Pneumatic Actuator

Pneumatic Actuator หรือ “หัวขับลม” เป็นอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานจากลมอัด (Compressed Air) ในการเปิด-ปิดวาล์วแบบอัตโนมัติ โดยแปลงแรงดันลมเป็นการเคลื่อนที่เชิงมุม 90° ผ่านกลไก Rack & Pinion หรือ Scotch-Yoke ทำให้สามารถควบคุมวาล์วจากระยะไกลผ่านสัญญาณลม ไฟฟ้า หรือระบบ DCS/PLC ได้อย่างแม่นยำ

STICO จำหน่ายหัวขับลมคุณภาพสูงจากผู้ผลิตระดับโลก ทั้งรุ่นมาตรฐาน Double Acting (ใช้ลมทั้งสองทิศทาง) และ Spring Return แบบ Fail-Safe (เมื่อลมขาดหายวาล์วจะกลับสู่ตำแหน่งปลอดภัย) พร้อมอุปกรณ์เสริมครบชุดเช่น Solenoid Valve, Limit Switch Box, Positioner และ Filter Regulator

Product Overview (English)

A pneumatic actuator converts compressed air pressure into rotary motion to drive quarter-turn valves (ball, butterfly, or plug) for automated on-off or modulating control. Its simple, rugged design with no electrical components makes it the preferred choice for hazardous, wet, or dusty environments where electric actuators would be unsafe or unreliable.

STICO supplies premium pneumatic actuators with ISO 5211 direct-mount flange and VDI-VDE 3845 NAMUR top interface — guaranteeing universal compatibility with valves and accessories from any manufacturer. Available in both Double Acting (DA) and Spring Return (SR) fail-safe configurations, backed by a 2-year warranty and local technical support.

Working Principle — หลักการทำงาน

Double Acting (DA) — แบบใช้ลมสองทาง

ลมอัดถูกส่งเข้าช่อง Port A เพื่อดัน piston ทั้งสองฝั่งให้เคลื่อนที่ ทำให้ Rack ดัน Pinion หมุน 90° (เปิดวาล์ว) เมื่อต้องการปิดวาล์ว ระบบจะสลับทิศการจ่ายลมไปที่ Port B ดัน piston กลับในทิศตรงข้าม ให้แรงบิดเท่ากันทั้งสองทิศทาง เหมาะกับงานที่ต้องการแรงบิดสูงสม่ำเสมอ

Spring Return (SR) — แบบสปริงกลับ Fail-Safe

ลมอัดถูกส่งเข้าด้านหนึ่งเพื่อดัน piston อัดสปริงเอาไว้ (ตำแหน่งวาล์วเปิดหรือปิดตามการตั้งค่า) เมื่อระบบลมขาดหายหรือเกิดเหตุฉุกเฉิน สปริงจะดัน piston กลับทันทีให้วาล์วกลับสู่ตำแหน่งปลอดภัย (Fail-Safe Close หรือ Fail-Safe Open) เหมาะกับงานที่ต้องการระบบความปลอดภัยสูง เช่น น้ำมันและก๊าซ, สารเคมีอันตราย

Construction & Materials — โครงสร้างและวัสดุ

ส่วนประกอบหลัก

• Body (ตัวเรือน) — Aluminium Alloy ADC12 ขึ้นรูปด้วย Die-Casting เคลือบ Epoxy และ Hard Anodized ทนการกัดกร่อน
• End Caps (ฝาครอบ) — Aluminium Alloy เคลือบเหมือนตัวเรือน ออกแบบเป็นเกลียวนอกและมี Travel Stop ปรับตั้งได้ ±5°
• Pinion (แกนหมุน) — SCM440 Alloy Steel ชุบ Nickel ทนการกัดกร่อน เจาะรูฐานตรงตามมาตรฐาน ISO 5211
• Piston (ลูกสูบ) — Aluminium Alloy พร้อม Rack integrated ตัดด้วย CNC ความแม่นยำสูง
• Springs (สปริง) — Silicon-Chrome Steel SAE 9254 เคลือบ Epoxy ป้องกันสนิม อายุใช้งาน >1 ล้านรอบ
• Seals (ซีล) — NBR มาตรฐาน / Viton® FKM สำหรับอุณหภูมิสูง / EPDM สำหรับ steam
• Bearings (แบริ่ง) — POM และ PTFE self-lubricating ไม่ต้องหล่อลื่นเพิ่ม

