ผลกระทบของขนาดพอร์ตเทียบกับขนาดออริฟิสภายในต่อสมรรถนะวาล์ว

SMC ระบุวาล์วพอร์ต 1/4 นิ้วสองรุ่นที่มีค่า Cv 0.9 และ 1.7 เปรียบเทียบขนาดพอร์ต ทางผ่านภายใน ข้อมูล ISO 6358 และแรงดันตกก่อนเลือกวาล์ว

แชร์
Eric Zhou, วิศวกรระบบควบคุมนิวเมติก, เบปโต นิวเมติก

เกี่ยวกับผู้เขียน

Eric Zhou

วิศวกรระบบควบคุมนิวเมติก

ฉันคือ Eric วิศวกรระบบควบคุมนิวเมติก ของเบปโต นิวเมติก ช่วยตรวจสอบความต้องการผลิตภัณฑ์นิวเมติก การใช้งานชิ้นส่วน และรายละเอียดเทคนิคก่อนเสนอราคา

บทความของผู้เขียนEric@bepto.com

ขนาดพอร์ตกำหนดวิธีเชื่อมต่อวาล์วนิวเมติก แต่ไม่ได้กำหนดว่าวาล์วที่ประกอบแล้วจะให้อากาศผ่านได้มากเพียงใด ความสามารถจริงขึ้นกับเส้นทางภายในทั้งหมด ซึ่งรวมแกลเลอรี ช่องเปิดสปูลหรือป๊อปเปต บ่าวาล์ว ซีล จุดเลี้ยว ทางผ่านในแมนิโฟลด์ และเส้นทางระบาย เปรียบเทียบข้อมูลการไหลที่ทดสอบแล้วก่อนนำป้ายเกลียวมาเปรียบเทียบ

ความแตกต่างนี้สำคัญระหว่างงานเปลี่ยนวาล์ว วาล์วอาจยึดเข้ากับแมนิโฟลด์เดิมและรับข้อต่อเดิมได้ แต่ยังให้แรงดันตกหรือเวลากระบอกสูบต่างกันได้ ในทางกลับกัน พอร์ตที่ใหญ่กว่าอาจเพิ่มการไหลเพียงเล็กน้อย เพราะทางผ่านภายในยังเป็นข้อจำกัดที่ควบคุมระบบ

ประเด็นสำคัญ

  • SMC ระบุวาล์วขนาด 1/4 นิ้วสองรุ่นที่มีค่า Cv 0.9 และ 1.7
  • พื้นที่เรขาคณิตแปรผันตามกำลังสองของเส้นผ่านศูนย์กลาง แต่การไหลของวาล์วทั้งชุดไม่ได้แปรผันเช่นนั้น
  • ใช้ข้อมูล Cv หรือ ISO 6358 พร้อมเงื่อนไขความดันที่ระบุ
  • ตรวจยืนยันเส้นทางจ่ายและระบายที่ประกอบแล้วขณะมีการเคลื่อนที่

วาล์วโซลินอยด์ควบคุมทิศทาง 5 พอร์ตที่มีข้อต่อจ่าย กระบอกสูบ และทางระบายแบบเกลียว

ตระกูลวาล์วโซลินอยด์ควบคุมทิศทาง VF และ VZ แสดงส่วนที่มองเห็นได้ของการเลือก ได้แก่ จำนวนพอร์ต เกลียว การขับวาล์ว และการติดตั้ง แต่สมรรถนะการไหลยังต้องอ้างอิงข้อมูลของวาล์วในโครงสร้างที่กำหนดจริง

ขนาดพอร์ตกับขนาดออริฟิสภายในแตกต่างกันอย่างไร

SMC ระบุวาล์ว VP344 ที่มี พอร์ต 1/8 นิ้วและค่า Cv 0.8 และรุ่นเดียวกันที่มี พอร์ต 1/4 นิ้วและค่า Cv 0.9. การเชื่อมต่อที่ใหญ่ขึ้นเพิ่มค่าสัมประสิทธิ์ที่เผยแพร่เพียง 0.1 ในโครงสร้างนั้น (แคตตาล็อก SMC VP Series, เข้าถึงข้อมูลปี 2026)

ขนาดพอร์ต คือข้อมูลจำเพาะของอินเทอร์เฟซเชิงกลหรือนิวเมติก สำหรับวาล์วแบบเกลียวอาจระบุ Rc, G, NPT หรือกลุ่มเกลียวอื่นพร้อมขนาดนอมินัล ส่วนการเชื่อมต่อแบบเสียบท่อมักระบุเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของท่อที่ใช้ร่วมกันได้ คำถามที่ตอบคือ “จุดนี้เชื่อมต่อกับอะไร”

