ระบบนิวเมตริก (Pneumatic) คืออะไร

ระบบนิวเมติก คือระบบในอุตสาหกรรมที่ใช้อากาศอัดในการส่งและควบคุมพลังงานในการทำงานของเครื่องจักรต่าง ๆ โดยปัจจุบันระบบนิวเมติกได้ถูกนำไปประยุกต์ใช้งานที่หลากหลาย ทั้งในภาคอุตสาหกรรมและครัวเรือน เช่น ระบบการเคลื่อนย้ายขนส่งสินค้าในโกดังจัดเก็บสินค้า โรงงานอุตสาหกรรมการผลิต การใช้งานเครื่องจักรในอุตสาหกรรมยานยนต์และชิ้นส่วนอะไหล่ยานยนต์ เครื่องจักรผลิตพลาสติก อุปกรณ์การแพทย์ภายในโรงพยาบาล อย่างการปรับระดับเตียงผู้ป่วย รวมถึงระบบเปิดปิดประตูตามบ้านเรือนก็มีการใช้งานระบบนิวเมติกร่วมด้วยเช่นกัน และเครื่องอัตโนมัติอื่นๆอีกมากมาย

โครงสร้างพื้นฐานระบบนิวเมติกที่ใช้ในอุตสาหกรรมและภาคครัวเรือน

นิวเมติกแอคชูเอเตอร์ หรือกระบอกสูบ พระเอกของระบบนิวเมติกที่คอยขับเคลื่อนการทำงานของระบบ ทั้งในส่วนของเครื่องจักรหรือเครื่องจักรอัตโนมัติ
อุปกรณ์ควบคุมทิศทางการไหลของลม หรือที่รู้จักกันทั่วไปว่า โซลินอยด์วาล์ว และวาล์วเปลี่ยนทิศทาง โดยอุปกรณ์นี้ช่วยในการควบคุมทิศทางการไหลของลมอัดในระบบนิวเมติกผ่านทางกระบอกสูบที่เคลื่อนที่เข้าออกให้ไปทิศทางที่ต้องการ
อุปกรณ์ควบคุมปริมาณของลม ได้แก่ วาล์วควบคุมความเร็วลม (speed control ) หรืออัตราการไหลของลมอัด และอื่น ๆ ซึ่งอุปกรณ์ส่วนนี้มีหน้าที่ในการควบคุมความเร็วของกระบอกสูบ รวมถึงคอยปรับปริมาณการไหลของลมอัดในระบบนิวเมติก
อุปกรณ์สำหรับควบคุมแรงดัน ประกอบไปด้วยวาล์วลดแรงดัน วาล์วควบคุมความปลอดภัย ( เซฟตี้วาล์ว ) ทั้งหมดมีหน้าที่สำคัญในการควบคุมแรงดันลมที่จ่ายไปยังส่วนนิวเมติกแอคชูเอเตอร์ หรือกระบอกสูบลม
ชุดกรองลม ส่วนประกอบสำคัญที่มีหน้าที่ในการกรองทำความสะอาดและควบคุมระดับความชื้นของลมในระบบนิวเมติกให้มีความสะอาดบริสุทธิ์ ยิ่งลมสะอาดประสิทธิภาพของอุปกรณ์นิวเมติก และคุณภาพของกระบวนการผลิตก็จะดียิ่งขึ้นตามไปด้วย
แหล่งจ่ายลม หรือปั๊มลม คือแหล่งจ่ายพลังงานของระบบนิวเมติก ที่มีหน้าที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าหรือเครื่องยนต์ให้เป็นพลังงานลมอัดที่มีความดันสูง
อุปกรณ์ระบบท่อ ข้อต่อต่าง ๆ เป็นอุปกรณ์ที่ใช้เป็นท่อทางไหลของลมในระบบนิวเมติก จัดแบ่งจ่ายลมในระบบ ซึ่งรวมถึงส่วนของท่อ สายลมโพลียูรีเทนที่มีความยืดหยุ่นสูง และข้อต่อต่าง ๆ ที่ทำจากทองเหลือง อะลูมิเนียม พลาสติก สำหรับเชื่อมต่ออุปกรณ์ในระบบนิวเมติกเข้าด้วยกับ
อุปกรณ์เสริมการทำงานของระบบนิวเมติก ประกอบไปด้วย อุปกรณ์จ่ายน้ำมันหล่อลื่น ที่ช่วยจ่ายน้ำมันหล่อลื่นเพื่อให้อุปกรณ์นิวเมติกทำงานได้ไหลลื่นมากที่สุด สวิตช์แรงดันสำหรับตรวจจับการเพิ่มขึ้นหรือลดลงของแรงดันอากาศ และตัวเก็บเสียงที่คอยลดเสียงรบกวนจากท่อระบายอากาศ

