โซลินอยด์วาล์ว คืออะไร?

สารบัญ

โซลินอยด์วาล์ว คืออะไร

โซลินอยด์วาล์ว (Solenoid Valves) คือวาล์วควบคุมด้วยไฟฟ้า อุปกรณ์ชิ้นสำคัญที่นิยมใช้งานแพร่หลายในวงการอุตสาหกรรม ในระบบนิวเมติกและระบบไฮดรอลิก ซึ่งมีหน้าที่ในการควบคุมทิศทางการไหลของลม ก๊าซและของเหลว เช่น น้ำ อากาศ น้ำมัน และก๊าซชนิดต่าง ๆ ให้เคลื่อนที่ไปตามทิศทางที่ต้องการ โดยภายในโซลินอยด์วาล์วจะมีอุปกรณ์แม่เหล็กไฟฟ้า (โดยใช้คอยล์ไฟฟ้าร่วมกับสปริงหรือคอยล์อีกตัว ประกอบกับแม่เหล็กไฟฟ้า) คอยทำหน้าที่เปิดปิดวาล์วเพื่อให้ของไหลไหลผ่าน ปัจจุบันได้มีการนำโซลินอยด์วาล์วไปประยุกต์ใช้งานในหลายอุตสาหกรรม อาทิ อุตสาหกรรมการผลิต อุตสาหกรรมการบำบัดน้ำ อุตสาหกรรมอาหารและยา อุตสาหกรรมสิ่งทอ หรือแม้กระทั่งภายในเครื่องใช้ไฟฟ้าในชีวิตประจำวันของเราก็มีการใช้ประโยชน์จากโซลินอยด์วาล์วเช่นกัน เช่น ในเครื่องปรับอากาศ ตู้เย็น เครื่องชงกาแฟ ยานพาหนะ และระบบรดน้ำต้นไม้ในสวน เป็นต้น

โซลินอยด์วาล์วมีความสำคัญอย่างไร?

โซลินอยด์วาล์วจัดเป็นอุปกรณ์ที่มีประโยชน์และตอบโจทย์ต่อภาคอุตสาหกรรมมากกว่าวาล์วที่มีหน้าที่เดียวกันชนิดอื่น ๆ เนื่องจากในการออกแบบระบบควบคุมอัตโนมัติของเครื่องจักร (Automation) นิยมติดตั้งโซลินอยด์วาล์วไว้ใช้ในการปรับเปลี่ยนทิศทางของของไหล แต่หากเปรียบเทียบกับวาล์วอื่น ๆ โซลินอยด์วาล์วจะถือว่ามีขนาดที่เล็กกว่า อีกทั้งยังสะดวกและง่ายต่อการติดตั้งและซ่อมบำรุง ซึ่งจุดนี้นับเป็นข้อได้เปรียบที่ช่วยให้โรงงานอุตสาหกรรมสามารถควบคุมประสิทธิภาพในการทำงานของเครื่องจักร ลดข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นจากการทำงานของเจ้าหน้าที่ปฏิบัติการ และควบคุมจัดสรรงบประมาณได้อย่างมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น

ส่วนประกอบสำคัญของโซลินอยด์วาล์ว

โซลินอยด์วาล์วประกอบไปด้วย 8 ส่วนประกอบภายนอก ซึ่งในแต่ละส่วนต่างมีหน้าที่สำคัญ ดังนี้

