โซลินอยด์วาล์วไอน้ำ หลักการทำงานและการใช้งานในอุตสาหกรรม

Steam Solenoid Valve คืออะไร ?

โซลินอยด์วาล์วไอน้ำ (Steam Solenoid Valve) เป็นวาล์วไฟฟ้ากลที่มักใช้เพื่อควบคุมการไหลของของเหลวหรือก๊าซ มีโซลินอยด์วาล์วหลายประเภท แต่ประเภทหลักๆ คือ วาล์วควบคุมทิศทางหรือวาล์วควบคุมทิศทางโดยตรง วาล์วควบคุมทิศทางที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดใช้แรงดันของท่อระบบเพื่อเปิดและปิดรูเปิดหลักในตัววาล์ว

โซลินอยด์วาล์วแบบทำงานโดยตรงจะเปิดหรือปิดรูเปิดวาล์วหลักซึ่งเป็นเส้นทางการไหลเพียงทางเดียวในวาล์วโดยตรง วาล์วนี้ใช้ในระบบที่ต้องการอัตราการไหลต่ำหรือในการใช้งานที่ความแตกต่างของแรงดันรูเปิดวาล์วต่ำ

โดยทั่วไปโซลินอยด์วาล์วไอน้ำสามารถแบ่งได้เป็นไอน้ำอิ่มตัวจากหม้อไอน้ำ และไอน้ำร้อนจัดจากโรงไฟฟ้าพลังความร้อน

1. โซลินอยด์วาล์วไอน้ำอิ่มตัว (Saturated steam solenoid valve)

ไออิ่มตัวมีอุณหภูมิและความดันค่อนข้างคงที่ โดยมีอุณหภูมิต่ำกว่า 250℃ และความดันใช้งานต่ำกว่า 1.6Mpa ดังนั้น จึงมักใช้โซลินอยด์วาล์วไอน้ำที่มีซีลอ่อน

วาล์วโซลินอยด์ไอน้ำเป็นวาล์วโซลินอยด์ชนิดควบคุมด้วยนักบินโดยมีวาล์วเปิดรอง ลักษณะโครงสร้างเป็นดังนี้

• ทนความร้อน (Heat resistance): ชิ้นส่วนแม่เหล็กไฟฟ้าและองค์ประกอบการปิดผนึกใช้ประโยชน์จากวัสดุไฟฟ้าและวัสดุปิดผนึกเพื่อทนต่ออุณหภูมิสูง และใช้มาตรการฉนวนกันความร้อนต่างๆ
• ทนทานต่อการสึกกร่อน (Abrasion resistance): เลือกวัสดุที่เหมาะสม ถ้วยวาล์วและปลอกปรับทิศทางใช้ประโยชน์จากผลการหล่อลื่นของของเหลวเพื่อบรรเทาการสึกกร่อนและยืดอายุการใช้งาน
• ความต้านทานการควบแน่น (Condensation resistance): น้ำที่ควบแน่นของท่อไอน้ำเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อการเคลื่อนที่ของโซลินอยด์วาล์วไอน้ำ อย่างไรก็ตาม วาล์วนี้ไม่มีผลกระทบจากน้ำที่ควบแน่น

โซลินอยด์วาล์วไอน้ำชนิดนี้ถูกนำไปใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมสิ่งทอ การพิมพ์ ปิโตรเคมี พลาสติก ยาง ยา อาหาร วัสดุก่อสร้าง เครื่องจักร ไฟฟ้า การประมวลผลพื้นผิว และการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ รวมถึงระบบควบคุมตนเอง เช่น ห้องอาบน้ำ โรงอาหาร และเครื่องปรับอากาศ

2. โซลินอยด์วาล์วไอน้ำอุณหภูมิสูง (Superheated steam solenoid valve)

การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและแรงดันของไอน้ำร้อนนั้นมีขนาดใหญ่มาก โดยอุณหภูมิสูงสุดสามารถสูงได้ถึงสูงกว่า 400℃ และแรงดันการทำงานก็ต่ำเพียง 4.0Mpa

สำหรับไอน้ำประเภทที่สอง มักจะเลือกใช้การปิดผนึกที่แน่นหนาสำหรับโซลินอยด์วาล์วไอน้ำ ตัวอย่างเช่น เลือกใช้การปิดผนึกด้วยโลหะแข็งเพื่อปรับปรุงอุณหภูมิการใช้งานและอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์