ขนาดออริฟิสภายใน โดยทั่วไปคือเส้นผ่านศูนย์กลางหรือพื้นที่ของช่องเปิดบ่าวาล์วหรือรูเจาะที่ระบุไว้ภายในวาล์ว คำนี้มีประโยชน์ที่สุดเมื่อผู้ผลิตระบุช่องเปิดที่ควบคุมไว้หนึ่งจุด เช่น วาล์วของไหล 2/2 หลายรุ่น วาล์วสปูลหลายทางอาจไม่มีรูทางกายภาพเพียงรูเดียวที่แทนเส้นทางทั้งหมด แต่อาจมีช่องเปิดหลายช่อง จุดเลี้ยว ซีล และแกลเลอรีร่วมหลายส่วน

ความสามารถการไหลที่มีผล คือสมรรถนะที่วัดหรือคำนวณได้ของเส้นทางที่กำหนดครบชุดภายใต้เงื่อนไขทดสอบที่ระบุ Cv, sonic conductance CC, อัตราส่วนความดันวิกฤต bb, พื้นที่ที่มีผล หรือกราฟความดัน-การไหล สามารถใช้แสดงสมรรถนะนั้นได้ คำถามที่ตอบคือ “เส้นทางนี้ให้อะไรผ่านได้ภายใต้ความดันที่ระบุ”

คำอธิบายทั้งสามควรอยู่ในเอกสารข้อมูลเดียวกัน แต่ใช้แทนกันไม่ได้

จำนวนพอร์ตและจำนวนทางกำหนดการเชื่อมต่อของวงจร แต่ไม่สามารถใช้แทนพิกัดการไหลของแต่ละเส้นทางที่ใช้งาน

สำหรับการคำนวณเลือกวาล์วที่เริ่มจากความต้องการของกระบอกสูบ ให้ใช้ คู่มือการกำหนดขนาดวาล์วควบคุมการไหลนิวเมติก. บทความนี้มุ่งเน้นหลักฐานที่ต้องใช้เมื่อการเชื่อมต่อเข้ากันได้ แต่ความสามารถภายในยังไม่แน่นอน

รูปทรงภายในสร้างเส้นทางการไหลต่ออนุกรม

ISO 6358-3 ใช้คำนวณลักษณะสภาวะคงตัวของระบบที่ประกอบจากชิ้นส่วนและท่อซึ่งทราบลักษณะการไหล วิธีระดับระบบนี้สะท้อนข้อเท็จจริงทางกายภาพสำคัญว่า ข้อจำกัดหลายจุดที่ต่ออนุกรมเป็นตัวกำหนดผลลัพธ์ ไม่ใช่พอร์ตนอมินัลเพียงจุดเดียวหรือเส้นผ่านศูนย์กลางที่แยกมาจุดเดียว (ISO 6358-3, ยืนยันข้อมูลปี 2025)

ติดตามวาล์วควบคุมทิศทาง 5/2 จากทางจ่ายไปยังกระบอกสูบ อากาศอาจผ่านข้อต่อทางเข้า แกลเลอรีในแมนิโฟลด์ ช่องเปิดสปูล รูเจาะในตัววาล์ว ข้อต่อพอร์ตกระบอกสูบ และท่อ ระหว่างระบาย อากาศจะใช้เส้นทางอื่นผ่านช่องเปิดสปูลอีกช่องและไซเลนเซอร์ ดังนั้นสองทิศทางอาจมีพิกัดต่างกัน

เส้นทางการไหลของวาล์วนิวเมติกจากจุดเชื่อมต่อถึงทางระบาย แผนภาพแนวตั้งแสดงการเชื่อมต่อทางเข้า แกลเลอรีภายใน บ่าวาล์วหรือช่องเปิดสปูล การเชื่อมต่อทางออก ท่อ แอคชูเอเตอร์ และเส้นทางระบายที่แยกออกมา เกลียวเป็นเพียงส่วนหนึ่งของเส้นทางการไหล 1. การเชื่อมต่อทางเข้าอินเทอร์เฟซเกลียวหรือท่อและคอทางผ่านของข้อต่อ 2. แกลเลอรีในตัววาล์วหรือแมนิโฟลด์รูเจาะ จุดโค้ง จุดแยก และทางจ่ายร่วม 3. ช่องเปิดสปูล บ่าวาล์วป๊อปเปต หรือช่องว่างควบคุมมักเป็นข้อจำกัด แต่ไม่ได้เป็นข้อจำกัดเดียวโดยอัตโนมัติ 4. การเชื่อมต่อพอร์ตกระบอกสูบและท่อรูข้อต่อที่กำหนดจริง เส้นผ่านศูนย์กลางภายในท่อ และความยาว 5. ห้องแอคชูเอเตอร์ความดันที่ต้องใช้และเวลาเติมระหว่างการเคลื่อนที่ 6. เส้นทางกลับผ่านวาล์วและทางระบายช่องเปิดสปูล แกลเลอรี ข้อต่อ และไซเลนเซอร์ที่แยกกัน หลักการเลือกใช้ข้อมูลเส้นทางที่ทดสอบแล้วจากนั้นตรวจยืนยันด้วยความดันแบบไดนามิกพอร์ตที่ใหญ่กว่าไม่สามารถลบล้างข้อจำกัดที่เล็กกว่าได้ ทางจ่ายและทางระบายอาจมี conductance ต่างกัน จึงต้องตรวจทุกทิศทางการไหลที่ต้องใช้
ความสามารถที่ใช้งานได้เป็นของเส้นทางที่กำหนดจากทางเข้าไปทางออก หรือจากกระบอกสูบไปทางระบาย ไม่ใช่ของป้ายพอร์ตที่แยกออกมาพิจารณา

