หลักการทำงานและชนิดใบพัดของปั๊มหอยโข่ง (CENTRIFUGAL PUMP)

ปั๊มน้ำหอยโข่ง (Centrifugal Pump) มีหลักการทำงานดังนี้

          ปั๊มแบบนี้ทำงานโดยอาศัยการหมุนของใบพัดหรืออิมเพลเลอร์ (Impeller) ที่ได้รับการถ่ายเทกำลังจากเครื่องยนต์ต้นกำลังหรือมอเตอร์ไฟฟ้า เมื่อใบพัดหมุนพลังงานจากเครื่องยนต์ก็จะถูกถ่ายเทโดยการผลักดันของครีบใบพัด (vane) ต่อของเหลวที่อยู่รอบๆทำให้เกิดการไหลในแนวสัมผัสกับเส้นรอบวง (Tangential flow) เมื่อมีการไหลในลักษณะดังกล่าวก็จะเกิดแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง (Centrifugal force) และเป็นผลให้มีการไหลจากจุดศูนย์กลางของใบพัดออกไปสู่แนวเส้นรอบวงทุกทิศทาง (Radial flow) ดังนั้นของเหลวที่ถูกใบพัดผลักดันออกมาก็จะมีทิศทางการไหลที่เป็นผลรวมของแนวทั้งสอง 

         เป็นปั๊มน้ำที่มีคุณสมบัติที่เหมาะสมต่อภาคการเกษตร เพราะว่าปั๊มน้ำหอยโข่งสามารถสูบน้ำได้ปริมาณมาก  น้ำที่สูบไม่จำเป็นต้องเป็นน้ำที่สะอาด เนื่องจากสิ่งสกปรกที่ปะปนอยู่ในน้ำ ไม่ค่อยมีผลเสียต่อเครื่องสูบน้ำแบบหอยโข่งมากนัก การใช้งานก็มีอยู่อย่างกว้างขวาง ทั้งในไร่นา สวนผัก สวนผลไม้ หรือในฟาร์มเลี้ยงสัตว์ นอกจากนี้แล้วปั๊มน้ำหอยโข่งยังเหมาะสำหรับสูบน้ำในแม่น้ำลำธาร บ่อน้ำ คูคลอง หรืออ่างเก็บน้ำที่มีระดับต่ำกว่าระดับพื้นดินไม่เกิน 10 เมตร การทำงานของปั๊มจะทำการสูบน้ำโดยใช้ระบบของใบพัด ความเร็วรอบสูง จะทำให้ได้ปริมาณน้ำมาก

ชนิดใบพัดของปั๊มน้ำหอยโข่ง (Centrifugal Pump)

          ใบพัดของปั๊มหอยโข่งแต่ละลักษณะใบพัดของปํมน้ำหอยโข่ง จะมีความแตกต่างกันออกไป เพราะได้รับการออกแบบให้เหมาะสมกับการใช้งานหลากหลายชนิด และสามารถแยกออกได้โดยพิจารณาได้จากลักษณะของแผ่นใบพัด จานประกับ (Shroud) ลักษณะการไหลของของเหลวเข้าและออกจากใบพัดหรือวัตถุประสงค์ของการใช้งานของปั๊มน้ำนั้นๆ ซึ่งใบพัดสามารถแบ่งประเภทได้ดังนี้ คือ

          1. ใบพัดเปิด (Open Impeller) โดยทั่วๆไปแล้วครีบของใบพัดจะยึดติดอยู่กับจานประกับ (Shroud) สำหรับใบพัดที่จัดอยู่ในประเภทนี้จะมีแผ่นครีบบางส่วนยื่นออกมาจากจาน คือรัศมีของจานจะเล็กกว่ารัศมีของใบพัด

ใบพัดเปิด (Open Impeller)

          2. ใบพัดกึ่งเปิด (Semi - open Impeller) เป็นแบบที่รัศมีของจานประกับเท่ากับรัศมีของใบพัด ใบพัดประเภทนี้มีจานประกับเพียงด้านเดียว อีกด้านหนึ่งของใบพัดจะไม่มีฝาปิด