โซลินอยด์วาล์วไอน้ำชนิดนี้ใช้ได้กับสื่อหลายประเภท เช่น น้ำ น้ำมันเบา น้ำมันหนัก ก๊าซไม่กัดกร่อน ไอ และของเหลวอื่นๆ ตัวอย่างเช่น ในระบบระบายน้ำของท่อสูบน้ำของโรงไฟฟ้าและเครื่องพ่นไอน้ำ การควบคุมอัตโนมัติแบบไบนารีและการควบคุมระยะไกลส่วนใหญ่ใช้สำหรับสื่อในท่อ

โซลินอยด์วาล์วไอน้ำ ทำงานอย่างไร

หลักการทำงานของโซลินอยด์วาล์วไอน้ำ คือการควบคุมการไหลของของเหลวหรือก๊าซผ่านโหมดเดินหน้า ปิดสนิท หรือเปิดสนิท โดยปกติจะใช้แทนวาล์วแบบใช้มือหรือควบคุมจากระยะไกล หน้าที่ของโซลินอยด์วาล์วคือการเปิดหรือปิดรูในตัววาล์ว ซึ่งสามารถอนุญาตหรือป้องกันการไหลผ่านวาล์วได้ ลูกสูบจะเปิดหรือปิดรูโดยการยกหรือลดระดับภายในปลอกโดยจ่ายพลังงานให้กับคอยล์

โซลินอยด์วาล์วไอน้ำ ประกอบด้วย คอยล์ ลูกสูบ และปลอกหุ้ม ในวาล์วที่ปิดตามปกติ สปริงส่งกลับลูกสูบจะยึดลูกสูบไว้ที่รูเปิดและป้องกันการไหล เมื่อคอยล์โซลินอยด์ได้รับพลังงาน สนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นจะยกลูกสูบขึ้นเพื่อให้เกิดการไหล เมื่อโซลินอยด์ได้รับพลังงานในวาล์วที่เปิดตามปกติ ลูกสูบจะปิดผนึกรูเปิดเพื่อป้องกันการไหล

1.หลักการทำงานของโซลินอยด์วาล์วไอน้ำแบบปิดปกติ (Normally closed steam solenoid valve)

หลังจากที่คอยล์ได้รับพลังงานแล้ว กระดองจะยกปลั๊กวาล์วเสริมก่อนภายใต้การกระทำของแรงแม่เหล็กไฟฟ้า ของเหลววาล์วหลักจะไหลผ่านวาล์วเสริม ซึ่งจะลดแรงดันบนวาล์วหลัก เมื่อแรงดันบนถ้วยวาล์วหลักลดลงถึงค่าหนึ่ง กระดองจะขับเคลื่อนวาล์วหลัก และใช้แรงดันที่แตกต่างกันเพื่อเปิดถ้วยวาล์วหลักและตัวกลางจะไหล

หลังจากขดคอยล์ถูกปลดพลังงาน แรงแม่เหล็กไฟฟ้าจะหายไปและกระดองวาล์วจะถูกรีเซ็ตด้วยน้ำหนักของมันเอง ในเวลาเดียวกัน ขึ้นอยู่กับแรงดันปานกลาง วาล์วหลักและเสริมสามารถปิดได้แน่น

2.หลักการทำงานของโซลินอยด์วาล์วไอน้ำแบบเปิดปกติ (Normally open steam solenoid valve)

หลังจากที่คอยล์ได้รับพลังงานแล้ว แกนเหล็กที่เคลื่อนไหวจะเคลื่อนลงเนื่องจากแรงดูด ทำให้ปลั๊กของวาล์วเสริมกดลง วาล์วเสริมจะปิด และความดันในถ้วยวาล์วหลักจะเพิ่มขึ้น เมื่อความดันเพิ่มขึ้นถึงค่าหนึ่ง ความแตกต่างของความดันระหว่างด้านบนและด้านล่างของถ้วยวาล์วหลักจะเท่ากัน เนื่องจากแรงแม่เหล็กไฟฟ้า แกนเหล็กที่เคลื่อนไหวจะถูกดึงดูดที่ด้านล่างของถ้วยวาล์วหลัก กดที่นั่งวาล์วหลักให้แน่น และวาล์วจะปิด

เมื่อคอยล์ถูกตัดพลังงาน แรงดูดแม่เหล็กไฟฟ้าจะเป็นศูนย์ ปลั๊กวาล์วเสริมและแกนเหล็กจะถูกยกขึ้นโดยสปริง วาล์วเสริมจะเปิดขึ้น และวาล์วหลักจะถูกดันขึ้นโดยความแตกต่างของแรงดัน วาล์วหลักจะเปิดขึ้น และตัวกลางจะหมุนเวียน