เกลียวทางเข้าที่ใหญ่ไม่สามารถชดเชยช่องเปิดสปูลที่เล็กได้ เช่นเดียวกัน ตัววาล์วที่มีขนาดใหญ่ไม่สามารถเอาชนะข้อต่อ ท่อ ตัวควบคุมการไหล หรือหม้อพักที่เป็นข้อจำกัดได้ คู่มือขนาดท่อและข้อต่อ ใช้หลักการพิจารณาเส้นทางทั้งหมดเดียวกันระหว่างวาล์วกับกระบอกสูบ

คำว่า “ออริฟิสภายใน” อาจสร้างความแม่นยำที่เป็นเท็จ สำหรับวาล์วหลายทาง ให้ถามว่าเส้นผ่านทางใดและสถานะใดที่เส้นผ่านศูนย์กลางดังกล่าวแทน หากผู้จัดหาไม่สามารถเชื่อมมิตินั้นกับลักษณะการไหลที่ทดสอบแล้ว ให้ถือว่าเป็นข้อมูลรูปทรง ไม่ใช่หลักประกันความสามารถของวาล์ว

ทำไมพื้นที่เรขาคณิตจึงไม่รับประกันการไหลของวาล์ว

ISO 6358-1 กำหนดวิธีทดสอบสภาวะคงตัวสำหรับชิ้นส่วนนิวเมติกที่มีทางผ่านภายในคงที่หรือเปลี่ยนแปลงได้ ผลลัพธ์จะบอกลักษณะของชิ้นส่วนที่ประกอบแล้วภายใต้สภาวะการไหลของของไหลอัดตัวได้ จึงให้ข้อมูลมากกว่าการคำนวณพื้นที่วงกลมหนึ่งช่องแล้วสมมติว่าผลนั้นเท่ากับการไหลของวาล์ว (ISO 6358-1, ยืนยันข้อมูลปี 2022)

สำหรับช่องเปิดวงกลม พื้นที่เรขาคณิตคือ:

A=πd24A = \frac{\pi d^2}{4}

โดยที่ AA คือพื้นที่หน้าตัด และ dd คือเส้นผ่านศูนย์กลาง ใช้หน่วยให้สอดคล้องกัน เช่น ตารางมิลลิเมตรและมิลลิเมตร

อัตราส่วนพื้นที่ระหว่างช่องเปิดวงกลมสองช่องคือ:

A2A1=(d2d1)2\frac{A_2}{A_1} = \left(\frac{d_2}{d_1}\right)^2

หากช่องเปิดอุดมคติหนึ่งช่องเพิ่มจาก 3 mm เป็น 4 mm อัตราส่วนพื้นที่จะประมาณ 1.78 ซึ่งเท่ากับ พื้นที่เรขาคณิตเพิ่มขึ้น 78%. แต่ไม่ได้พิสูจน์ว่าวาล์วทั้งชุดให้อากาศผ่านมากขึ้น 78%

เพราะอะไร การไหลจริงยังขึ้นกับพฤติกรรมการคายออกของช่องเปิด ความดันสัมบูรณ์ต้นทางและปลายทาง อุณหภูมิก๊าซ การหดตัวหลังบ่าวาล์ว ตำแหน่งสปูล รูปทรงพื้นผิว และข้อจำกัดอื่น เมื่ออัตราส่วนความดันเข้าสู่ช่วงวิกฤตของชิ้นส่วน อากาศอาจเกิดการไหลติดคอและไม่เป็นไปตามสูตรรากที่สองแบบของไหลอัดตัวไม่ได้อีกต่อไป

คำว่า “เอ็กซ์โพเนนเชียล” ก็ไม่ใช่คำอธิบายที่ถูกต้องเช่นกัน พื้นที่เป็นไปตามกฎยกกำลังที่มีเลขชี้กำลังสอง การเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางเป็นสองเท่าทำให้พื้นที่วงกลมอุดมคติเพิ่มเป็นสี่เท่า แต่ไม่ได้ทำให้ Cv, sonic conductance หรืออัตราการไหลพิกัดของวาล์วที่ประกอบแล้วเพิ่มเป็นสี่เท่าโดยอัตโนมัติ

สำหรับขอบเขตการไหลของก๊าซ โปรดดู การวิเคราะห์การกำหนดขนาดวาล์วสำหรับการไหลแบบลามินาร์เทียบกับแบบปั่นป่วน และ คู่มือคำนวณแรงดันตกในระบบนิวเมติก.

