ระบบนิวแมติกส์ Pneumatic System มีความจําเป็นมากที่จะต้องใช้ลมอัด เพื่อไปควบคุมการทํางานในระบบ และอุปกรณ์ที่ผลิตลมอัดก็คือ เครื่องอัดลม หรือ Air Compressor ซึ่งมีหน้าที่หลักคือ ทําการอัดลมหรืออากาศเข้าไปเก็บไว้ในถังเก็บลม Show
เครื่องอัดลมจะเปลี่ยนพลังงานลมอัดให้เป็นพลังงานกล อัดลมจากความดันปกติไปถึงความดันสูงแล้วนําเอาลมอัดที่อัดไว้ไปเก็บที่ถังพักลม (Air Tank) ส่วนการนําไปใช้งานนั้นต้องผ่านเข้าไปชุดปรับปรุงคุณภาพลมอัด เนื่องจากอากาศที่ถูกอัดที่มีความดันสูง (High Pressure) จึงจําเป็นต้องปรับความดันลมอัดให้มีความเหมาะสมกับอุปกรณ์ใช้งานในระบบนิวแมติกส์ ความดันของลมอัดที่นําไปใช้งานมีตั้งแต่ 4 – 15 กิโลกรัมแรงต่อตารางเซนติเมตร (kg/cm2) ขึ้นไป ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความต้องการว่าจะนําไปใช้กับงานชนิดใดซึ่งมีผู้ให้ความหมายของเครื่องอัดลมไว้ดังนี้ หน้าที่ของ Air Compressor ในระบบนิวเมติกเครื่องอัดลม (Air Compressor) ทําหน้าที่เป็นแหล่งผลิตพลังงานทางนิวแมติกส์ โดยเพิ่มความดันให้อากาศเครื่องอัดลมจะใช้พลังงานไฟฟ้าในการหมุนมอเตอร์ เครื่องอัดลมถูกออกแบบเพื่อทําการอัดลมที่ความดันบรรยากาศให้ได้ 1 กิโลกรัมแรงต่อตารางเซนติเมตร เรียกว่าโบลเวอร์ (Blower) ส่วนเครื่องอัดลมที่ให้ความดันลม น้อยกว่า 0.1 กิโลกรัมแรงต่อตารางเซนติเมตรนั้นเรียกว่าพัดลม (Fan) โดยทั่วไประบบนิวแมติกส์จะใช้เครื่องอัดลม เป็นต้นกําลัง เครื่องอัดลมมีหน้าที่อัดอากาศให้มีความดันสูงขึ้นตามความต้องการจะขึ้นอยู่กับลักษณะงาน และต้องพิจารณาถึงความดันใช้งานและปริมาณการจ่ายลมด้วย จะเห็นได้ว่าเครื่องอัดลมเป็นแหล่งพลังงานที่เป็นตัวเพิ่มความดันอากาศให้มีความดันสูงและจ่ายไปยัง แหล่งที่ต้องการนําไปใช้งานโดยอาศัยมอเตอร์ไฟฟ้าเป็นตัวช่วยให้เครื่องอัดลมทํางาน ข้อดีของลมอัดในระบบนิวเมติก
ข้อเสียของลมอัดในระบบนิวเมติก
คุณรู้จักเครื่องอัดลม (Air Compressors) ดีพอรึยังคอมเพรสเซอร์ จะทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานกลให้เป็นพลังงานลมอัดซึ่งมีความดันสูง คอมเพรสเซอร์สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 กลุ่มใหญ่ด้วยกัน