ใบพัดกึ่งเปิด (Semi - open Impeller)

          3. ใบพัดปิด (Closed Impeller) เป็นแบบที่ใบพัดปิดอยู่ด้วยจานประกับ 2 แผ่น มีทางให้ของเหลวไหลเข้าหรือทางดูดเพียงด้านเดียว เรียกได้ว่าเป็นแบบใบพัดปิดดูดด้านเดียว (Closed, single suction impeller) ส่วนใบพัดที่มีทางดูด 2 ด้านเรียกว่าเป็นแบบใบพัดปิดดูดสองด้าน (Closed, double suction impeller)

ใบพัดปิดดูดด้านเดียว (Closed, single suction impeller)

ใบพัดปิดดูดสองด้าน (Closed, double suction impeller)

          4. เปเปอร์สต๊อก (Paper-stock Impeller) เป็นใบพัดที่ได้รับการออกแบบเป็นพิเศษเพื่อให้ใช้กับของเหลวที่มีความข้นเหลว (Consistency) สูง  แต่เดิมทีใบพัดในลักษณะนี้ออกแบบไว้เพื่อใช้งานในโรงงานอุตสาหกรรมเยื่อกระดาษ ต่อมานำมาใช้กับของเหลวอื่นด้วยแต่ก็ยังคงเรียกชื่อเดิม

เปเปอร์สต๊อก (Paper-stock Impeller)

          5. โปรเพลเรอ (Propeller) เป็นใบพัดที่เพิ่มพลังงานให้แก่ของเหลวโดยการผลักดันในทิศทางเดียวกันกับทิศทางการไหลเข้ามาสู่ใบพัดเพียงอย่างเดียว ไม่มีแรงเหวี่ยงหนีจุดศูนย์กลาง ปั๊มที่มีใบพัดประเภทนี้เรียกว่า Axial  Flow Pump

โปรเพลเรอ (Propeller)

          6. แบบผสม (Mixed Flow) เป็นแบบที่ของเหลวจะไหลเข้าสู่ใบพัดในแนวขนานกันกับแกนของเพลา แต่ตอนไหลออกจะทำมุม 45 องศา ถึง 80 องศา กับทิศทางเดิม ในลักษณะแบบนี้จะเรียกว่าการขับดันของเหลวมีทั้งแรงขับดันในทิศทางเดียวกันกับการไหลเข้าสู่ใบพัดและแรงเหวี่ยงหนีจุดศูนย์กลาง

แบบผสม (Mixed Flow)

7. เรเดียลโฟล (Radial Flow) เป็นใบพัดแบบที่ของเหลวถูกดันออกไปโดยอาศัยแรงเหวี่ยงหนีจุดศูนย์กลางเพียงอย่างเดียว ทิศทางการไหลออกทำมุมฉากกับการไหลเข้า

ลูกลอย (Float Switch) มีหลักการทำงานอย่างไร?

ลูกลอย (Float Switch) มีหลักการทำงานที่สามารถลอยตัวขึ้นเหนือน้ำได้โดยใช้แรงของตัวลูกลอยเอง ซึ่งจะเกิดจากการเอียงหรือพลิกตัวของลูกลอย แต่ทั่วๆ ไปจะใช้งานอยู่ที่มุมเอียง 45 องศา เพื่อที่จะทำให้ตัวสวิทซ์ที่อยู่ภายในของลูกลอยทำงาน และถ้าเป็นการใช้งานในด้านอุตสาหกรรม หรือที่ๆ มีการใช้งานบ่อยๆ ครั้ง จำเป็นต้องใช้ลูกลอยที่มีโครงสร้างเป็น ไมโครสวิทซ์ (Micro Switch) เพราะจะมีอายุการใช้งานที่มากกว่า 10 ล้านครั้ง และจะมีความปลอดภัยมากกว่าลูกลอยชนิดที่มีราคาถูก เพราะชนิดลูกลอยที่มีราคาถูกภายในจะทำมาจากสวิทซ์ปรอท ทำให้มีอายุการใช้งานที่สั้นกว่า และอาจจะทำให้เกิดอันตรายได้ถ้าเกิดการแตกหรือรั่ว