Protection Class (ระดับการป้องกัน)

• IP67 มาตรฐาน (กันน้ำและฝุ่นระดับอุตสาหกรรม)
• IP68 ตัวเลือกพิเศษ (จมน้ำถาวร)
• NEMA 4X ตัวเลือก (ทนน้ำทะเลและไอเคมี)
• ATEX II 2GD Ex c IIC T6 สำหรับพื้นที่อันตราย

Accessories — อุปกรณ์เสริม

Solenoid Valve (วาล์วโซลินอยด์ควบคุม)

• 3/2 Way สำหรับรุ่น Spring Return
• 5/2 Way สำหรับรุ่น Double Acting
• แรงดันไฟฟ้า 24VDC / 110VAC / 220VAC
• Coil class H (180°C) / Protection IP65 / ATEX rated available

Limit Switch Box (กล่องส่งสัญญาณตำแหน่ง)

• Mechanical switch 2 × SPDT สำหรับสัญญาณเปิด/ปิด
• Proximity switch (inductive) สำหรับงาน hazardous area
• LED indicator แสดงสถานะวาล์ว
• Housing Aluminium หรือ SS316, IP67

Positioner (ตัวควบคุมตำแหน่งแบบ Analog)

• 4-20 mA input signal สำหรับงาน modulating control
• HART protocol สำหรับระบบ DCS
• Smart positioner with auto-calibration
• Explosion-proof (Ex d IIC T6) สำหรับ Zone 1

Air Filter Regulator (FRL Unit)

• กรองน้ำและสิ่งสกปรกในลมอัดก่อนเข้าหัวขับ
• ปรับแรงดันลมให้คงที่ 5.5 bar
• เพิ่มอายุการใช้งานของซีลและลูกสูบ 2-3 เท่า

Applications — การใช้งาน

อุตสาหกรรมที่เหมาะสม

• ปิโตรเคมีและโรงกลั่น — ควบคุมวาล์วบนท่อ process, กระบวนการ reaction, ระบบ emergency shutdown (ESD)
• น้ำมันและก๊าซ — Wellhead control valve, pipeline isolation valve, flare system (ต้องใช้ Fail-Safe)
• โรงไฟฟ้าและระบบไอน้ำ — Steam isolation, feed water control, cooling water system
• อาหารและเครื่องดื่ม — CIP/SIP system, pasteurization line, filling line (ใช้ stainless actuator)
• เภสัชกรรมและเคมี — Dosing system, reactor charging, solvent transfer (ใช้ ATEX-rated)
• ระบบบำบัดน้ำเสีย — Aeration tank valve, sludge transfer, chemical dosing
• กระดาษและเยื่อกระดาษ — Stock preparation, white water system, black liquor handling
• เหล็กและโลหะ — Cooling system, hydraulic actuation, blast furnace valve control

จุดติดตั้งยอดนิยม

• Ball Valve (2-way, 3-way) ขนาด DN15 – DN500
• Butterfly Valve Wafer / Lug / Flanged ขนาด DN50 – DN1200
• Plug Valve และ Gate Valve (quarter-turn)
• Sanitary Valve ตามมาตรฐาน 3A / FDA
• Damper และ Louver ในระบบ HVAC ขนาดใหญ่

Key Features & Benefits — จุดเด่นและประโยชน์

ไม่ต้องใช้ไฟฟ้า — ปลอดภัยในพื้นที่อันตราย

หัวขับลมใช้พลังงานจากลมอัดเพียงอย่างเดียว ไม่มีชิ้นส่วนไฟฟ้าภายใน จึงติดตั้งในพื้นที่ ATEX Zone 1/Zone 21 (มีแก๊สติดไฟ/ฝุ่นระเบิด) ได้อย่างปลอดภัย โดยไม่ต้องใช้ Explosion-proof enclosure ที่มีราคาสูง