  1. พอร์ตหรือช่องสำหรับเชื่อมต่อข้อต่อท่อลม (Port) รูเกลียวที่ออกแบบมาเพื่อติดตั้งข้อต่อท่อลม (Fitting)
  2. รูสำหรับยึดอุปกรณ์ต่อร่วม (Mounting Holes) มีลักษณะคล้ายกับพอร์ต เพียงแต่มีหน้าที่ไว้สำหรับเชื่อมต่อกับอุปกรณ์อื่น ๆ ในระบบนิวเมติก
  3. ส่วนของวาล์ว (Valve Portion) ส่วนที่ของไหลหรือลมอัดไหลผ่าน
  4. ฉลากสินค้า (Label) จุดระบุรายละเอียดของโซลินอยด์วาล์ว เพื่อทำให้ง่ายต่อการตรวจเช็กสินค้ากับทางผู้จัดจำหน่ายและผู้ผลิต
  5. ชุดโซลินอยด์ (Solenoid Portion) ส่วนสำคัญของโซลินอยด์วาล์วที่มีหน้าที่รับคำสั่งจากชุดควบคุม และเปลี่ยนทิศทางการไหลของของไหล
  6. หลอดไฟแสดงสถานะ (LED) หรือไฟแสดงตำแหน่งการทำงานของโซลินอยด์วาล์ว โดยไฟจะสว่างเมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลเข้ามาภายในชุดโซลินอยด์วาล์ว
  7. ปุ่มสำหรับทดสอบการทำงาน (Manual Override) ส่วนนี้มีประโยชน์ต่อเจ้าหน้าที่ปฏิบัติการสำหรับทดสอบระบบของโซลินอยด์วาล์ว ในสภาวะที่ไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน
  8. สัญลักษณ์วาล์ว (Valve Symbols) จุดบอกตำแหน่งทิศทางการไหลของของไหลในสถานะทำงานต่าง ๆ

โซลินอยด์วาล์วมีหลักการทำงานทั่วไปอย่างไร?

โซลินอยด์วาล์วทั่วไปเป็นวาล์วที่อาศัยระบบไฟฟ้าในการเปิดปิดช่องทางของของไหล โดยจะปล่อยกระแสไฟฟ้าผ่านส่วนขดลวดพันรอบแท่งเหล็กที่อยู่ภายใน เพื่อสร้างสนามแม่เหล็กสำหรับส่งแรงให้ทุ่นทำการยกตัวขึ้น เปิดช่องให้ของไหลไหลผ่านได้

ประเภทของโซลินอยด์วาล์วและหลักการทำงานเบื้องต้นในแต่ละประเภท

โดยทั่วไปแล้วการจำแนกประเภทของโซลินอยด์วาล์วจะอิงจากเกณฑ์ลักษณะการทำงานในระบบ ซึ่งแต่ละประเภทต่างมีคุณสมบัติและความเหมาะสมในการติดตั้งใช้งานที่ไม่เหมือนกัน แบ่งได้ออกเป็น 3 ประเภทหลัก ๆ ดังนี้

  1. โซลินอยด์วาล์วระบบเปิดปิดโดยตรง (Direct Acting Solenoid Valve หรือ Direct Operated)

โซลินอยด์วาล์ว 2 ทาง ชนิดแบบปกติปิด (N/C) มีทางเข้าและทางออกของระบบอย่างละหนึ่งทาง โซลินอยด์วาล์วชนิดทำหน้าที่โดยตรงนี้มีหลักการทำงานที่เรียบง่าย ซึ่งอาศัยการจ่ายหรือการตัดกระแสไฟฟ้าออกจากวาล์ว และจะมีทุ่นตรงกลางคอยทำหน้าที่เปิดปิดช่องทางผ่านของของไหล โซลินอยด์วาล์วชนิดทำหน้าที่โดยตรงนี้มักนิยมติดตั้งใช้งานในระบบที่มีอัตราการไหลที่ค่อนข้างเล็ก และของไหลมีความดันที่ไม่สูงมากจนเกินไป เนื่องจากหากของไหลมีความดันสูงมากเกินกำหนดจะทำให้วาล์วอาจไม่ทำงานได้ จุดเด่นของ Solenoid Valve ประเภทนี้ คือจะมีการตอบสนองที่ไว และสามารถใช้งานได้โดยไม่จำเป็นต้องมีแรงดันในวาล์วก็ได้

  1. โซลินอยด์วาล์วระบบเปิดปิดทางอ้อม (Indirect Acting Solenoid Valve หรือ Indirect Operated) 

