หลักการทำงานของปั๊มหอยโข่งที่คุณต้องรู้ก่อนใช้งาน

Customers Also Purchased

ปั๊มหอยโข่ง เป็นปั๊มประเภทที่ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรม การเกษตร เทศบาล โรงงานน้ำ และการบำบัดน้ำเสีย โรงผลิตไฟฟ้า ปิโตรเลียม และอุตสาหกรรมอื่นๆ อีกมากมายนับไม่ถ้วน เป็นประเภทปั๊มหลักในกลุ่มปั๊มที่เรียกว่าปั๊ม "จลนศาสตร์" และแตกต่างอย่างชัดเจนจากปั๊ม แบบกระจัดกระจาย


ปั๊มหอยโข่ง ทำงานอย่างไร?

ปั๊มหอยโข่งทั้งหมดมีใบพัดที่ขับเคลื่อนด้วยเพลาซึ่งหมุน โดยปกติแล้วจะอยู่ที่ 1750 หรือ 3500 รอบต่อนาที ภายในปลอก ใบพัดจะจมอยู่ในน้ำเสมอ และเมื่อปั๊มหอยโข่งทำงาน ใบพัดจะหมุนอย่างรวดเร็ว แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางที่กระทำต่อน้ำจากการหมุนนี้จะทำให้น้ำไหลออกจากท่อระบายออก มีการนำของเหลวเข้ามามากขึ้นผ่านทางช่องดูดหรือทางเข้า ความเร็วที่ใบพัดป้อนให้กับของเหลวจะถูกแปลงเป็นพลังงานแรงดันหรือ หัว

ปั๊มหอยโข่งมีลักษณะเฉพาะเนื่องจากสามารถให้อัตราการไหลสูง และสูงกว่าปั๊มแบบดิสเพลสเมนต์ที่เป็นบวกส่วนใหญ่มาก และเนื่องจากอัตราการไหลแตกต่างกันไปตามการเปลี่ยนแปลงใน Total Dynamic Head (TDH) ของระบบท่อเฉพาะ ซึ่งช่วยให้อัตราการไหล ถูกจำกัดอย่างมากด้วยวาล์วธรรมดาที่วางไว้ในท่อระบาย โดยไม่ก่อให้เกิดแรงดันสะสมมากเกินไปในท่อหรือต้องใช้วาล์วระบายแรงดัน ดังนั้น ปั๊มหอยโข่งจึงสามารถครอบคลุมการใช้งานสูบน้ำของเหลวได้หลากหลายนั่นเอง 


การควบคุมปริมาณการไหล

ตามที่อธิบายไว้ข้างต้น ข้อดีอย่างหนึ่งที่สำคัญของปั๊มหอยโข่งคือความสามารถในการควบคุมอัตราการไหลในช่วงกว้าง การควบคุมปั๊มหอยโข่งที่มีวาล์วระบายไม่ใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพเท่ากับการใช้ Variable Frequency Drive (VFD) เพื่อทำให้ปั๊ม มอเตอร์ทำงานช้าลง แต่ค่าติดตั้งถูกกว่ามาก แน่นอนว่าการควบคุมอัตราการไหลของปั๊มหอยโข่งนั้นมีข้อจำกัดบางประการ

ไม่ควรควบคุมปริมาณให้ต่ำกว่าอัตราการไหลที่ปลอดภัยขั้นต่ำ ที่ระบุโดยผู้ผลิตเครื่องสูบน้ำนานกว่าหนึ่งนาทีหรือมากกว่านั้น ไม่อย่างนั้นการหมุนเวียนซ้ำมากเกินไปอาจเกิดขึ้นภายในปลอกปั๊ม ซึ่งอาจทำให้ความร้อนสะสมมากเกินไปของของเหลว นอกจากนี้ การควบคุมปริมาณ ที่มากเกินไปจะทำให้เกิดการโก่งตัวของเพลามากเกินไป ซึ่งจะเพิ่มการสึกหรอของตลับลูกปืนและซีลภายในปั๊ม

จุดสำคัญอีกประการหนึ่งคือ การใช้ปั๊มหอยโข่งที่ความเร็วมอเตอร์ 1750 รอบต่อนาที แทนที่จะเป็นความเร็วมอเตอร์ 3500 รอบต่อนาที จะช่วยลดการสึกหรอของซีลและตลับลูกปืนได้เกือบ 4 เท่า และปั๊มจะมีโอกาสเกิดโพรงอากาศน้อยลงเมื่อสภาวะการดูดไม่ค่อยเอื้ออำนวย ท่อดูดยาว มีการยก สูงจากบ่อ ระดับถังจ่ายต่ำ หรือของเหลวที่มีความดันไอสูง เช่น น้ำร้อน น้ำมันเบนซิน ฯลฯ) อย่างไรก็ตาม ปั๊มหอยโข่งที่ทำงานที่ 1750 รอบต่อนาทีต้องการปลอกหุ้ม และใบพัดที่ใหญ่กว่ามากซึ่งทำงานที่ 3500 รอบต่อนาที ดังนั้นจึงต้องใช้เงินมากกว่ามากนั่นเอง 