ทฤษฎีทางฟิสิกส์ที่เกี่ยวข้องกับ ลูกลอย (Float Switch)

หลักการของอาร์คิมีดิส (Archimedes principle) กล่าวไว้ว่า เมื่อหย่อนวัตถุลงไปในน้ำ ปริมาตรของน้ำส่วนที่ล้นออกมา จะเทียบเท่ากับปริมาตรของก้อนวัตถุนั้นที่เข้าไปแทนที่ของน้ำ 

สรุปหลักอาร์คิมีดิส ดังนี้

1. ปริมาตรของเหลวที่ถูกแทนที่ จะเท่ากับปริมาตรของวัตถุส่วนที่จมลงในของเหลว

2. น้ำหนักของวัตถุที่ชั่งในของเหลว จะมีค่าน้อยกว่าน้ำหนักของวัตถุที่ชั่งในอากาศ เนื่องจากแรงพยุงของของเหลวมีมากกว่าแรงพยุงของอากาศ

3. น้ำหนักของวัตถุที่หายไปในของเหลว จะเท่ากับน้ำหนักของของเหลวที่ถูกวัตถุแทนที่ ซึ่งคำนวณได้จากผลต่างของน้ำหนักของวัตถุที่ชั่งในอากาศกับน้ำหนักของวัตถุที่ชั่งในของเหลว

4. น้ำหนักของของเหลวที่ถูกแทนที่ จะเท่ากับน้ำหนักของของเหลวที่มีปริมาตรเท่ากับวัตถุส่วนที่จมลงไป

ปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับแรงพยุง

รูปภาพ แรงพยุง หรือแรงลอยตัว (Buoyant Force)

ที่มา: https://th.wikipedia.org/wiki/แรงลอยตัว

1. ชนิดของวัตถุ วัตถุแต่ละชนิดจะมีความหนาแน่นแตกต่างกัน เช่น เหล็ก ไม้ พลาสติก ที่มีมวลเท่ากัน เหล็กจะมีความหนาแน่นมากกว่าไม้และไม้มีความหนาแน่นมากกว่าพลาสติก ซึ่งวัตถุที่มีความหนาแน่นมากจะจมลงไปในของเหลวมาก

2. ชนิดของเหลว ของเหลวแต่ละชนิดมีความหนาแน่นแตกต่างกัน เช่น น้ำบริสุทธิ์มีความหนาแน่นมากกว่าเอทิลแอลกอฮอล์และน้ำมันเบนซิน เป็นต้น ซึ่งของเหลวที่มีความหนาแน่นมาก จะมีแรงพยุงมาก

3. ขนาดของวัตถุ จะส่งผลต่อปริมาตรที่จมลงไปในของเหลวซึ่งถ้าวัตถุมีขนาดใหญ่ จะมีปริมาตรที่จมลงไปในของเหลวมาก ทำให้แรงพยุงมีค่ามาก

สมการที่ใช้ในการคำนวณหาแรงพยุงเป็นดังนี้

                                       F          =         pVg

เมื่อ    p   คือ  ความหนาแน่นของของเหลว มีหน่วยเป็น กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร (kg/m3)

          V    คือ  ปริมาตรของของเหลวที่ถูกแทนที่  มีหน่วยเป็น ลูกบาศก์เมตร (m3)

          g    คือ  ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลก มีหน่วยเป็น เมตร/วินาที2 (m/s2)

          F    คือ  ขนาดของแรงพยุง มีหน่วยเป็น นิวตัน (N)

TSURUMI รุ่น LB Series ปั๊มแช่, ปั๊มจุ่ม

TSURUMI รุ่น LB Series (Submersible Portable Dewatering Pump)

