บัตเตอร์ฟลายวาล์วไฟฟ้า คืออะไร? ทำความรู้จักกับวาล์วควบคุมอัตโนมัติ

หากคุณกำลังมองหาวาล์วควบคุมอัตโนมัติที่ทั้งใช้งานง่าย ติดตั้งสะดวก และมีประสิทธิภาพสูง ‘บัตเตอร์ฟลายวาล์วไฟฟ้า’ อาจเป็นตัวเลือกที่คุณมองข้ามไม่ได้ ด้วยโครงสร้างที่ไม่ซับซ้อนและการทำงานที่เชื่อถือได้ วาล์วชนิดนี้จึงถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในระบบท่อของอุตสาหกรรมต่าง ๆ ไม่ว่าจะเป็นระบบประปา ระบบ HVAC หรือแม้แต่ในโรงงานผลิตอาหารและเครื่องดื่ม 

ในบทความนี้ เราจะมาทำความรู้จักกับบัตเตอร์ฟลายวาล์วไฟฟ้ากันให้มากขึ้น เพื่อให้คุณเข้าใจว่าวาล์วชนิดนี้ทำงานอย่างไร มีข้อดีอย่างไร และเหมาะกับการใช้งานแบบไหนบ้าง

บัตเตอร์ฟลายวาล์วคืออะไร ?

บัตเตอร์ฟลายวาล์ว (Butterfly Valve) คือ วาล์วประเภทหนึ่งที่ใช้ในการควบคุมการไหล (เปิด, ปิด, หรือปรับปริมาณ) ของของไหลในระบบท่อ ของไหลที่ว่านี้อาจเป็นได้ทั้งของเหลว (เช่น น้ำ, น้ำมัน, สารเคมี) หรือก๊าซก็ได้

• ลักษณะและการทำงาน 

บัตเตอร์ฟลายวาล์วมีลักษณะเด่นคือ มีแผ่นจานกลม (Disc) อยู่ภายในตัวเรือนวาล์ว (Body) แผ่นจานนี้จะทำหน้าที่เหมือน “ปีกผีเสื้อ” (Butterfly) ที่หมุนไป-มา เพื่อควบคุมการไหล

โดยหากต้องการเปิดวาล์ว แผ่นจานจะถูกหมุนให้อยู่ในแนวขนานกับทิศทางการไหลของของไหล ทำให้ของไหลไหลผ่านไปได้อย่างอิสระ และเมื่อต้องการปิดวาล์ว แผ่นจานจะถูกหมุนให้ตั้งฉากกับทิศทางการไหล กีดขวางทางเดินของของไหล ทำให้ของไหลหยุดไหล

บัตเตอร์ฟลายวาล์วบางชนิดสามารถใช้ในการปรับปริมาณการไหลได้ โดยการหมุนแผ่นจานให้อยู่ในตำแหน่งกึ่งกลางระหว่างเปิดสุดและปิดสุด (แต่ไม่แนะนำให้ใช้ในการปรับปริมาณการไหลที่ต้องการความแม่นยำสูง) 

• ส่วนประกอบหลัก

ส่วนประกอบของ butterfly valve ส่วนแรกจะเป็นตัวเรือน ซึ่งเป็นส่วนที่ห่อหุ้มส่วนประกอบอื่นๆ ของวาล์ว มักทำจากวัสดุที่แข็งแรง เช่น เหล็กหล่อ (Cast Iron), เหล็กเหนียว (Ductile Iron), สเตนเลส (Stainless Steel), หรือวัสดุอื่นๆ ขึ้นอยู่กับการใช้งาน

ต่อมาจะเป็นแผ่นจาน เป็นแผ่นกลมที่หมุนเพื่อเปิด-ปิดการไหล มักทำจากวัสดุเดียวกันกับตัวเรือน หรือวัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อนได้ดีกว่า และอาจมีการเคลือบผิวเพื่อเพิ่มความทนทาน

ส่วนที่ขาดไม่ได้เลยคงจะเป็นก้าน  เป็นแกนที่เชื่อมต่อแผ่นจานเข้ากับตัวขับ และทำหน้าที่ส่งผ่านแรงหมุนจากตัวขับไปยังแผ่นจาน

อีกหนึ่งส่วนที่สำคัญคือ ซีล เป็นวัสดุที่อยู่รอบขอบของแผ่นจาน หรือภายในตัวเรือน ทำหน้าที่ป้องกันการรั่วซึมเมื่อวาล์วปิด มักทำจากวัสดุที่มีความยืดหยุ่น เช่น ยาง (Rubber), PTFE (Teflon), หรือวัสดุอื่นๆ

