ

พัฒนาแอปพลิเคชันของคุณอย่างเป็นระบบ อย่าเลือกวาล์วโดยพิจารณาจากพารามิเตอร์ใดพารามิเตอร์หนึ่งเพียงอย่างเดียว

ขั้นตอนการคัดเลือกที่ถูกต้องมีดังนี้:

ตัวกลาง -> ความดัน -> อุณหภูมิ -> อัตราการไหล -> ฟังก์ชัน -> ข้อกำหนดทางไฟฟ้า -> สภาพแวดล้อม

5.1 ขั้นตอนที่ 1. กำหนดตัวกลางในการทำงาน

ถามตัวเองก่อนว่า: •

มีอะไรไหลผ่านวาล์วนี้บ้าง?

สื่อที่ใช้ได้อาจเป็น:

อากาศอัด น้ำ น้ำมัน

การดูดไอน้ำ

ก๊าซทำความเย็น

สารกัดกร่อน

ของเหลวสำหรับเภสัชภัณฑ์หรืออาหาร

สื่อกลางจะเป็นตัวกำหนดตัววาล์ว ไดอะแฟรม ซีล และชิ้นส่วนภายในที่เหมาะสม

ตัวอย่างเช่น วาล์วที่ออกแบบมาเพื่อใช้งานกับอากาศอัด ไม่สามารถสรุปได้โดยอัตโนมัติว่าจะเหมาะสมกับการใช้งานกับน้ำร้อน ไอน้ำ หรือสารเคมีที่มีฤทธิ์กัดกร่อน

ตรวจสอบพารามิเตอร์เหล่านี้ดู

ประเภทขนาดกลาง

ความเข้ากันได้ทางเคมี

ก๊าซหรือของเหลว

ความสะอาด

การมีอยู่ของอนุภาค

ความเหนียว

การกัดกร่อน

ความต้องการการหล่อลื่น

ในกรณีที่ตัวกลางปนเปื้อนด้วยอนุภาค อาจจำเป็นต้องใช้การกรองเพื่อป้องกันการปนเปื้อนที่บริเวณวาล์วและชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ได้

5.2 ขั้นตอนที่ 2 ตรวจสอบความดันและความดันแตกต่าง

แรงดันเป็นหนึ่งในปัจจัยสำคัญในกระบวนการคัดเลือก

เช็คเอาท์:

แรงดันใช้งานขั้นต่ำ

แรงดันใช้งานสูงสุด

แรงดันขาเข้า

แรงดันออก

ความดันแตกต่าง

ความแตกต่างของแรงดันขั้นต่ำมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับวาล์วที่ควบคุมด้วยแรงดันนำร่อง

ตัวอย่างเช่น หากวาล์วต้องการแรงดันแตกต่างขั้นต่ำเพื่อการทำงาน และแรงดันในระบบลดลงต่ำกว่าค่าแรงดันนั้น วาล์วจะไม่ทำงานอย่างถูกต้อง

อย่าเลือกวาล์วโดยพิจารณาจากค่าแรงดันสูงสุดเพียงอย่างเดียว ค่าแรงดันต่ำสุดก็มีความสำคัญไม่แพ้กัน

5.3 ขั้นตอนที่ 3. ระบุข้อกำหนดด้านไฟฟ้า

ต่อไปเรามากำหนดโหมดควบคุมของวาล์วกัน

แรงดันไฟฟ้าทั่วไปของโซลินอยด์มีดังนี้:

12 โวลต์ DC, 24 โวลต์ DC, 24 โวลต์ AC, 110 โวลต์ AC, 120 โวลต์ AC, 220 ถึง 230 โวลต์ AC

แรงดันไฟฟ้า 24 VDC เป็นแรงดันไฟฟ้าที่พบได้ทั่วไปในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม และสามารถนำไปรวมเข้ากับระบบควบคุม PLC ได้อย่างง่ายดาย

ตรวจสอบด้วย:

การใช้พลังงานของขดลวด

การใช้งานปัจจุบัน

รอบหน้าที่

การเชื่อมต่อไฟฟ้า

ป้องกันไฟกระชาก

ชั้นฉนวน

ข้อกำหนดเอาต์พุตควบคุม

สำหรับขดลวด DC แบบง่ายๆ:

กระแสไฟฟ้า ≈ กำลังไฟฟ้า / แรงดันไฟฟ้า

ตัวอย่างเช่น คอยล์ 24 VDC ที่มีกำลังไฟ 6 วัตต์ จะใช้กระแสไฟฟ้า 0.25 แอมป์ ในการทำงานปกติ

เอาต์พุตของ PLC หรือรีเลย์จะต้องสามารถขับเคลื่อนโหลดไฟฟ้าได้

5.4 ขั้นตอนที่ 4 การเลือก วาล์วโซลินอย ฟังก์ชันและความสามารถในการไหล

เมื่อทราบตัวกลาง ความดัน และข้อกำหนดทางไฟฟ้าแล้ว ขั้นตอนต่อไปคือการกำหนดหน้าที่ของวาล์ว

ฟังก์ชันทั่วไปได้แก่

การควบคุมแบบเปิด/ปิดพื้นฐาน

การทำงานของกระบอกสูบแบบทางเดียว

การควบคุมกระบอกสูบแบบสองตำแหน่ง

การเปลี่ยนแปลงทิศทางการไหล

การจัดการไอเสีย

การควบคุมสุญญากาศ

ตำแหน่งแอคทูเอเตอร์ตัวกลาง

จากนั้นเลือกการตั้งค่าที่เหมาะสม:

2/2-ทาง

3/2 ทาง

5/2-ทาง

5/3 ทาง

ระวังเรื่องปริมาณการไหลด้วย!

ประสิทธิภาพของวาล์วไม่ได้จำกัดด้วยขนาดท่อ

โดยทั่วไปแล้ว ความสามารถในการไหลจะถูกอธิบายด้วยพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น

ฮิต CV

KV

อัตราการไหล

พื้นที่ที่มีประสิทธิภาพ

ระบบไม่ได้ดีขึ้นเสมอไปเมื่อมีขนาดใหญ่ขึ้น วาล์วต้องได้รับการเลือกให้เหมาะสมกับอัตราการไหลและแรงดัน

ในระบบนิวแมติกส์ ความสามารถในการไหลอาจไม่เพียงพอในสถานการณ์ต่อไปนี้:

การเคลื่อนที่ช้าของกระบอกสูบ

ประสิทธิภาพการทำงานของแอคชูเอเตอร์ต่ำ

ระยะเวลาวงจรที่เพิ่มขึ้น

ความดันลดลง

ดังนั้น การเลือกวาล์วจึงต้องคำนึงถึงอัตราการไหลที่ต้องการ ไม่ใช่แค่ขนาดท่อเท่านั้น

5.5 ขั้นตอนที่ 5 ตรวจสอบเวลาตอบสนองและความถี่ในการปฏิบัติงาน

แอปพลิเคชันบางอย่างต้องการการสลับที่รวดเร็วมาก

ตัวอย่างเช่น:

เครื่องจักรบรรจุภัณฑ์

เครื่องจักรหยิบและวาง

ระบบเป่าลม

เครื่องคัดแยก

เครื่องจำหน่ายสินค้าอัตโนมัติ (เครื่องเดียว)

ระบบควบคุมนิวแมติกส์ ความถี่สูง

พารามิเตอร์หลักในที่นี้คือ

เวลาตอบสนองสำหรับการเปิด

เวลาตอบสนองสำหรับการปิด

ความถี่การสลับสูงสุด

รอบหน้าที่

อายุการใช้งาน (โดยประมาณ)

วาล์วที่ทำงานได้ดีในความถี่ต่ำ อาจไม่เหมาะสมสำหรับการใช้งานในความถี่สูง

หากเครื่องจักรทำงานหลายแสนหรือหลายล้านรอบ ควรตรวจสอบอายุการใช้งานของวาล์วภายใต้สภาวะที่ใกล้เคียงกับการใช้งานจริงมากที่สุด

5.6 ขั้นตอนที่ 6 พิจารณาสภาพแวดล้อมในการติดตั้ง

สภาพแวดล้อมอาจส่งผลกระทบอย่างมากต่อความน่าเชื่อถือของวาล์ว

ตรวจสอบสิ่งต่อไปนี้:

อุณหภูมิโดยรอบ

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าวาล์วและคอยล์มีพิกัดที่เหมาะสมกับช่วงอุณหภูมิที่ต้องการใช้งาน

การสัมผัสกับน้ำและความชื้น

หากวาล์วต้องสัมผัสกับน้ำ ไอน้ำ และการล้างทำความสะอาด ควรเลือกวัสดุหุ้มและระดับการป้องกันขั้วต่อที่เหมาะสม

ฝุ่น

สภาพแวดล้อมที่มีฝุ่นละอองในโรงงานอุตสาหกรรมอาจต้องการการป้องกันเพิ่มเติมจากการปนเปื้อน

การสั่นสะเทือน

การสั่นสะเทือนสูงอาจส่งผลกระทบต่อการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าและชิ้นส่วนทางกล

สภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน

ในสภาพแวดล้อมชายฝั่งและอุตสาหกรรมเคมี อาจจำเป็นต้องใช้วัสดุหรือสารเคลือบที่ทนต่อการกัดกร่อน

อันตราย (สถานที่จำแนกประเภท)

หากจะติดตั้งอุปกรณ์ในสภาพแวดล้อมที่อาจเกิดการระเบิดได้ วาล์วและชิ้นส่วนไฟฟ้าควรมีใบรับรองสำหรับการใช้งานในพื้นที่อันตรายอย่างถูกต้อง

อย่าใช้ขดลวดโซลินอยด์แบบธรรมดาในพื้นที่อันตรายเพียงเพราะแรงดันไฟฟ้าของมันเท่ากับระบบควบคุม

5.7 ขั้นตอนที่ 7 ประเมินคุณภาพ ต้นทุน และคุณสมบัติพิเศษ

ราคาและชื่อแบรนด์ควรเป็นปัจจัยหลักในการเลือกหลังจากที่ได้กำหนดข้อกำหนดทางเทคนิคแล้วเท่านั้น

ข้อควรพิจารณาที่สำคัญ:

คุณภาพของผลิตภัณฑ์

ความเชื่อถือได้

ใบรับรองชีวิต

การสนับสนุนทางเทคนิค

ความพร้อมที่จะให้บริการ

อะไหล่.

เวลาการส่งมอบ

ต้นทุนการเป็นเจ้าของ

คุณสมบัติพิเศษต่อไปนี้อาจมีประโยชน์ ขึ้นอยู่กับการใช้งาน:

การควบคุมด้วยตนเอง

ไฟแสดงสถานะ

การป้องกันไฟกระชาก:

ปลั๊ก DIN

การเชื่อมต่อสายเคเบิล

คอยล์กำลังต่ำ

คอยล์อุณหภูมิสูง

ตัวเรือนที่ทนต่อการกัดกร่อน

ขดลวดกันระเบิด

การกำหนดค่าการติดตั้งแบบกำหนดเอง

วาล์วที่ถูกที่สุดไม่ได้หมายความว่าจะเป็นตัวเลือกที่ประหยัดที่สุดเสมอไป

วาล์วที่ชำรุดอาจกลายเป็นปัญหาที่มีค่าใช้จ่ายสูง ทำให้เครื่องจักรหยุดทำงาน ค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา ผลิตภัณฑ์ที่ชำรุด และการเปลี่ยนชิ้นส่วนฉุกเฉิน

 

6 บท: ตัวอย่างโครงการเลือกใช้โซลินอยด์วาล์ว

เรามาพิจารณาขั้นตอนการคัดเลือกสำหรับงานประยุกต์ทั่วไปบางประเภทกัน

ตัวอย่างที่ 1. การใช้งานกระบอกหยุดแบบใช้ลมในสายการผลิต

ใช้กระบอกสูบแบบนิวแมติกในการหยุดผลิตภัณฑ์บนสายพานลำเลียง

คุณสมบัติผู้สมัคร:

การบีบอัดอากาศ

แรงดันใช้งานอยู่ที่ประมาณ 0.5 ถึง 0.6 เมกะปาสคาล

การควบคุม PLC 24 VDC

กระบอกสูบควรกลับสู่ตำแหน่งเดิมเมื่อตัดกระแสไฟ

การใช้งานบ่อยครั้ง

สภาพแวดล้อมของโรงงาน – อุตสาหกรรม

แนวทางที่แนะนำ

ในกรณีนี้ ควรใช้วาล์วที่มีระบบคืนตัวอัตโนมัติและสปริง

ในกรณีของกระบอกสูบแบบทางเดียว สามารถใช้ลิ้นวาล์วแบบ 3/2 ทางได้

ความสามารถในการไหลของวาล์วควรสอดคล้องกับขนาดของกระบอกสูบและความเร็วในการทำงาน

โดยทั่วไปแล้ว วาล์วอุตสาหกรรมทั่วไปที่มีวัสดุซีลที่เหมาะสมและมีการป้องกันจากสภาพแวดล้อมก็เพียงพอแล้ว

ตัวอย่างที่ 2. หุ่นยนต์จับยึด ซึ่งควรคงสภาพเดิมไว้

ตัวจับยึดของหุ่นยนต์จะยึดชิ้นงานไว้ สิ่งสำคัญสำหรับระบบคือ ตัวจับยึดจะต้องคงอยู่ในสถานะที่กำหนดไว้ในกรณีที่สัญญาณควบคุมขาดหายไป

เกณฑ์การคัดเลือก:

หากจำเป็นต้องคงตำแหน่งสุดท้ายที่สั่งการไว้ของวาล์ว อาจพิจารณาใช้โซลินอยด์วาล์วแบบคู่ได้

อย่างไรก็ตาม นั่นไม่ได้หมายถึงการล็อกเชิงกลของตัวจับยึด

ในกรณีที่มีการระงับหรือมีน้ำหนักบรรทุกที่สำคัญ ควรใช้มาตรการเพิ่มเติม เช่น

ล็อคเครื่องกล

อุปกรณ์ป้องกันการไหลย้อนกลับแบบควบคุมด้วยนักบิน

การล็อกก้าน

วงจรรักษาแรงดัน

ระดับความปลอดภัยของวงจรนิวแมติก

วิธีแก้ปัญหาที่เหมาะสมนั้นขึ้นอยู่กับภาระ การออกแบบตัวขับเคลื่อน รูปแบบความล้มเหลว และข้อกำหนดด้านความปลอดภัยของเครื่องจักร

บทที่ 7: วิธีหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดทั่วไปในการติดตั้งและบำรุงรักษา

การเลือกวาล์วที่เหมาะสมเป็นเพียงจุดเริ่มต้นเท่านั้น อายุการใช้งานขึ้นอยู่กับวิธีการติดตั้งและการบำรุงรักษาวาล์ว

7.1 ตรวจสอบทิศทางการไหล

ควรคำนึงถึงคำแนะนำของผู้ผลิตเกี่ยวกับทิศทางการไหลเสมอ

มิเช่นนั้น วาล์วจะไม่ทำงานอย่างถูกต้อง

7.2 การหลีกเลี่ยงความเค้นในท่อ

ควรหลีกเลี่ยงการใช้ท่อแข็งที่สร้างภาระทางกลมากเกินไปต่อวาล์ว

การติดตั้งท่ออย่างถูกต้องสามารถป้องกันการสั่นสะเทือนและความเสียหายของข้อต่อได้

7.3 รักษาความสะอาดของตัวกลาง

หากเป็นระบบลม ควรใช้ตัวกรองที่เหมาะสมก่อนวาล์ว

การปนเปื้อนอาจนำไปสู่ปัญหาดังต่อไปนี้:

วาล์วติดขัด

การรั่วไหลภายใน

ความล่าช้าในการตอบสนอง

ความเสียหายของเบาะ

ยางสึกหรอก่อนวัยอันควร

7.4 การทำงานภายในช่วงแรงดันที่ถูกต้อง

การใช้งานวาล์วภายในช่วงแรงดันที่กำหนดนั้นมีความสำคัญ เพื่อป้องกันการทำงานผิดปกติและลดอายุการใช้งานของชิ้นส่วนวาล์ว