เป็นเครื่องสูบน้ำแบบพกพา แบบ Submersible รูปทรงกะทัดรัด สะดวกต่อการเคลื่อนย้าย เป็นชุด 1 เฟสปั๊มมีความทนทานเทียบเท่ากับปั๊มระบายน้ำ 3 เฟส เนื่องจากชิ้นส่วนทนทานการสึกหรอ การไหลเวียนของกระแสไฟฟ้าไหลผ่านช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการระบายความร้อนของมอเตอร์ได้สูงสุดทำให้สามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องในระดับน้ำต่ำและความสามารถในการสูบน้ำแบบ Run Dry แม้ว่า LB ทุกรุ่น จะมีรูปร่างขนาดเล็ก และยังมีน้ำหนักเบา แต่สามารถรองรับท่อขนาด 8 นิ้วได้ ลักษณะการใช้งานสามารถเลือกได้ระหว่างแนวตั้งและเอียงซึ่งจะช่วยป้องกันการพับหรืองอของท่อระบายออก

การใช้งานทั่วไปของ TSURUMI รุ่น LB Series (Applications)

เป็นเครื่องสูบน้ำที่ออกแบบให้มีหูหิ้วและมีน้ำหนักเบา แต่ประกอบด้วยวัสดุที่แข็งแรง เพื่อให้สามารถยกหรือเคลื่อนย้ายได้อย่างสะดวก รวดเร็ว และดูแลรักษาง่าย โดยสามารถการใช้งานท่อทางส่งเครื่องของสูบน้ำได้

เหมาะสำหรับ

- งานระบายน้ำในที่พักอาศัย เช่น ห้องใต้ถุนบ้าน

- งานระบายน้ำทิ้ง

- งานระบายน้ำในงานก่อสร้าง

- งานตกแต่งทำน้ำพุหรือน้ำพุเทียม

TSURUMI รุ่น TLD SERIES

เครื่องเติมอากาศแบบจุ่ม Tsurumi  ปั๊มจุ่ม ปั๊มแช่ เป็นเครื่องเติมอากาศไดอะแฟรมที่ออกแบบมาสำหรับใช้เติมอากาศน้ำเสียในขั้นตอนการรักษาทางชีวภาพของน้ำ (ระบบบำบัดน้ำเสียขนาดเล็ก) เครื่องเติมอากาศนี้ยังเหมาะสำหรับใช้เติมอากาศในน้ำที่ชัดเจนในการเพาะเลี้ยงสัตว์ fish farming หรือพิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำ และสามารถใช้กับงานน้ำเสียได้ทุกประเภททั้งโรงแรม อาคาร ห้างสรรพสินค้า โรงพยาบาล เครื่องเติมอากาศใต้น้ำแบบจุ่มน้ำ Submersible Ejector TSURUMI PUMP มีประสิทธิภาพในการถ่ายโอนออกซิเจนสูง

คุณลักษณะ ปั๊มลมเติมอากาศ ไดอะแฟรม diaphragm aerator
          - ตัวปั๊มผลิตจากอลูมิเนียม น้ำหนักเบา ระบายความร้อนได้ดี
          - เสียงเงียบขณะทำงาน
          - มีอุปกรณ์ตัดการทำงานเมื่อมอเตอร์ร้อนจัด
          - แรงสั้นสะเทือนต่ำ เครื่องเงียบ
          - ไม่มีน้ำมันในระบบอากาศ
          - ติดตั้งได้ทั้งภายในและภายนอกอาคาร

สำหรับบ่อบำบัดน้ำเสียเพื่อเติมออกซิเจน ในบ่อเติมอากาศในระบบบ่อบำบัดน้ำเสีย ออกแบบเพื่อใช้สำหรับเติมออกซิเจนในบ่อเติมอากาศในระบบบำบัดน้ำเสียสามารถกวนน้ำให้เข้ากับอากาศที่เติมเข้าไปได้อย่างทั่วถึง โดยสามารถปรับวาล์วเพื่อปรับปริมาตรของอากาศให้เหมาะกับงานได้ เหมาะสำหรับ
          - งานระบบบำบัดน้ำเสียชนิดเติมอากาศ
          - งานผสมกากตะกอนในระบบบำบัดน้ำเสีย
          - งานเติมอากาศในงานด้านการเกษตร

มาทำความรู้จัก “เครื่องเติมอากาศ” กันดีกว่า ว่าทำไมถึงต้องเติมอากาศหรือเติมออกซิเจนในน้ำ ???