Fail-Safe รุ่น Spring Return

เมื่อระบบลมล้มเหลวหรือไฟดับ Solenoid valve จะปิด และสปริงภายในหัวขับจะผลักวาล์วกลับไปตำแหน่งปลอดภัย (ปิดหรือเปิดตามการออกแบบ) ภายใน 1-3 วินาที รองรับมาตรฐาน SIL 3 Safety Integrity Level

รอบการทำงานสูงกว่า 1 ล้านรอบ

ชิ้นส่วนทั้งหมดผ่านการทดสอบ cycle life >1,000,000 รอบ ภายใต้เงื่อนไข air supply สะอาดและอุณหภูมิปกติ อายุการใช้งานเฉลี่ย 10-15 ปีในงานจริง ลดต้นทุนการเปลี่ยนทดแทนอย่างมีนัยสำคัญ

ตอบสนองเร็ว (Fast Response)

• เวลาเปิด-ปิด 0.5 – 3 วินาที สำหรับหัวขับขนาดเล็ก
• เวลาเปิด-ปิด 3 – 8 วินาที สำหรับหัวขับขนาดใหญ่
• ปรับความเร็วได้ด้วย Speed Control Valve
• เหมาะกับงาน ESD (Emergency Shutdown) ที่ต้องปิดเร็ว

Universal Mounting — รองรับทุกยี่ห้อ

ฐานติดตั้งแบบ ISO 5211 F03 – F25 และหัวด้านบน VDI-VDE 3845 NAMUR ทำให้สามารถใช้กับวาล์วจากทุกผู้ผลิต และต่อ accessories เช่น Limit switch, Positioner, Solenoid valve ได้โดยไม่ต้อง adapter เพิ่มเติม

คืนทุนเร็วจากการลดต้นทุนแรงงาน

กรณีศึกษาโรงงานเคมีที่ใช้หัวขับลม 25 จุดทดแทนการเปิด-ปิดวาล์วด้วยมือ สามารถลดจำนวนพนักงาน operation ได้ 2 คน/กะ คืนทุนภายใน 8-14 เดือน ไม่รวมผลประโยชน์ทางด้าน safety และ process consistency

Sizing & Selection — การเลือกขนาดหัวขับให้เหมาะกับวาล์ว

สูตรคำนวณเบื้องต้น

Actuator Torque Required = Valve Break Torque × Safety Factor

• Safety Factor 1.25 สำหรับของเหลวสะอาด (น้ำ, น้ำมัน)
• Safety Factor 1.5 สำหรับของเหลวทั่วไป (slurry, paint)
• Safety Factor 2.0 สำหรับงานหนัก (abrasive, chemical, sticky media)
• Safety Factor 2.5 สำหรับงาน on-off ที่ใช้น้อยกว่า 1 ครั้ง/สัปดาห์

Installation & Commissioning — การติดตั้งและการทดสอบ

ขั้นตอนการติดตั้ง

1. ตรวจสอบขนาด flange ของวาล์วให้ตรงกับ F-code ของหัวขับ (F05, F07 เป็นต้น)
2. ใส่ mounting bracket ระหว่างวาล์วและหัวขับ (สำหรับวาล์วที่ไม่มี ISO pad โดยตรง)
3. ปรับตำแหน่ง pinion ให้ตรงกับ stem ของวาล์วก่อนยึดน็อต
4. ขัน bolt ตาม torque pattern (เริ่มจากด้านตรงข้ามกัน, ทดค่อยๆ เพิ่มความแน่น)
5. ต่อ solenoid valve, limit switch และ air supply พร้อม FRL unit
6. ทดสอบการทำงาน 5-10 รอบเปิด-ปิด เพื่อตรวจสอบ travel stop
7. ปรับ travel stop ±5° ให้ตรงกับ seat ของวาล์วพอดี

การบำรุงรักษา (Preventive Maintenance)

• ตรวจสอบรอยรั่วของลมที่ port และ accessories ทุก 3 เดือน
• ทำความสะอาด filter regulator ทุก 6 เดือน
• ตรวจสอบ silicon-chrome spring (รุ่น SR) ทุก 12 เดือน
• เปลี่ยน O-ring kit ทุก 3-5 ปี หรือเมื่อพบลมรั่ว
• Grease pinion bearing ทุก 2 ปี (ใช้ lithium-based grease)