ข้อมูลจากแคตตาล็อกผู้ผลิตพิสูจน์อะไรได้บ้าง

SMC เผยแพร่ค่า Cv 0.9 สำหรับ VP344 ที่มีพอร์ต 1/4 นิ้ว และ Cv 1.7 สำหรับ VP544 ที่มีพอร์ตนอมินัล 1/4 นิ้วเดียวกัน. วาล์วโครงสร้างที่สองมีค่า Cv ที่เผยแพร่มากกว่าประมาณ 89% แม้ป้ายการเชื่อมต่อจะไม่เปลี่ยน (แคตตาล็อก SMC VP Series, เข้าถึงข้อมูลปี 2026)

ค่าจากแคตตาล็อกที่เผยแพร่แยกประเด็นหลักของบทความได้ชัดเจนว่า การเชื่อมต่อที่เข้ากันได้ไม่ได้ยืนยันความสามารถภายใน การเพิ่มการเชื่อมต่อของ VP344 จาก 1/8 นิ้วเป็น 1/4 นิ้วเปลี่ยนค่า Cv เพียง 0.1 ขณะที่ใช้การเชื่อมต่อ 1/4 นิ้วเดิมแล้วเปลี่ยนจาก VP344 เป็น VP544 ทำให้ค่า Cv เปลี่ยน 0.8

รุ่นและพอร์ตที่กำหนด ค่า C จากทางจ่ายถึงทางออก อัตราส่วนวิกฤต b Cv สิ่งที่การเปรียบเทียบแสดง
SMC VP344, 1/8 นิ้ว 3.6 dm³/(s·bar) 0.22 0.8 โครงสร้างอ้างอิง
SMC VP344, 1/4 นิ้ว 3.9 dm³/(s·bar) 0.22 0.9 พอร์ตที่ใหญ่ขึ้นเพิ่มความสามารถได้เพียงเล็กน้อยในตัววาล์วนี้
SMC VP544, 1/4 นิ้ว 7.5 dm³/(s·bar) 0.16 1.7 พอร์ตเดียวกัน แต่ความสามารถภายในแตกต่างกันมาก
การเปรียบเทียบค่า Cv ของวาล์ว SMC VP ตามรุ่นและขนาดพอร์ต กราฟแท่งแนวนอนเปรียบเทียบค่า Cv 0.8, 0.9 และ 1.7 ของวาล์ว SMC VP สามโครงสร้าง พอร์ต 1/4 นิ้วเดียวกันสามารถมีพิกัด Cv ต่างกันได้ ค่า Cv จากทางจ่ายถึงทางออกที่เผยแพร่ 00.51.01.52.0 VP344, 1/8 in0.8 VP344, 1/4 in0.9 VP544, 1/4 in1.7 แหล่งข้อมูล: ลักษณะอัตราการไหลของ SMC VP300/500/700 เปรียบเทียบเส้นทางที่กำหนดจริง
การเพิ่มขนาดพอร์ตทำให้ตัวอย่าง VP344 เปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อย ขณะที่การออกแบบวาล์วภายในที่ต่างกันทำให้ค่า Cv เกือบเพิ่มเป็นสองเท่าที่การเชื่อมต่อ 1/4 นิ้วเดียวกัน

แคตตาล็อก VQZ2000 ของ SMC ให้ข้อควรระวังอีกประการ รุ่นซีลโลหะและรุ่นซีลยางในตระกูลเดียวกันมีค่าที่เผยแพร่ต่างกัน CC, bb และค่า Cv สำหรับเส้นทางจ่ายและระบาย (แคตตาล็อก SMC VQZ Series, เข้าถึงข้อมูลปี 2026) โครงสร้างซีลและสปูลสามารถเปลี่ยนความสามารถได้โดยไม่เปลี่ยนอินเทอร์เฟซข้อต่อ

Parker ยังเผยแพร่ค่าของ H Series ตามขนาดวาล์ว ขนาดพอร์ต Cv sonic conductance อัตราส่วนวิกฤต อัตราการไหลนอมินัล และทิศทางการไหล (แคตตาล็อก Parker H Series, เข้าถึงข้อมูลปี 2026) รูปแบบแคตตาล็อกเองก็ให้บทเรียนว่า คอลัมน์พอร์ตต้องอยู่คู่กับคอลัมน์สมรรถนะหลายรายการ เพราะมิติการเชื่อมต่อเพียงรายการเดียวตอบคำถามการกำหนดขนาดไม่ได้