โซลินอยด์วาล์วที่มีอีกชื่อเรียกว่า เซอร์โว (Servo) เป็นโซลินอยด์วาล์วที่มีระบบเปิดปิดทางอ้อม ทำงาน 2 ช่องทาง ชนิดแบบปกติปิด (N/C) โดยการทำงานจะมีทางเข้าและทางออกของของไหลอย่างละทาง มีรูหลัก รวมถึงภายในจะอาศัยความดันในการส่งของไหลไปยังพื้นที่ที่กำหนด ซึ่งแรงดันจะกระทำต่อพื้นผิวด้านบนและด้านล่างบริเวณรูทางผ่าน ทำให้แผ่นไดอะแฟรมเสียสมดุล เพื่อเปิดช่องทางให้ของไหลไหลผ่าน ข้อควรคำนึงของโซลินอยด์วาล์วประเภทนี้ คือความดันขาเข้าและขาออกต้องมีความแตกต่างกันในค่าหนึ่งตามที่ผู้ผลิตกำหนด มิเช่นนั้นวาล์วอาจไม่ทำงานได้

  1. โซลินอยด์วาล์วระบบลูกผสม (Combined Acting Solenoid Valve หรือ Combined Operated) 

โซลินอยด์วาล์ว 2 ทาง ที่มีทางเข้าและทางออกอย่างละหนึ่งทางของของไหลเหมือน 2 ประเภทข้างบน เพียงแต่ภายในตัววาล์วจะมีหลักการทำงานด้วยการผสมผสานทั้งความดันขาเข้า แรงของทุ่น และแผ่นไดอะแฟรมที่เสียสมดุลในการเปิดรูผ่านของของไหล หากเปรียบเทียบให้เห็นภาพชัด ๆ คงคล้ายกับโซลินอยด์วาล์วระบบเปิดปิดทางอ้อมเลย แค่มีแรงยกของทุ่นเสริมเข้ามา เพื่อช่วยในการเปิดปิดช่องควบคุมการไหลของวาล์ว ข้อดีของ Solenoid Valve ประเภทนี้ คือสามารถใช้ร่วมกับของไหลที่มีความต่างของความดันต่ำ ๆ ได้

เกณฑ์สำคัญในการเลือกซื้อโซลินอยด์วาล์ว

  • ประเภทของโซลินอยด์วาล์ว ตรวจสอบง่าย ๆ จากเครื่องจักร หรือแอปพลิเคชันในระบบของคุณว่าต้องการโซลินอยด์วาล์วแบบ 2 ทาง หรือ 3 ทาง เลือกให้ถูกเพื่อที่จะได้เชื่อมต่อกับระบบได้ถูกต้อง
  • วัสดุตัวเรือนและวัสดุซีล วัสดุตัวเรือนและวัสดุซีลของโซลินอยด์วาล์วจะมีคุณสมบัติทางเคมีและอุณหภูมิของสื่อไม่เหมือนกัน โดยทองเหลืองจะใช้สำหรับสื่อที่เป็นตัวกลาง สเตนเลสมีความทนทานต่อสารเคมี อุณหภูมิ และความดันได้ดี ในขณะที่วัสดุประเภทพีวีซีและโพลีเอไมด์จะมีราคาถูก ช่วยให้ประหยัดค่าใช้จ่าย
  • ความดัน เครื่องจักร และระบบต่าง ๆ ในแต่ละอุตสาหกรรมต่างมีความดันในระบบไม่เท่ากัน ควรมั่นใจว่าโซลินอยด์วาล์วที่เลือกต้องสามารถทนต่อแรงดันสูงสุดที่จำเป็นของคุณได้ (แนะนำให้สังเกตจากแรงดันต่ำสุด เพราะแรงดันสูงอาจทำให้วาล์วล้มเหลวได้)
  • อุณหภูมิ ตรวจสอบให้แน่ชัดว่าต้องการโซลินอยด์วาล์วที่มีความทนทานต่ออุณหภูมิในระดับไหน ต้องการอุณหภูมิต่ำสุดและสูงสุดของการใช้งานของคุณเท่าไร ปัจจัยด้านอุณหภูมิจะส่งผลต่อความหนืดและการไหลของของเหลวในระบบ
  • เวลาตอบสนอง หรือเวลาที่วาล์วเปลี่ยนจากตำแหน่งเปิดเป็นปิดหรือในทางกลับกัน โดยโซลินอยด์วาล์วประเภทเปิดปิดโดยตรงจะตอบสนองได้เร็วกว่าโซลินอยด์วาล์วเปิดปิดทางอ้อม
  • คุณภาพมาตรฐาน โซลินอยด์วาล์วที่มีประสิทธิภาพ นอกจากจะผลิตจากวัสดุคุณภาพสูงแล้ว ควรต้องผ่านกระบวนการผลิตที่ได้มาตรฐานสากลรับรองด้วย ดังนั้นควรเลือกสินค้าเฉพาะจากแบรนด์ชั้นนำระดับโลกที่มีการรับรองเหมาะสมกับการใช้งานด้วย
  • ระดับการป้องกัน โซลินอยด์วาล์วที่เลือกต้องมีระดับ IP เหมาะสมกับการป้องกันฝุ่น ของเหลว ความชื้น และการสัมผัส