หัวปั๊ม  Flow Curves

ในผู้ผลิตปั๊มหอยโข่งส่วนใหญ่เผยแพร่เส้นโค้ง "Head-Flow" สำหรับแต่ละรุ่น เส้นผ่านศูนย์กลางใบพัด และความเร็วที่กำหนด RPM สำหรับปั๊มหอยโข่งที่พวกเขาผลิต จุดสำคัญเกี่ยวกับ Head-Flow Curves เหล่านี้คือปั๊มหอยโข่งทั้งหมดจะทำงานตาม Head-Flow Curve เสมอ และอัตราการไหลที่ได้จะอยู่ที่จุดตัดของ Head-Flow Curve ของปั๊มและ Curve ระบบซึ่งเป็นเอกลักษณ์สำหรับ แต่ละระบบท่อ ของเหลว และการใช้งานนั่นเอง เส้นโค้งของระบบสามารถพัฒนาได้ค่อนข้างง่ายโดยใช้ซอฟต์แวร์สร้างแบบจำลองไฮดรอลิก และเปรียบเทียบกับ Head-Flow Curves ของปั๊มต่างๆ เพื่อเลือกปั๊มหอยโข่งที่ตรงตามระบบเฉพาะของผู้ใช้แต่ละรายและข้อกำหนดอัตราการไหล

จุดสำคัญอีกประการหนึ่งคือปั๊มหอยโข่งจะต้องใช้แรงม้าสูงสุดสำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางของใบพัดและ RPM ที่กำหนด ที่อัตราการไหลสูงสุดบนเส้นโค้ง Head-Flow เนื่องจากปั๊มแรงเหวี่ยงทำงานที่ส่วนหัว หรือแรงดันระบายออก)เพิ่มขึ้น เช่นวาล์วควบคุมกำลังถูกปิด เติมถัง กรองอุดตัน ท่อเส้นผ่านศูนย์กลางยาวขึ้นหรือเล็กลง ฯลฯ อัตราการไหลจะลดลงและแรงม้าก็ลดลงด้วย

ความหนืด 

ปั๊มหอยโข่งถูกออกแบบมาสำหรับของเหลวที่มีความหนืดค่อนข้างต่ำ สามารถใช้กับของเหลวที่มีความหนืดมากกว่าเล็กน้อย เช่น 10 หรือ 20 wt น้ำมันที่ 68-70 องศาฟาเรนไฮต์ อุณหภูมิสภาพแวดล้อม แต่ต้องเพิ่มแรงม้าเพิ่มเติม เนื่องจากปั๊มหอยโข่งจะไม่มีประสิทธิภาพน้อยลงเมื่อความหนืดเพิ่มขึ้นเล็กน้อยและต้องการแรงม้ามากขึ้น

เมื่อความหนืดของของเหลวสูงกว่าน้ำมัน 30 wt ที่อุณหภูมิสภาพแวดล้อม (ประมาณ 440 centistokes หรือ 2,000 SSU) ปั๊มหอยโข่งจะไม่มีประสิทธิภาพมาก และต้องใช้แรงม้ามากขึ้น ในกรณีดังกล่าว ผู้ผลิตปั๊มส่วนใหญ่เริ่มแนะนำปั๊มแบบดิสเพลสเมนต์เชิงบวก แทนปั๊มแบบแรงเหวี่ยง เพื่อลดความต้องการด้านแรงม้าและการใช้พลังงานนั่นเอง 

แรงม้า

ปั๊มหอยโข่งยังต้องการแรงม้าที่เพิ่มขึ้นเมื่อสูบของเหลวที่ไม่หนืดซึ่งมีความหนาแน่นมากกว่าน้ำ เช่น ปุ๋ยและสารเคมีหลายชนิดที่ใช้ในอุตสาหกรรม น้ำมีความหนาแน่น 8.34 ปอนด์/แกลลอน ความถ่วงจำเพาะของของเหลว คือความหนาแน่นเป็นปอนด์/แกลลอนของของเหลวนั้นหารด้วย 8.34 แรงม้าที่ต้องการเพิ่มขึ้นสำหรับปั๊มหอยโข่งที่ใช้สำหรับของเหลวที่มีความหนาแน่นมากกว่าน้ำเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความถ่วงจำเพาะของของเหลวที่เพิ่มขึ้น

ยกตัวอย่างเช่น หากปุ๋ยชนิดใดชนิดหนึ่งมีความถ่วงจำเพาะ 1.40 (เช่น -1.4 เท่าของความหนาแน่นของน้ำหรือ 11.68 ปอนด์/แกลลอน) แรงม้าที่เพิ่มขึ้นสำหรับปั๊มก็จะเท่ากับ 1.4 เท่าของแรงม้าที่ต้องการเมื่อสูบน้ำด้วยปั๊มเดียวกัน ดังนั้น ในตัวอย่างนี้ หากจำเป็นต้องใช้มอเตอร์ 20 แรงม้าในการสูบน้ำ จำเป็นต้องใช้มอเตอร์ 30 แรงม้าในการสูบปุ๋ย (จริงๆ แล้ว 28 แรงม้าจะเท่ากับ 1.4 x 20 แรงม้า แต่มอเตอร์ที่ใหญ่ที่สุดรองลงมาคือ 30 แรงม้า เนื่องจาก 25HP จะไม่เพียงพอ)