วาล์วโซลินอยด์ 2 พอร์ตแบบไพลอตควบคุมที่มีการเชื่อมต่อกระบวนการแบบเกลียวขนาดใหญ่

ตระกูลวาล์ว 2/2 แบบไพลอตควบคุม VXF แสดงให้เห็นว่าโครงสร้างวาล์วมีความสำคัญอย่างไร แม้พอร์ตกระบวนการจะดูใหญ่ แต่ก็ยังต้องตรวจเส้นผ่านศูนย์กลางบ่าวาล์ว ความต้องการไพลอต ช่วงความดัน และพิกัดการไหลเฉพาะรุ่น

พิกัดการไหลใดควรเป็นหลักในการเลือก

ISO 6358-1 ครอบคลุมการทดสอบสภาวะคงตัวของชิ้นส่วนนิวเมติก ขณะที่ภาคแก้ไขปี 2020 เพิ่มเรื่อง conductance ที่มีผล และภาคแก้ไขปี 2026 กล่าวถึงความไม่แน่นอนของการวัด การปรับปรุงเหล่านี้ย้ำกฎเดิมว่า ให้เปรียบเทียบข้อมูลที่วัดหรือคำนวณภายใต้วิธีนิวเมติกที่กำหนด ไม่ใช่คำกล่าวว่า “ไหลสูง” ที่ไม่ระบุวิธี (ISO 6358-1, ปี 2013)

ใช้ค่าที่ผู้ผลิตรองรับสำหรับหมายเลขชิ้นส่วนและทิศทางการไหลที่ตรงกัน:

ค่าที่เผยแพร่ การใช้งานที่เหมาะสมที่สุด บริบทที่ต้องระบุ
Cv เปรียบเทียบความสามารถวาล์วและใช้วิธีกำหนดขนาดก๊าซของผู้จัดหา ทิศทางการไหล ความดันสัมบูรณ์ทางเข้าและทางออก ชนิดก๊าซ และอุณหภูมิ
sonic conductance C คำนวณหรือเปรียบเทียบความสามารถนิวเมติกเมื่อเกิดการไหลติดคอ วิธีและหน่วยตาม ISO 6358
อัตราส่วนความดันวิกฤต b กำหนดช่วงเปลี่ยนระหว่างการไหลต่ำกว่าความเร็วเสียงกับการไหลติดคอ ใช้ร่วมกับ C และความดันสัมบูรณ์
พื้นที่ที่มีผล เปรียบเทียบชิ้นส่วนเมื่อผู้จัดหาระบุพื้นฐานการทดสอบ มาตรฐานและสภาวะความดัน
L/min หรือ SCFM พิกัด เปรียบเทียบอย่างรวดเร็วภายในแคตตาล็อกเดียว ความดันจ่าย ความดันปลายทาง และสภาวะอ้างอิง
เส้นผ่านศูนย์กลางออริฟิสทางกายภาพ ตรวจรูปทรงและระยะเผื่อสิ่งปนเปื้อน ไม่สามารถใช้แทนข้อมูลการไหลของเส้นทางทั้งหมด

อย่าผสมค่าสัมประสิทธิ์จากหลักเกณฑ์ที่ไม่เกี่ยวข้องกันโดยไม่ตรวจนิยาม Parker ระบุว่า Cv ของวาล์วนิวเมติกคำนวณด้วยการทดสอบ ANSI/NFPA ที่มีโครงสร้าง และเตือนว่าวิธีคำนวณอื่นอาจให้ผลต่างกัน (วาล์วควบคุมด้วยมือและวาล์วกลของ Parker, เข้าถึงข้อมูลปี 2026)

ให้ถือว่าวิธีทดสอบเป็นส่วนหนึ่งของตัวเลข “Cv 1.0” ที่ไม่มีสถานะชิ้นส่วน ทิศทางการไหล และวิธีทดสอบ เป็นหลักฐานที่อ่อนกว่าตารางครบถ้วนซึ่งมี CC, bb, Cv และเงื่อนไขความดัน ยิ่งเส้นทางวาล์วซับซ้อนมากเท่าใด เส้นผ่านศูนย์กลางออริฟิสเพียงอย่างเดียวก็ยิ่งมีประโยชน์น้อยลงเท่านั้น

คู่มือนิยาม Cv และการกำหนดขนาดวาล์ว อธิบายคำศัพท์เกี่ยวกับค่าสัมประสิทธิ์ เมื่อผู้จัดหาใช้ระบบค่าสัมประสิทธิ์ปะปนกัน ให้ใช้ เครื่องมือแปลง Cv/Kv เพื่อเปรียบเทียบเบื้องต้น แล้วกลับไปตรวจกราฟการไหลนิวเมติก