ส่วนประกอบสำคัญภายในระบบนิวเมติก

1. ส่วนเตรียมลม

ต้นทางของระบบนิวเมติกที่มีหน้าที่หลัก ๆ ในการจัดเตรียมอากาศที่ดีมีคุณภาพ สะอาดและแห้งพร้อมต่อการใช้งาน ประกอบไปด้วยอุปกรณ์นิวเมติกอย่าง ปั๊มลม (คอมเพรสเซอร์) ที่มีหน้าที่เพิ่มแรงดันให้กับอากาศ ชุดกรองลม (FRL Unit) สำหรับกรองสิ่งสกปรกและความชื้น ปรับแรงดันลม และจ่ายละอองน้ำมันสำหรับหล่อเลี้ยงอุปกรณ์นิวเมติกไม่ให้ชำรุดจากการเสียดสีขณะใช้งาน

2. ส่วนควบคุมการไหลของลม

เปรียบเสมือนส่วนลำเลียงหรือระบบขนส่งในระบบนิวเมติกเลยก็ว่าได้ โดยมีหน้าที่หลักในการควบคุมทิศทางของลมอัด และอัตราการไหลของลมในระบบ ส่วนนี้จึงมีทั้งโซลินอยด์วาล์วคอยควบคุมการเปิดปิดช่องทางไหลของลม เช็ควาล์วสำหรับป้องกันไม่ให้ลมไหลย้อนกลับ และวาล์วควบคุมความเร็วลมคอยเร่งความเร็วในการเคลื่อนที่ของแอคชูเอเตอร์ หรือกระบอกสูบลม

3. ส่วนนิวเมติกแอคชูเอเตอร์

ส่วนเอาท์พุตของระบบนิวเมติก เป็นส่วนสำหรับเปลี่ยนแรงดันลมเป็นการเคลื่อนที่เชิงกล เช่น การยืดหดเข้าออกของกระบอกสูบลม การจับปล่อยของมือจับหุ่นยนต์ และการหมุนของสว่านลม เป็นต้น โดยปัจจัยในการขับเคลื่อนของนิวเมติกแอคชูเอเตอร์อยู่ที่ทิศทางการขับเคลื่อน ความเร็วในการเคลื่อนที่ และขนาดของแรงขับเคลื่อน ซึ่งทั้งหมดควบคุมด้วยแรงดันอากาศจากแหล่งจ่ายลมอัดผ่านตัวปรับแรงดันลม (Air Regulator) และวาล์วควบคุมทิศทางลมอัด

หลักการทำงานของระบบนิวเมติก

ระบบนิวเมติกเริ่มต้นที่อากาศจากสภาพแวดล้อมภายนอกหรือชั้นบรรยากาศโดยใช้ตัวกรองอากาศในการทำความสะอาด จะไม่ใช้อากาศจากสภาพแวดล้อมโดยตรงเพราะอาจทำให้คอมเพรสเซอร์เสียหายได้เนื่องจากมีฝุ่นละอองและความชื้นปะปนมา เมื่ออากาศผ่านตัวกรองแล้วจะถูกจ่ายไปยังเครื่องอัดอากาศ (ปั๊มลม) ที่ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า เพื่อเพิ่มความดันให้กับอากาศ ต่อไปก็จะเป็นขั้นตอนการปรับอุณหภูมิให้กับอากาศ ด้วยการลดอุณหภูมิของเครื่องทำลมแห้ง (Air dryer) โดยยังคงรักษาระดับความดันไว้เหมือนเดิม และอากาศที่ระบายความร้อนออกแล้วจะถูกส่งไปยังห้องบำบัดหรือส่วนน้ำมันหล่อลื่นควบคุมตัวกรอง (FRL) เพื่อทำให้อากาศแห้งมากที่สุด พร้อมส่งต่อไปยังวาล์วควบคุมทิศทางเพื่อจ่ายต่อไปยังอุปกรณ์นิวเมติกหรือส่วนที่ต้องการใช้งานต่อไป