การเติมออกซิเจน (อังกฤษ: oxygenation) หรือการเติมอากาศ (Aeration) เป็นหัวใจของการทำงานของระบบบำบัดน้ำเสียแบบใช้ออกซิเจนจากอากาศ เพราะหากระบบบำบัดน้ำเสียขาดออกซิเจน จุลินทรีย์ทั้งหลายก็จะไม่สามารถทำงานได้ ถ้ามีปริมาณออกซิเจนละลายในน้ำสูง ระบบก็สามารถบำบัดน้ำได้ดีหรือสามารถรับน้ำเสียได้มากขึ้น แต่เนื่องจากค่าการละลายน้ำของออกซิเจนที่ความดันบรรยากาศมีค่าต่ำย่อมจะทำให้มีแรงขับ (Driving Force) ต่ำตามไปด้วย ดังนั้น การเพิ่มอัตราการละลายน้ำของออกซิเจนที่ความดันบรรยากาศ จึงได้แก่การเพิ่มผิวสัมผัส (Interfacial Area) ระหว่างอากาศกับน้ำให้มีค่ามากที่สุด 

สภาพการทำงานโดยทั่วไปของระบบบำบัดน้ำเสีย จะมีค่าความต้องการออกซิเจนเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลาตามปริมาณความต้องการออกซิเจนของจุลินทรีย์ ซึ่งขึ้นอยู่กับอัตราการไหลของน้ำเสียและความเข้มข้นของมวลสารอินทรีย์ ซึ่งในการออกแบบจะต้องเติมออกซิเจนให้แก่ระบบที่ความต้องการสูงสุดได้อย่างเพียงพอ การเติมอากาศให้กับระบบบำบัดน้ำเสียสามารถเติมได้โดย ดังนี้

1. เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ ระบบบำบัดน้ำเสียที่ใช้การเติมอากาศแบบนี้ เช่น ระบบบำบัดแบบบ่อผึ่ง หรือสระผึ้ง(Stabilization Pond, SP) บ่อผึ่งแบบไร้ออกซิเจน (Anaerobic  Pond)  :  เป็นบ่อผึ่งที่อยู่บริเวณต้นน้ำซึ่งน้ำเสียยังคงประกอบด้วยสารอินทรีย์อยู่มากหรืออีกนัยหนึ่งค่าบีโอดียังสูง  กระบวนการย่อยสลายสารอินทรีย์จะเป็นแบบไร้ออกซิเจน  สารอินทรีย์จะถูกเปลี่ยนรูปเป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์  มีเทน  ก๊าซไข่เน่า  เป็นต้น  แบคทีเรียที่เจริญเติบโตในบ่อนี้จะเป็นพวก  Anaerobic  Bacteria  ข้อเสีย  ของบ่อประเภทนี้คืออาจเกิดกลิ่นเหม็นเนื่องจากก๊าซไข่เน่า

2. การใช้ เครื่องเติมอากาศ เช่น กังหันตีน้ำ เครื่องเติมอากาศแบบใต้น้ำ เครื่องเติมอากาศแบบผิวน้ำ เครื่องกลในระบบบำบัดแบบสระเติมอากาศ (Aerated Lagoon) เครื่องกลในระบบตะกอนเร่ง (Activated Sludge) เป็นต้น ซึ่งการเติมอากาศวิธีนี้จำเป็นต้องมีพลังงานมาเกี่ยวข้อง แต่ถ้าไม่มีการควบคุมที่ดี ก็จะเกิดการสูญเสียพลังงานไปโดยเปล่าประโยชน์ เครื่องกลเติมอากาศมีหน้าที่อยู่ 2 ประการ คือ หน้าที่ในการให้ออกซิเจนแก่น้ำในระบบบำบัดน้ำเสียได้อย่างพอเพียง และหน้าที่ในการกวนน้ำเพื่อให้ออกซิเจนที่ละลายน้ำอยู่กระจายออกเสมอทั่วทั้งบริเวณที่ต้องการ