ควรกำหนดขนาดวาล์วอย่างไรก่อนเลือกพอร์ต

ตัวอย่างกระบอกสูบที่ Parker เผยแพร่คำนวณ Cv 1.06 จากพื้นที่กระบอกสูบ ช่วงชัก ตัวประกอบการอัดตามความดันจ่าย แรงดันตกที่ยอมได้ และเวลาชักหนึ่งวินาที การคำนวณเริ่มจากความต้องการการเคลื่อนที่และจบที่การเชื่อมต่อที่เข้ากันได้ ไม่ใช่เริ่มจากการเชื่อมต่อ (ข้อมูลวิศวกรรม Parker, เข้าถึงข้อมูลปี 2026)

ใช้ลำดับต่อไปนี้:

  1. กำหนดขนาดรูแอคชูเอเตอร์ ขนาดก้าน ช่วงชัก ทิศทางโหลด และเวลาเป้าหมายสำหรับการยืดกับการหด
  2. คำนวณการไหลสูงสุดระหว่างช่วงชักที่เคลื่อนที่แต่ละครั้ง ไม่ใช่เฉพาะการใช้ลมเฉลี่ยต่อรอบ
  3. กำหนดความดันใช้งานต่ำสุดที่แอคชูเอเตอร์ขณะเคลื่อนที่
  4. แบ่งสรรแรงดันสูญเสียให้กับ FRL วาล์วควบคุมทิศทาง ท่อ ข้อต่อ ตัวควบคุมความเร็ว พอร์ตกระบอกสูบ และทางระบาย
  5. เลือกความสามารถวาล์วจาก Cv ข้อมูล ISO 6358 หรือกราฟการไหลของผู้จัดหา
  6. เลือกโครงสร้างพอร์ตและข้อต่อที่รองรับความสามารถนั้นได้
  7. ตรวจพิกัดทั้งทางจ่ายและทางระบายสำหรับสถานะสปูลที่เลือก
  8. ตรวจยืนยันผลภายใต้โหลดจริง

เครื่องมือวาล์วและอัตราการไหลเครื่องคำนวณอัตราการไหล Cvเปรียบเทียบค่า Cv ที่ต้องการ ค่า Cv ของวาล์วตัวเลือก หรือแรงดันตกที่ยอมได้ จากนั้นตรวจยืนยันสมรรถนะลมอัดด้วยข้อมูลการไหลของก๊าซและสภาวะการทำงานจากผู้ผลิตQ = Cv x รากที่สอง(DeltaP x SG)โหมดคำนวณค่า Cvอัตราการไหลลดความดันเปิดเครื่องคำนวณ

เครื่องคำนวณนี้เป็นเครื่องมือคัดกรอง ความสัมพันธ์ Cv แบบง่ายไม่สามารถแทนทุกช่วงการไหลของของไหลอัดตัวได้ ทุกสถานะสปูล หรือทุกเส้นทางแมนิโฟลด์ เมื่อเวลาเป้าหมายของกระบอกสูบเป็นข้อมูลตั้งต้น ให้ใช้ขั้นตอนกำหนดความต้องการการไหลเฉพาะทางที่อธิบายไว้ใน บทความฉบับเต็มเรื่องการกำหนดขนาดวาล์ว.

อย่าเลือกพอร์ตก่อนแล้วสมมติว่าตัววาล์วที่ใหญ่ที่สุดย่อมดีกว่าเสมอ การกำหนดขนาดใหญ่เกินไปอาจเพิ่มต้นทุน พื้นที่แมนิโฟลด์ ปริมาตรที่ถูกสลับ และข้อต่อที่ใหญ่ขึ้น โดยไม่ช่วยข้อจำกัดที่เป็นคอขวดจริง

จะหาข้อจำกัดหลักได้อย่างไร

ISO 6358-3 ให้กระบวนการประมาณลักษณะสภาวะคงตัวโดยรวมจากข้อมูลชิ้นส่วนและท่อที่ทราบ ในหน้างาน การทดสอบเสริมควรเป็นแบบไดนามิก คือบันทึกความดันก่อนและหลังข้อจำกัดที่สงสัยขณะแอคชูเอเตอร์เคลื่อนที่ แล้วเปรียบเทียบรอบที่มีโหลดเดียวกัน (ISO 6358-3, ปี 2014)

ใช้จุดวัดความดันสามจุด:

  • P1 ที่ทางเข้าวาล์ว: แสดงการสูญเสียที่ FRL แมนิโฟลด์ร่วม และสายจ่าย
  • P2 ที่พอร์ตกระบอกสูบที่ใช้งาน: ครอบคลุมการสูญเสียในเส้นทางจ่ายของวาล์ว ข้อต่อ และท่อ
  • P3 ที่พอร์ตกระบอกสูบด้านระบายหรือทางระบายของวาล์ว: แสดงแรงดันย้อนกลับจาก meter-out ท่อทางกลับ แมนิโฟลด์ และไซเลนเซอร์

บันทึกความดันและเวลาชักบนฐานเวลาเดียวกัน ทดสอบการยืดและการหดแยกกัน เพราะใช้พื้นที่ห้องและเส้นทางวาล์วต่างกัน

