ในบรรดาเครื่องสูบน้ำที่หลากหลายนั้น เครื่องสูบน้ำโวลูท (หรือที่รู้จักกันแพร่หลายในประเทศไทย หรืออีกชื่อหนึ่งคือเครื่องสูบหอยโข่ง ( volute pump) ถือเป็นเครื่องสูบน้ำที่ได้รับการพัฒนาก้าวหน้ามากที่สุด เพราะว่าสามารถสูบน้ำได้ในอัตราที่สูง และมีการใช้งานได้หลากหลายรูปแบบ
หลักการทำงานของเครื่องสูบน้ำชนิดหอยโข่ง (โวลูท)
เครื่องสูบน้ำชนิดโวลูท ดูดน้ำและส่งน้ำได้อย่างไร ?
ในสมัยที่เราเป็นเด็กเราคงเคยทดลองเล่น โดยให้น้ำหยดบนร่มที่กำลังหมุนใช่ไหม? น้ำหยดเล็กๆ จะถูกเหวี่ยงให้กระจายออกจากร่มที่กำลังหมุนอยู่นั้นในทำนองเดียวกันถ้าเราขว้างตุ้มฆ้อน เราต้องหมุนตัวเราให้เร็วที่สุดก่อน เพื่อที่จะขว้างตุ้มค้อนให้ได้ไกลที่สุดเท่าที่จะไกลได้
ขอให้เรามาทำการทดลองดูสักอย่างโดยอาศัยเครื่องมือง่ายๆ ที่ปรากฏในรูปข้างซ้ายมือนี้ เมื่อใบพัด (impeller) ที่ก้นของอุปกรณ์หมุนน้ำจะหมุนตามไปด้วย การหมุนทำให้ผิวน้ำยุบตัวต่ำที่สุดตรงส่วนกลาง และระดับน้ำสูงสุดตามบริเวณขอบของอุปกรณ์ เหตุผลก็คือว่าน้ำเคลื่อนที่ออกจากศูนย์กลางของการหมุนภายใต้การกระทำของแรงหนีศูนย์กลางที่เกิดจากการหมุนนั้น ความดันภายในของน้ำจะลดที่บริเวณศูนย์กลางแต่จะเพิ่มมากขึ้นที่บริเวณขอบ
โดยหลักการแล้วเครื่องสูบน้ำชนิดโวลูทก็เหมือนกับอุปกรณ์ทดลองที่แสดงมาแล้วข้างบนนี้ คือเมื่อใบพัดในเครื่องสูบหมุน ความดันของน้ำจะเพิ่มมากขึ้น เพราะแรงหนีศูนย์กลางน้ำจะถูกเหวี่ยงออกจากบริเวณศูนย์กลางการหมุนอย่างต่อเนื่อง
ลักษณะของเครื่องสูบน้ำชนิดหอยโข่ง
โดยปกติเราจะใช้ตัวแปร 4 ตัวแปร เป็นเครื่องบอกลักษณะการทำงานของเครื่องสูบน้ำแต่ละขนาด ลักษณะการทำงานของเครื่องสูบน้ำแต่ละขนาดโดยใช้ตัวแปร 4 ตัวเป็นตัววัดเรียกว่า พฤติลักษณะ (characteristic) ของเครื่องสูบ ตัวแปรเหล่านี้ได้แก่อัตราการสูบ ,เฮดหรือความสูงของน้ำที่สามารถส่งขึ้นไปได้ ,กำลังที่เพลา และประสิทธิภาพ
คุณลักษณะของเครื่องสูบน้ำ
การแบ่งลักษณะของปั๊มใบพัดหมุน (Turbo Pump)
ปั๊มน้ำใบพัดหมุนอาจแบ่งแยกง่ายๆ ตามลักษณะใบพัดได้ 3 ชนิดดังนี้
เรือนปั๊ม (CASING)