ส่วนประกอบสุดท้ายคือตัวขับ เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการหมุนแผ่นจาน มีหลายประเภทแล้วแต่การใช้งาน

บัตเตอร์ฟลายวาล์วไฟฟ้า

บัตเตอร์ฟลายวาล์วไฟฟ้า (Electric Butterfly Valve) คือการนำบัตเตอร์ฟลายวาล์ว (Butterfly Valve) แบบพื้นฐานที่เราได้คุยกันก่อนหน้านี้ มาติดตั้งเข้ากับมอเตอร์ไฟฟ้า (Electric Actuator) หรือหัวขับลม (Pneumatic Actuator) เพื่อให้สามารถควบคุมการเปิด-ปิดวาล์วได้ด้วยระบบไฟฟ้า ทำให้เกิดเป็นวาล์วควบคุมอัตโนมัติ (Automatic Control Valve)

• หลักการทำงานของบัตเตอร์ฟลายวาล์วไฟฟ้า

• มอเตอร์ไฟฟ้า 

นับว่าเป็นหัวใจหลักของระบบ ทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล (การหมุน) มอเตอร์จะหมุนเมื่อได้รับสัญญาณไฟฟ้า (Control Signal) จากแหล่งจ่ายไฟหรือระบบควบคุม และมอเตอร์ไฟฟ้าที่ใช้กับบัตเตอร์ฟลายวาล์วมีหลายชนิด เช่น มอเตอร์ AC (ไฟฟ้ากระแสสลับ) ใช้กับแหล่งจ่ายไฟ AC ทั่วไป หรือมอเตอร์ DC (ไฟฟ้ากระแสตรง) ที่ใช้กับแหล่งจ่ายไฟ DC หรือแบตเตอรี่ เป็นต้น

• ชุดเกียร์ทดรอบ

มักติดตั้งอยู่ระหว่างมอเตอร์กับก้านวาล์ว ทำหน้าที่ลดความเร็วรอบในการหมุนของมอเตอร์ และเพิ่มแรงบิด (Torque) ให้มากพอที่จะหมุนแผ่นจานวาล์วได้ ช่วยให้การเปิด-ปิดวาล์วเป็นไปอย่างนุ่มนวล และป้องกันไม่ให้มอเตอร์ทำงานหนักเกินไป 

• การส่งผ่านกำลัง

เมื่อมอเตอร์หมุน ชุดเกียร์จะส่งผ่านแรงหมุนไปยังก้านวาล์ว (Stem) ก้านวาล์วที่เชื่อมต่อกับแผ่นจาน (Disc) จะหมุนแผ่นจานให้เปิดหรือปิดตามทิศทางการหมุนของมอเตอร์ 

• สัญญาณควบคุม

บัตเตอร์ฟลายวาล์วไฟฟ้าจะทำงานตามสัญญาณควบคุมที่ได้รับ โดยสัญญาณควบคุมอาจมาจากสวิตช์เปิด-ปิด สั่งให้วาล์วเปิดสุดหรือปิดสุด และรีโมทคอนโทรล ที่ควบคุมวาล์วจากระยะไกล ระบบควบคุมอัตโนมัติ (PLC, DCS) ควบคุมวาล์วตามเงื่อนไขที่กำหนดไว้ (เช่น ตามเวลา, ตามอุณหภูมิ, ตามแรงดัน) ไปจนถึงสัญญาณอะนาล็อก เช่น 4-20mA หรือ 0-10V ใช้สำหรับควบคุมวาล์วแบบ Modulating (ปรับปริมาณการไหล)

• ประเภทของบัตเตอร์ฟลายวาล์วไฟฟ้า

• On-Off Type

วาล์วจะเปิดสุดหรือปิดสุดเท่านั้น ไม่สามารถปรับปริมาณการไหลระหว่างกลางได้ ใช้ในงานที่ไม่ต้องการควบคุมปริมาณการไหลอย่างละเอียด

• Modulating Type

วาล์วสามารถปรับตำแหน่งการเปิดได้หลายระดับ ทำให้ควบคุมปริมาณการไหลได้อย่างละเอียด มักใช้สัญญาณควบคุมแบบอะนาล็อก (4-20mA, 0-10V) เพื่อกำหนดตำแหน่งของวาล์ว

• Fail-Safe Type

มีกลไกสปริงที่จะทำให้วาล์วกลับสู่ตำแหน่งที่กำหนดไว้ (เปิดสุดหรือปิดสุด) โดยอัตโนมัติเมื่อไฟฟ้าดับ ใช้ในงานที่ต้องการความปลอดภัยสูง เช่น ระบบดับเพลิง

สรุป