เรามาทำความรู้จักกับ Air Compressor แต่ละแบบกันดีกว่าครับ  คอมเพรสเซอร์ชนิดลูกสูบ คอมเพรสเซอร์ชนิดลูกสูบแบบอัดชั้นเดียว (Single Stage Piston Compressors)หลักการทำงานคอมเพรสเซอร์ชนิดลูกสูบ – ในขณะที่ลูกสูบเคลื่อนที่ลงจะดูดอากาศจากภายนอกเข้ามาทางลิ้นดูด ส่วนลิ้นอัดจะถูกปิด และในขณะที่ลูกสูบเคลื่อนที่ขึ้นก็จะอัดให้อากาศมีความดันสูงขึ้น เนื่องจากปริมาตรน้อยลง เป็นผลให้ในลิ้นปิดปล่อยให้อากาศซึ่งมีความดันสูงออกสู่ภายนอก ส่วนลิ้นดูดจะถูกปิดคอมเพรสเซอร์ชนิดนี้โดยทั่วไปจะใช้กับระบบที่ต้องการความดันอยู่ในช่วง 7-3 บาร์ คอมเพรสเซอร์ชนิดลูกสูบอัดสองชั้น (Two Stage Piston Compressor)ในกรณีที่ใช้คอมเพรสเซอร์แบบอัดชั้นเดียวแล้ว ต้องการความดันที่สูงกว่า 6 บาร์ จะส่งผลให้เกิดความร้อนขึ้นซึ่งเป็นผลต่อเนื่องให้ประสิทธิภาพลดลง ด้วยเหตุนี้จึงหันมาใช้คอมเพรสเซอร์แบบอัดสองชั้นแทน หลักการทำงานคอมเพรสเซอร์ชนิดลูกสูบอัดสองชั้น – อากาศที่ความดันบรรยากาศจะถูกดูดเข้ามา หากต้องการความดันตอนสุดท้ายเป็น 7 บาร์ ให้ลูกสูบแรกอัดอากาศให้มีความดันประมาณ 3 บาร์ หลังจากนั้นผ่านเข้าท่อระบายความร้อนแล้วอัดให้มีความดันเป็น 7 บาร์ ในลูกสูบตัวที่สอง ลมที่ถูกดูดเข้ามาที่กระบอกสูบชั้นที่สองนั้นจะถูกลดอุณหภูมิลงภายหลังจากที่ไหลผ่านอินเตอร์คูลเลอร์ซึ่งจะมีท่อน้ำอยู่ภายในท่อที่มีความดันไหลผ่าน เมื่ออัดลมที่มีอุณหภูมิและความดันไหลผ่าน น้ำจะรับความร้อนจากอากาศโดยวิธีการพาความร้อน ทำให้ลมอัดมีอุณหภูมิลดลงแต่ความดันไม่เปลี่ยน น้ำจะรับความร้อนและถ่ายเทออกมาข้างนอก แล้วนำน้ำเย็นไหลเวียนเข้าไป จะเห็นว่าขั้นตอนนี้เป็นการปรับปรุงเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิตลมอัดของคอมเพรสเซอร์ชนิดลูกสูบอัดสองชั้น ซึ่งมีความแตกต่างกับคอมเพรสเซอร์ชนิดลูกสูบแบบอัดชั้นเดียวก็คือ อุณหภูมิที่ได้มาท้ายสุดของกระบวนการในการผลิตลมอัดอาจสูงถึง 120 องศาเซลเซียส คอมเพรสเซอร์ชนิดลูกสูบไดอะแฟรม (Diaphragm Compressor)คอมเพรสเซอร์แบบนี้ถือเป็นชนิดลูกสูบเหมือนกัน แต่ระหว่างลูกสูบและส่วนที่อัดอากาศถูกปิดกั้นด้วยแผ่นไดอะแฟรมจะสร้างความดันอยู่ในช่วง 3-5 บาร์ ทำให้อากาศที่อัดออกมามีความสะอาดปราศจากน้ำมันหล่อลื่นจากลูกสูบเจือปน จะสร้างความดันอยู่ในช่วง 3-5 บาร์ ส่วนมากจะใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร เคมีภัณฑ์และยา รุ่นเล็ก ๆ สามารถใช้กับมอเตอร์ขนาด 1 kw เพื่อเป็นตัวต้นกำลังได้ หลักการทำงาน – เมื่อลูกสูบเคลื่อนที่ลง แผ่นไดอะไดแฟรมจะดูดอากาศจากภายนอกผ่านวาล์วไอดีเข้ามาภายในห้องเก็บลม เมื่อลูกสูบเคลื่อนที่ขึ้น แผ่นไดอะแฟรมจะอัดอากาศภายในห้องเก็บลมให้มีความดันสูงขึ้น และไหลออกไปทางวาล์วไอเสีย จะเห็นว่าลมอัดภายในห้องเก็บลมจะไม่สัมผัสกับชิ้นส่วนที่เป็นลูกสูบเคลื่อนที่