ปั๊มแบบโวลูท (Volute) & ปั๊มแบบดิฟฟิวเซอร์ (Diffuser) การไหลของน้ำที่ความเร็วสูงจะต้องถูกแปลงเป็นแรงดันน้ำอย่างมีประสิทธิภาพ ปั๊มน้ำแบบดิฟฟิวเซอร์จะใช้ช่องนำน้ำ (Guide Vane) ซึ่งติดตั้งติดกับใบพัดแปลงแรงดัน ในขณะที่ปั๊มแบบโวลูทจะแปลงความเร็วการไหลเป็นแรงดันโดยใช้โข่งเกลียว (Spiral Casing) ปั๊มแบบโวลูทจะได้รับความนิยมสูงกว่า เพราะมีประสิทธิภาพดี ใช้ได้กับช่วงปริมาณการไหลกว้าง ,ผลิตง่าย และมีขนาดกะทัดรัด ในขณะที่ปั๊มน้ำแบบดิฟฟิวเซอร์จะใช้กับงานพิเศษ เช่น ปั๊มน้ำบ่อลึก
ชนิดการดูดน้ำ (SUCTION TYPE)
ดูดน้ำทางเดียว (Single Suction) & ดูดน้ำสองทาง (Double Suction) ในกรณีที่ทางดูดน้ำทางเดียวไม่เพียงพอที่จะดูดปริมาณน้ำมากๆ จะมีปั๊มน้ำชนิดที่มี 2 ใบพัดวางหลังชนกัน และมีทางดูดน้ำอยู่ทั้ง 2 ข้าง ซึ่งอาจเรียกว่าปั๊มแบบดูดน้ำสองทาง ปั๊มแบบทางดูด 2 ทางสามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงาน และรุนแรงตามแนวแกน จะสมดุลทางทฤษฏี อย่างไรก็ตามเนื่องจากโครงสร้างปั๊มที่ซับซ้อน ทำให้มีการใช้งานเฉพาะค่อนข้างจำกัด
ปั๊มน้ำหลายสเตจ (หลายชุดใบพัด)
ในกรณีที่ปั๊มน้ำใบพัดเดียวไม่สามารถสร้างเฮดน้ำที่ต้องการได้ ในกรณีนี้ปั๊มที่มีหลายๆ ชุดใบพัดเรียงกันแบบอนุกรมจะเฮดน้ำได้มากกว่าปั๊มน้ำที่ให้เฮดน้ำสูงๆ ส่วนใหญ่เป็นปั๊มน้ำหลายสเตจ (หลายใบพัด)
ปั๊มน้ำแบบไม่สามารถล่อน้ำเอง (Non-Self-Priming Pump) และปั๊มน้ำที่สามารถล่อน้ำเอง (Self-Priming Pump)
ในการใช้งานปั๊มน้ำทั่วไป เราจะต้องล่อน้ำ โดยการเติมน้ำลงในปั๊มเพื่อให้มีน้ำเต็มระหว่างปั๊มลงไปถึงปลาย ท่อดูดน้ำ ในขณะที่ปั๊มน้ำแบบสามารถล่อน้ำเองทำงานตามขั้นตอนดังนี้
ปั๊มพ์จุ่ม (Submersible Pumps)
ปั๊มพ์จุ่มกำลังได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นอย่างมากในช่วงหลังเนื่องจาก
นอกจากนี้ปั๊มพ์จุ่มในปัจจุบันยังมีมอเตอร์จุ่มน้ำ และแมคคานิคอลซีลที่มีคุณภาพดีขึ้น บวกกับราคาปั๊มพ์จุ่มที่ต่ำลงทำให้ปั๊มพ์จุ่มได้รับความนิยมขึ้นมา
ปั๊มพ์อื่นๆ
นอกจากปั๊มพ์น้ำใช้ใบพัดที่กล่าวข้างต้นแล้ว ยังมีปั๊มพ์ชนิดอื่น เช่น ปั๊มพ์ชัก, ปั๊มโรตารี่, ปั๊มพ์เฟือง, ปั๊มใบพัดเฟือง (Regenerative) , ปั๊มพ์สูญญากาศ, ปั๊มพ์เจ็ท, ปั๊ม air lift pump, ซึ่งส่วนใหญ่จะใช้กับงานพิเศษ ในการใช้งานทั่วไปนั้น ปั๊มพ์น้ำแบบใบพัดโดยเฉพาะปั๊มแรงเหวี่ยงหนีศูนย์แบบหอยโข่ง (Volute) จะมีใช้แพร่หลายมากที่สุด
ขอบคุณ: http://www.neopro-waterpump.com/index.php?lay=show&ac=article&Id=538778759&Ntype=1