ข้อสังเกตระหว่างการเคลื่อนที่ การตีความที่เป็นไปได้
P1 ลดลงทั้งสองทิศทาง ทางจ่ายต้นทาง FRL แมนิโฟลด์ร่วม หรือสายแยกเป็นข้อจำกัด
P1 คงที่ แต่ P2 ยังคงต่ำ เส้นทางวาล์ว ข้อต่อทางจ่าย ท่อ หรือตัวควบคุมความเร็วเป็นข้อจำกัด
ความดันขับเพียงพอ แต่ P3 สูง เส้นทางวาล์วทางระบาย ตัวควบคุม meter-out ท่อ หรือไซเลนเซอร์เป็นข้อจำกัด
วาล์วพอร์ตใหญ่กว่าไม่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่วัดได้ ชิ้นส่วนอื่นหรือกลไกของแอคชูเอเตอร์เป็นตัวควบคุมผลลัพธ์
ทิศทางหนึ่งดีขึ้น แต่อีกทิศทางไม่ดีขึ้น พิกัดเส้นทางจ่ายและระบาย หรือช่องเปิดสปูลแตกต่างกัน

ความดันสถิตไม่เพียงพอ เกจของเรกูเลเตอร์อาจแสดงค่าที่คาดไว้หลังหยุดการเคลื่อนที่ ขณะที่กระบอกสูบยังเผชิญแรงดันตกชั่วขณะสูง คู่มือแก้ปัญหาแรงดันตกฉบับเต็ม ครอบคลุมสาเหตุจากทางจ่ายร่วมและฝั่งระบบโรงงาน

การทดสอบเปลี่ยนทดแทนต้องมีผลยอมรับสองรายการ ได้แก่ ความดันแบบไดนามิกที่แอคชูเอเตอร์และเวลาชักภายใต้โหลด เกลียวที่เข้ากันได้เพียงอย่างเดียวยืนยันได้แค่ว่าติดตั้งได้ การวัดเหล่านี้พิสูจน์ว่าของทดแทนยังรักษาสมรรถนะนิวเมติกของเครื่องจักรหรือไม่

เช็กลิสต์การเปลี่ยนวาล์วและ RFQ

ตาราง H Series ของ Parker เผยแพร่ลักษณะทางจ่ายและระบายแยกกัน และข้อมูล VP ของ SMC แยกข้อมูลทั้งสองทิศทางสำหรับแต่ละรุ่น คำขอเปลี่ยนทดแทนที่ระบุเพียง “1/4 นิ้ว, 24 VDC, 5/2” ขาดหลักฐานที่ต้องใช้เพื่อรักษาสมรรถนะการไหล (Parker H Series; SMC VP Series, เข้าถึงข้อมูลปี 2026)

ใส่ข้อมูลต่อไปนี้ใน RFQ หรือบันทึกการเปลี่ยนทดแทน:

  • หมายเลขชิ้นส่วนเต็มของรุ่นเดิมและรุ่นที่เสนอ;
  • หน้าที่วาล์ว สถานะปกติ จำนวนตำแหน่ง และวิธีคืนกลับ;
  • มาตรฐานพอร์ตจ่าย กระบอกสูบ ไพลอต และระบาย;
  • อินเทอร์เฟซข้อต่อหรือแมนิโฟลด์ที่กำหนดจริง;
  • ความดันใช้งานต่ำสุด ปกติ และสูงสุด;
  • ความต้องการการไหลและแรงดันตกที่ยอมได้ในแต่ละทิศทางที่ใช้งาน;
  • Cv, CC และ bb, พื้นที่ที่มีผล หรืออัตราการไหลพิกัดพร้อมเงื่อนไขทดสอบ;
  • ความดันไพลอตและการไหลไพลอตสำหรับโครงสร้างแบบไพลอตควบคุม;
  • สภาวะของไหล การกรอง การหล่อลื่น และคอนเดนเสท;
  • ช่วงอุณหภูมิแวดล้อมและอุณหภูมิอากาศ;
  • วัสดุซีลและตัววาล์ว;
  • แรงดันไฟฟ้า กำลัง คอนเน็กเตอร์ การป้องกันแรงดันกระชาก และ duty;
  • หลักฐานด้านการตอบสนอง การรั่ว ความทนทาน และความปลอดภัยที่ต้องการ;
  • เวลายอมรับการยืดและการหดภายใต้โหลด

การเปรียบเทียบสปูลกับป๊อปเปต ช่วยอธิบายว่าวาล์วสองรุ่นที่มีพอร์ตคล้ายกันอาจมีการรั่ว การตอบสนอง ช่วงความดัน และความสามารถภายในต่างกันได้อย่างไร