ข้อดีของระบบนิวเมติก

ระบบนิวเมติกมีความปลอดภัยสูง เนื่องจากใช้ลมเป็นตัวกลางในการทำงาน แรงดันไม่สูงเหมือนระบบไฮดรอลิก ไม่สกปรก ไม่มีความร้อนสะสม หรือเพลิงลุกไหม้อันเป็นสาเหตุของอัคคีภัยได้
ระบบนิวเมติกเป็นระบบที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เพราะไม่ได้ใช้น้ำมันในการขับเคลื่อนเหมือนกับระบบไฮดรอลิก ไม่ก่อให้เกิดการรั่วไหลของน้ำมัน ในขณะเดียวกันระบบนิวเมติกหากเกิดการรั่วไหลก็เป็นแค่ลมออกมาเท่านั้น ไม่ก่อให้เกิดความสกปรกบริเวณเครื่องจักร และสภาพแวดล้อมภายนอก ที่สำคัญ อากาศในระบบนิวเมติกสามารถจัดเก็บไว้ใช้งานต่อเนื่องได้ ไม่ก่อให้เกิดพลังงานสิ้นเปลืองอีกด้วย
การออกแบบระบบนิวเมติกมีความเรียบง่ายแต่ให้ประสิทธิภาพสูง ระบบนิวเมติกเป็นระบบที่ไม่ซับซ้อนมาก ขอแค่ประกอบชิ้นส่วนอุปกรณ์ต่าง ๆ ให้ครบถ้วนก็สามารถใช้งานได้แล้ว ด้วยความเรียบงานนี่แหละทำให้หลายอุตสาหกรรมต่างนำระบบนิวเมติกมาประยุกต์ใช้งานกันอย่างแพร่หลาย แถมยังให้ประสิทธิภาพและความเร็วในการทำงานสูงมาก โดยปกติความเร็วในการทำงานของนิวเมติกจะอยู่ที่ 1 ถึง 2 เมตรต่อวินาที แต่หากติดตั้งกระบอกสูบนิวเมติกชนิดพิเศษเพิ่มเข้า สามารถทำความเร็วได้สูงถึง 10 เมตรต่อวินาทีเลยทีเดียว

ข้อควรระมัดระวังขณะใช้งานระบบนิวเมติก

ระบบนิวเมติกเป็นระบบที่มีเสียงดังรบกวนพื้นที่ภายนอก เพราะว่าจำเป็นต้องระบายอากาศทิ้ง จึงควรติดตั้งตัวเก็บเสียงไว้ใช้งานด้วย
อุณหภูมิส่งผลต่อประสิทธิภาพในการทำงานได้เช่นกัน ระบบนิวเมติกสามารถทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิแตกต่างกันได้ แต่ก็ไม่ได้หมายความว่าจะไม่ส่งผลต่อการทำงานของระบบเลย เพราะอุณหภูมิส่งผลต่อความดันในระบบได้เหมือนกัน อาจเกิดปัญหาด้านความชื้นและหยดน้ำในระบบได้
ปัญหาด้านการเพิ่มอุปกรณ์นิวเมติก การเพิ่มอุปกรณ์นิวเมติกเข้าในระบบสำหรับขยายพื้นที่การผลิตสามารถทำได้ แต่ควรต้องคำนึงถึงความสามารถในการผลิตปริมาณลมอัดของเครื่องอัดลมด้วย ว่ามีกำลังพอต่อการใช้งานรวมทั้งหมดในระบบหรือไม่ เพราะหากเกิดข้อผิดพลาดความแม่นยำในการทำงานของอุปกรณ์ก็จะลดต่ำลงไป

แนวทางบำรุงรักษาระบบนิวเมติก

ปัญหาที่มักเกิดขึ้นในระบบนิวเมติก คงหนีไม่พ้นกับปัญหาด้านความดันอากาศและการรั่วไหลของอากาศ ตัวกรองอากาศชำรุดเสียหาย และทิศทางอากาศไม่ไหลไปตามที่ต้องการ เป็นต้น เพื่อป้องกันปัญหาเหล่านี้ การบำรุงรักษาระบบนิวเมติกจึงเป็นสิ่งสำคัญที่ควรพึงปฏิบัติอย่างสม่ำเสมอ โดยสามารถทำได้ดังนี้

หมั่นตรวจสอบกับดักน้ำและตัวกรองอากาศอย่างน้อยสัปดาห์ละครั้ง หรือควรติดและออฟชั่น option ที่มีออโต้เดรน
ตรวจสอบการรั่วไหลของอากาศในระบบนิวเมติกทุก ๆ 4 สัปดาห์ หรือเป็นไปได้ให้บ่อยกว่านั้น
ทุก 4 สัปดาห์ควรเพิ่มน้ำมันหล่อลื่นลงในสารหล่อลื่นใน Lubicator
หมั่นทำความสะอาดและตรวจสอบคุณภาพชิ้นส่วนอุปกรณ์นิวเมติก โดยเฉพาะในส่วนของแอคชูเอเตอร์ การเคลื่อนไหวของจุดหมุนและกระบอกสูบลม
เปลี่ยนชุดกรองอากาศทุก ๆ ครึ่งปี
อย่าลืมทำความสะอาดและเปลี่ยนตัวเก็บเสียงหากพบว่าเสื่อมสภาพหลังจากใช้งานเป็นเวลานาน

หากพบเจออุปกรณ์นิวเมติกชำรุด ให้ดำเนินการส่งซ่อมบำรุงด้วยช่างผู้เชี่ยวชาญโดยเฉพาะ หรือหาซื้อชิ้นส่วนอะไหล่เพื่อเปลี่ยนใหม่ทันที มิเช่นนั้นอาจทำให้ระบบนิวเมติกรวนและชิ้นส่วนอื่น ๆ ชำรุดเสียหายเพิ่มเติมได้

สินค้าที่เกี่ยวข้อง

นิวเมติก (Pneumatic)