ข้อควรระมัดระวังในการติดตั้งและใช้งานโซลินอยด์วาล์ว

  1. โซลินอยด์วาล์วแต่ละรุ่นแต่ละแบรนด์ต่างผลิตจากวัสดุและมีสเปกที่แตกต่างกัน จึงควรศึกษาข้อมูลและคุณสมบัติอย่างละเอียดทั้งก่อนตัดสินใจเลือกซื้อสินค้าและดำเนินการติดตั้ง
  2. โซลินอยด์วาล์วมีการจัดแบ่งออกตามลักษณะของไหลที่ใช้ในระบบเช่นกัน เช่น โซลินอยด์วาล์วน้ำ โซลินอยด์วาล์วก๊าซ โซลินอยด์วาล์วไฮดรอลิก และโซลินอยด์วาล์วลม ควรเลือกติดตั้งให้ถูกประเภทในตำแหน่งที่เหมาะสม
  3. ก่อนตัดสินใจซื้อโซลินอยด์วาล์ว ควรทราบถึงความดันสูงสุดของของไหล ชนิดของของไหล และรวมถึงแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ในระบบอย่างละเอียดเสียก่อน เพื่อป้องกันไม่ให้โซลินอยด์วาล์วไม่ทำงาน ควรเลือกซื้อโซลินอยด์วาล์วที่มีกำลังไฟครอบคลุมถึงระบบป้องกันการไหม้ด้วย เพื่อความปลอดภัยและลดความเสี่ยงอันตรายขณะใช้งาน
  4. หลังจากใช้งานโซลินอยด์วาล์วแล้ว ควรหมั่นทำความสะอาดเศษฝุ่น สนิม และตะกอนอันเกิดจากการเชื่อมในท่อน้ำยาเคมี เพื่อให้โซลินอยด์วาล์วทำงานได้เต็มประสิทธิภาพที่สุด
  5. ห้ามใช้โซลินอยด์วาล์วในระบบที่ของไหลมีความร้อนสูงกว่าที่กำหนด หรือมีการเย็นตัวลงจนกลายเป็นของแข็ง หรือมีส่วนที่ไม่ละลาย
  6. ไม่ควรเปิดปิดระบบการทำงานของโซลินอยด์วาล์วแบบถี่ ๆ ต่อเนื่อง เพราะอาจทำให้โซลินอยด์วาล์วชำรุดเสียหายได้
  7. อย่าลืมติดตั้งตัวกรอง (Y-Strainer) และเกทวาล์วบายพาสร่วมด้วยในระบบ เพื่อให้ง่ายต่อการทำความสะอาด บำรุงรักษาและซ่อมบำรุง

สินค้าที่เกี่ยวข้อง