อย่านำวาล์วที่ซื้อมาเจาะหรือกลึงเพื่อขยายทางผ่านภายใน การเปลี่ยนบ่าวาล์ว ช่องเปิดสปูล หรือรูเจาะในตัววาล์วอาจทำให้การกักเก็บความดัน การซีล สมดุลไพลอต การตอบสนอง การปรับสภาพวัสดุ และพิกัดของผู้ผลิตใช้ไม่ได้ ให้เลือกรุ่นที่มีความสามารถสูงกว่าและมีเอกสารรองรับแทน

คำถามที่พบบ่อยเรื่องขนาดพอร์ตและออริฟิสภายใน

ข้อมูล VP ของ SMC ให้คำตอบสั้นที่สุดสำหรับหัวข้อนี้ว่า VP344 ขนาด 1/4 นิ้วมีพิกัด Cv 0.9, ขณะที่ VP544 ขนาด 1/4 นิ้วมีพิกัด Cv 1.7. ดังนั้นการเชื่อมต่อเดียวกันจึงรองรับความสามารถที่ทดสอบแล้วแตกต่างกันมากได้ ขึ้นกับการออกแบบวาล์วภายในและเส้นทางที่กำหนดจริง

ขนาดพอร์ตบอกเส้นผ่านศูนย์กลางออริฟิสภายในได้หรือไม่

ไม่ได้ ขนาดพอร์ตระบุการเชื่อมต่อ ไม่ได้ระบุรูเจาะ แกลเลอรี บ่าวาล์ว ช่องเปิดสปูล หรือทางระบายทุกจุดภายในวาล์ว วาล์ว 2/2 บางรุ่นระบุเส้นผ่านศูนย์กลางบ่าวาล์วเฉพาะจุด แต่วาล์วหลายทางมักต้องใช้ข้อมูล Cv หรือ ISO 6358 ระดับเส้นทาง ขอแบบของรุ่นที่แน่นอนและตารางการไหล แทนการประมาณอัตราส่วนสากล

การเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางออริฟิสเป็นสองเท่าทำให้การไหลของวาล์วเพิ่มเป็นสี่เท่าหรือไม่

ทำให้พื้นที่เรขาคณิตของช่องเปิดวงกลมอุดมคติหนึ่งช่องเพิ่มเป็นสี่เท่า แต่ไม่รับประกันว่าการไหลผ่านวาล์วนิวเมติกที่ประกอบแล้วจะเพิ่มเป็นสี่เท่า ความสามารถจริงยังขึ้นกับพฤติกรรมการคายออก อัตราส่วนความดัน ตำแหน่งสปูล การเลี้ยว ซีล ข้อจำกัดอื่น อุณหภูมิก๊าซ และการไหลอยู่ในช่วงต่ำกว่าจุดวิกฤตหรือถูกทำให้สำลัก

วาล์วที่มีพอร์ตเล็กกว่าสามารถมีสมรรถนะดีกว่าวาล์วพอร์ตใหญ่กว่าได้หรือไม่

ได้ หากการเชื่อมต่อที่เล็กกว่าอยู่ในวาล์วที่มีทางผ่านภายในเปิดกว่า หรือมี conductance ที่ทดสอบแล้วสูงกว่า เปรียบเทียบค่า Cv, sonic conductance, อัตราส่วนความดันวิกฤต หรือกราฟความดัน-การไหลของรุ่นที่แน่นอน และตรวจข้อต่อกับท่อด้วย เพราะพิกัดวาล์วที่ดีอาจสูญเสียไปในวงจรที่ต่ออยู่

Cv มีประโยชน์มากกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางออริฟิสที่ผู้ผลิตระบุหรือไม่

สำหรับความสามารถของวาล์วทั้งชุด ค่าสัมประสิทธิ์การไหลที่นิยามชัดเจนหรือข้อมูล ISO 6358 มักมีประโยชน์กว่า เพราะสะท้อนพฤติกรรมการไหลของชุดที่ประกอบแล้ว แต่ค่านั้นยังต้องระบุวิธีทดสอบ ก๊าซ ทิศทางการไหล และเงื่อนไขความดัน เส้นผ่านศูนย์กลางออริฟิสยังมีประโยชน์สำหรับตรวจรูปทรง ความทนต่อการปนเปื้อน และตรวจบ่าวาล์วที่ระบุไว้อย่างชัดเจน

หลังเปลี่ยนวาล์วนิวเมติกควรวัดอะไรบ้าง

วัดความดันทางเข้าวาล์ว ความดันที่พอร์ตกระบอกสูบที่ใช้งาน ความดันย้อนกลับทางระบายเมื่อเกี่ยวข้อง และเวลายืดกับเวลาหดภายใต้โหลด ใช้สภาวะจ่าย โหลด การตั้งคุชชั่น และตำแหน่งตัวควบคุมการไหลเดียวกันก่อนและหลังเปลี่ยน เกลียวที่เข้ากันยืนยันการติดตั้ง ส่วนความดันแบบไดนามิกและเวลายืนยันสมรรถนะ

แหล่งข้อมูลและเอกสารอ้างอิงทางเทคนิค