คอมเพรสเซอร์แบบนี้จะดูดอากาศเข้ามาทางด้านเข้า โดยอาศัยใบพัดซึ่งมีลักษณะคล้ายใบมีดแล้วลดปริมาตรให้น้อยลงเพื่ออากาศจะได้มีความดันสูงขึ้นแล้วส่งออกไปใช้งาน หรือเข้า ถังคอมเพรสเซอร์แบบนี้จะใช้น้ำมันเป็นตัวหล่อลื่นเพื่อลดความร้อนในขณะทำงาน คอมเพรสเซอร์แบบสกรู (Screw Compressor)หลักการทำงานของคอมเพรสเซอร์แบบนี้จะอาศัยตัวหมุน 2 ตัว ซึ่งทำเป็นเกลียวมีทิศทางตรงกันข้ามระหว่างเกลียวทั้งสอง จะมีช่องว่างสำหรับดูดอากาศเข้ามาแล้วอัดให้มีปริมาตรน้อยลง เพื่อเพิ่มความดันแล้วส่งออกภายนอก คอมเพรสเซอร์แบบนี้จะให้อัตราการไหลเวียนของลมสูงถึง 400 m3/min ที่ความดันสูงสุดได้ถึง 10 บาร์ หลักการทำงาน – เมื่อเพลาสกรูหมุน ลมภายนอกจะถูกดูดผ่านท่อเข้ามาและถูกอัดตามร่องฟันที่ขบกัน และเรือนปั๊มด้วยความเร็วสูง ทำให้อากาศถูกอัดมีความดันสูงขึ้น และไหลออกอีกทางหนึ่ง เครื่องอัดอากาศแบบนี้ไม่มีเสียงดัง ไม่มีการหล่อลื่น แต่จะใช้วิธีฉีดน้ำมันหล่อลื่นเข้าไปในห้องอัดอากาศเพื่อช่วยระบายความร้อน และป้องกันการรั่วไหลของอากาศ ทำให้ความดันอากาศสูงขึ้น Compressor Rating – อัตราการผลิตอากาศอัดความสามารถของคอมเพรสเซอร์ หรือสมรรถภาพทางด้านเอาต์พุตขึ้นอยู่กับปริมาตรการไหล ซึ่งอาจจะอยู่ในหน่อยของ m3/min , m3/s , dm3/min , dm3/s หรือ l/m ปริมาตรในการดูดในเชิงทฤษฏีของคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบสามารถหาค่าได้จากสมการดังต่อไปนี้ Q = AL.n.N (l/min) Q = ปริมาตรการดูด (l/min) ในกรณีที่เป็นคอมเพรสเซอร์แบบอัดสองชิ้นสามารถใช้สมการเดียวกันได้ แต่ต้องพิจารณาลูกสูบในแต่ละชั้น ในความเป็นจริงปริมาตรที่ดูดเข้ามาไม่สามารถที่จัดส่งผ่านออกไปภายนอกทั้งหมดได้ เนื่องมาจากส่วนที่เรียกว่า Dead Volume และนอกจากนี้ความร้อนก็มีผลต่อปริมาตรด้วย ทั้งหมดนี้ก็เป็นสาระความรู้เกี่ยวกับ Air Compressor หรือเครื่องอัดลมในระบบนิวเมติก ที่ผู้เกี่ยวข้องจำเป็นต้องรู้ เพื่อให้การปฏิบัติงานเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพและปลอดภัยครับ |
เครื่องอัดอากาศสามารถแบ่งตามลักษณะ
ลิขสิทธิ์ © 2024 th.cemle Inc.