7.5 ตรวจสอบแรงดันไฟของคอยล์

ห้ามต่อคอยล์ 24 VDC เข้ากับไฟ 110 VAC หรือ 220 VAC

นอกจากนี้ อย่าคิดว่าขดลวดที่มีแรงดันไฟฟ้าระบุเท่ากันจะมีคุณสมบัติเหมือนกันเสมอไป

7.6 พิจารณาถึงปรากฏการณ์ค้อนน้ำด้วย

เมื่อพูดถึงของเหลว ควรระมัดระวังเป็นพิเศษกับการหยุดการไหลอย่างกระทันหัน เพราะอาจทำให้เกิดแรงดันพุ่งสูงขึ้นอย่างฉับพลัน (ปรากฏการณ์ค้อนน้ำ)

หากจำเป็น โปรดพิจารณาวิธีแก้ปัญหาต่อไปนี้:

วาล์วที่ปิดช้าลง

การควบคุมการไหล

บรรเทาความดัน

ตัวสะสมหรือตัวหน่วง

การออกแบบท่อที่ถูกต้อง

บทที่ 8: ปัญหาทั่วไปของวาล์วโซลินอยด์และการแก้ไขปัญหา

แม้แต่การเลือกวาล์วอย่างพิถีพิถันก็อาจประสบปัญหาได้หากติดตั้งหรือบำรุงรักษาไม่ถูกต้อง

ปัญหาที่ 1: วาล์วไม่ทำงาน ตรวจสอบ: จ่ายแรงดันไฟฟ้าที่ถูกต้องให้กับขดลวดหรือไม่?

ขดลวดเสียหรือเปล่า?

ต่อสายเชื่อมต่อถูกต้องแล้วหรือไม่?

ความดันอยู่ในช่วงที่กำหนดหรือไม่?

แกนวาล์วและลูกสูบสะอาดหรือไม่?

วาล์วได้รับการติดตั้งอย่างถูกต้องแล้ว

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าความแตกต่างของแรงดันในกรณีของวาล์วที่ควบคุมด้วยแรงดันนำร่องนั้นถูกต้อง

ปัญหาที่ 2: วาล์วทำงาน แต่ไม่มีของเหลวไหลออกมา

สาเหตุที่เป็นไปได้คือ

การเชื่อมต่อพอร์ตไม่ถูกต้อง

การอุดตันของตัวกรอง

แรงดันไม่เพียงพอ

การปนเปื้อน

การออกแบบวาล์วที่ไม่ถูกต้อง

ไดอะแฟรมหรือซีลชำรุด

ปัญหาที่ 3: วาล์วปิดไม่สนิท

สาเหตุที่เป็นไปได้คือ

สิ่งสกปรกหรืออนุภาคในบ่าวาล์ว

ชิ้นส่วนซีลที่เสียหาย

แรงกดดันมากเกินไป

การติดตั้งไม่ถูกต้อง

ชิ้นส่วนภายในที่สึกหรอ

จำเป็นต้องทำความสะอาดหรือเปลี่ยนใหม่

ปัญหาที่ 4: ขดลวดร้อนเกินไป

การที่อุณหภูมิของขดลวดเพิ่มขึ้นเล็กน้อยระหว่างการใช้งานถือเป็นเรื่องปกติ

อย่างไรก็ตาม การที่เครื่องยนต์ร้อนเกินไปอาจบ่งชี้ถึงปัญหาดังต่อไปนี้:

แรงดันไฟฟ้าที่จ่ายผิดปกติ

พารามิเตอร์คอยล์ไม่ถูกต้อง

ความถี่ในการสลับสูงเกินไป

รอบการทำงานไม่ถูกต้อง

ปัญหาทางกลไกที่นำไปสู่การทำงานที่ไม่ถูกต้อง

การระบายความร้อนที่ไม่ถูกต้อง

ปัญหาไฟฟ้า

เปรียบเทียบสภาพการใช้งานจริงกับข้อกำหนดของผู้ผลิต

รายการตรวจสอบสำหรับการเลือกวาล์วโซลินอยด์

โปรดระบุข้อมูลต่อไปนี้ก่อนทำการสั่งซื้อ:

ตัวกลาง: อากาศ, น้ำ, น้ำมัน, ไอน้ำ, ก๊าซ, สารเคมี ฯลฯ

อุณหภูมิปานกลาง: ต่ำสุด/สูงสุด

แรงดันใช้งาน: ต่ำสุดและสูงสุด

ความแตกต่างของความดัน: ค่าต่ำสุดและค่าสูงสุด

อัตราการไหลที่ต้องการ: Cv, Kv หรือเทียบเท่า

ขนาดพอร์ต: 1/8″, 1/4″, 3/8″, 1/2″ เป็นต้น…

หน้าที่ของวาล์ว: 2/2, 3/2, 5/2, 5/3 เป็นต้น

สถานะปกติ: เปิดหรือปิด

ตัวกระตุ้น: แบบทำงานทางเดียวหรือสองทาง

แรงดันไฟฟ้าของขดลวด: 12V DC, 24V DC, 110V AC, 230V AC เป็นต้น

การใช้พลังงานในหน่วยวัตต์ (W) หรือวัตต์ (VA)

เวลาตอบสนอง: มันสำคัญ

ความถี่ในการสลับ: รอบ/วินาที/ชั่วโมง

รอบการทำงาน: ต่อเนื่อง หรือ เป็นช่วงๆ

อุณหภูมิโดยรอบ

การป้องกัน IP

ความต้านทานการกัดกร่อน

ข้อกำหนดสำหรับพื้นที่อันตราย

ตัวเชื่อมต่อไฟฟ้า

ต้องใช้เวลาตลอดชีวิต

ข้อมูลจำเพาะ

มีพื้นที่ว่าง

ปริมาณและงบประมาณที่คาดการณ์ไว้

การทราบข้อมูลจำเพาะที่จำเป็นทั้งหมดจะช่วยให้การติดต่อสื่อสารกับผู้ผลิตวาล์วโซลินอยด์เป็นเรื่องง่าย

บทที่ 10: บทสรุปเกี่ยวกับการเลือกใช้โซลินอยด์วาล์ว

เมื่อมองแวบแรก การเลือกวาล์วโซลินอยด์อาจดูค่อนข้างซับซ้อน เนื่องจากมีพารามิเตอร์ต่างๆ มากมายที่ผู้ผลิตกำหนดไว้ อย่างไรก็ตาม หากทำตามลำดับขั้นตอนอย่างมีเหตุผล ทุกอย่างก็จะง่ายขึ้น

เริ่มจากตัวกลางก่อน จากนั้นจึงพิจารณาความดันและอุณหภูมิ กำหนดอัตราการไหลที่ต้องการและฟังก์ชันของวาล์ว ต่อไป ตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าของขดลวด กำลังไฟฟ้า รอบการทำงาน เวลาตอบสนอง สภาพแวดล้อม และอายุการใช้งานที่ต้องการ

กฎพื้นฐานคือ

อย่าเลือกโซลินอยด์วาล์วโดยพิจารณาจากแรงดันไฟฟ้าและขนาดพอร์ตเพียงอย่างเดียว ควรเลือกโดยพิจารณาจากช่วงการทำงานทั้งหมดของแอปพลิเคชันนั้นๆ

วาล์วโซลินอยด์ที่เลือกอย่างเหมาะสมจะให้การตอบสนองที่รวดเร็ว การสลับที่เชื่อถือได้ อายุการใช้งานยาวนาน และการทำงานของเครื่องจักรที่ราบรื่น นอกจากนี้ยังช่วยป้องกันการหยุดทำงานและการชำรุดที่ไม่จำเป็นอีกด้วย

วาล์วสำเร็จรูปก็เพียงพอสำหรับการใช้งานส่วนใหญ่ อย่างไรก็ตาม เมื่อการใช้งานต้องการขนาดที่ผิดปกติ อุณหภูมิสูง ความดันพิเศษ พื้นที่ติดตั้งจำกัด การเชื่อมต่อไฟฟ้าแบบกำหนดเอง อายุการใช้งานที่ยาวนาน หรือข้อกำหนดด้านแรงดันการไหลที่เฉพาะเจาะจง การร่วมมือโดยตรงกับผู้ผลิตวาล์วโซลินอยด์มืออาชีพอาจเป็นทางออกที่ดีกว่า

วาล์วที่ดีที่สุดไม่ใช่ตัวที่ใหญ่ที่สุด ราคาถูกที่สุด หรือแข็งแรงที่สุดเสมอไป แต่เป็นวาล์วที่มีคุณสมบัติทางไฟฟ้า ทางกล ทางของเหลว และทางสิ่งแวดล้อมที่ตรงกับความต้องการใช้งานจริง