ปั๊มมีกี่ประเภท แต่ละประเภทมีอะไรบ้าง | ความรู้พื้นฐานของปั๊มน้ำแต่ละประเภท

สำหรับปั๊มหรือเครื่องสูบ เป็นอุปกรณ์ทําหน้าที่เพิ่มพลังงานให้แก่ของไหล เพื่อทําให้ของไหลเคลื่อนที่จากตําแหน่งหนึ่งไปยังตําแหน่งหนึ่งที่อยู่สูงกว่าหรือในระยะทางที่ไกลออกไป โดยอาศัยพลังงานจากเครื่องยนต์ มอเตอร์แรงลม แรงคนหรือแหล่งพลังงานอื่นๆ ถ้าของไหลที่สูบเป็นน้ำหรือของเหลว จะเรียกว่าปั๊มหรือเครื่องสูบ แต่ถ้าของไหลเป็นอากาศ จะเรียกว่าเครื่องอัดอากาศ (Compressor) ซึ่งในบทความนี้จะอธิบายเฉพาะในส่วนของปั๊มของของเหลว ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ช่วยส่งน้ำออกไปเพื่อการอุปโภคบริโภค ด้านการเกษตร อุตสาหกรรม รวมถึงการบําบัดน้ำเสียอีกด้วย ซึ่งหากแยกปั๊มออกตามลักษณะการเพิ่มพลังงานให้แก่ของเหลวในปั๊ม จะแบ่งได้ดังนี้

ปั๊มแรงเหวี่ยง (Centrifugal)

ปั๊มแรงเหวี่ยง หรือที่นิยมเรียกกัว่า “ปั๊มหอยโข่ง” เป็นปั๊มน้ำที่นิยมใช้กันแพร่หลาย หลัการทำงานคือ ตัวปั๊มจะเพิ่มพลังงานให้แก่ของเหลวโดยอาศัยแรงเหวี่ยงหนีจุดศูนย์กลาง หรือบางครั้งจะเรียกว่ากันว่า แบบ Rotodynamic ซึ่งนิยมใช้ในการสูบน้ำ สารหล่อลื่น สารละลายเคมีต่างๆ สามารถทํางานที่ระดับความดันสูงได้ ชิ้นส่วนที่หมุนอยู่ภายในตัวปั๊ม จะทําให้เกิดการขับดันของไหลที่เรียกว่า โรเตอร์ หรือ ใบพัด (Impeller) ปั๊มแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางสามารถแบ่งได้หลายแบบ ดังนี้

แบบ Volute เป็นปั๊มประเภทแรงดันต่ำให้ความดันด้านปล่อยน้อยกว่า 30 เมตรของน้ำ

แบบ Diffuser เป็นปั๊มแรงดันปานกลาง มีลักษณะคล้ายกันกับปั๊มแบบ Volute แต่มีแผ่นกระจายของไหล (Guide vane) ติดอยู่รอบๆ เรือนของปั๊มและยังทําหน้าที่ควบคุมทิศทางการไหลของของไหล เพื่อทําให้เกิดความดันที่สูงขึ้น

แบบ Regenerative Turbine เป็นปั๊มประเภทแรงดันสูง ภายในมีชุดใบพัดหลายใบติดอยู่บนเพลาเดียวกัน ซึ่ง ใบพัด 1 ชุดเรียกว่า 1 สเตจ ของไหลที่ถูกสูบ เมื่อไหลออกมาจากสเตจที่หนึ่งก็จะถูกส่งไปยังสเตจต่อไป

แบบ Axial Flowเป็นปั๊มที่ของไหลจะไหลในแนวแกนของเพลาขับ สามารถใช้ได้กับของไหลที่มีสารแขวนลอย นิยมใช้กันมากในโรงงานที่ต้องการเฮดความดันต่ำ แต่มีอัตราการไหลสูง

แบบ Mixed Flowเป็นปั๊มที่ทําให้การไหลทั้งในแนวแกนและแนวรัศมีของใบพัด เกิดแรงขึ้น ซึ่งจะช่วยในการขับดันของของไหล นิยมใช้กับงานที่ต้องการเฮดความดันต่ำๆ แต่มีอัตราการไหลสูง

ปั๊มโรตารี่ (Rotary)

ปั๊มโรตารี่เพิ่มพลังงานโดยอาศัยการหมุนของฟันเฟืองรอบแกนกลาง ของเหลวจะถูกดูดเข้าและปล่อยออก โดยการหมุนรอบจุดศูนย์กลางของเครื่องมือกล ซึ่งมีช่องว่างให้ของเหลวไหลเข้าทางด้านดูดและเก็บอยู่ระหว่างผนังของห้องสูบกับชิ้นส่วนที่หมุนหรือที่เรียกว่า โรเตอร์ จนกว่าจะถึงด้านจ่าย การหมุนของโรเตอร์ ทําให้เกิดการแทนที่ ซึ่งเป็นการเพิ่มปริมาตรของของเหลว (Positive Displacement) ให้ทางด้านจ่าย

ปั๊มโรตารี่ชนิดเฟือง (Gear Pump) เป็นชนิดที่นิยมใช้กันมากที่สุด ประกอบด้วยฟันเฟืองหรือเกียร์สองตัวหมุนขบกันในห้องสูบ ของเหลวทางด้านดูดจะไหลเข้าไปอยู่ในร่องฟันเฟือง ซึ่งจะหมุนและพาของเหลวเข้าไปสู่ทางด้านจ่าย

ปั๊มโรตารี่ชนิดครีบ (Vane Pump) ปั๊มชนิดนี้มีห้องสูบเป็นรูปทรงกระบอกและมีโรเตอร์เป็นทรงกระบอกเหมือนกัน จะวางเยื้องศูนย์ให้ผิวนอกของโรเตอร์สัมผัสกับผนังของห้องสูบที่อยู่กึ่งกลางระหว่างทางดูดและทางด้านจ่าย รอบๆ โรเตอร์จะมีครีบเลื่อนได้ในแนวเข้าออกจากจุดศูนย์กลางมาชนกับผนังของห้องสูบ เมื่อโรเตอร์หมุนครีบเหล่านี้ จะทำให้ถูกกวาดเอาของเหลว ซึ่งอยู่ระหว่างโรเตอร์กับห้องสูบไปสู่ทางด้านจ่าย ซึ่งจะมีข้อดีกว่าชนิดเฟือง นั่นก็คือ การสึกหรอของผนังห้องสูบหรือหลายครีบจะไม่มีผลต่อประสิทธิภาพการทํางานมากนัก เพราะครีบสามารถเลื่อนออกมาจนชนกับผนังของห้องสูบได้สนิทพอดี

ปั๊มโรตารี่ชนิดลอน (Lobe Pump) จะมีลักษณะคล้ายกันกับชนิดเฟือง แต่โรเตอร์มีลักษณะเป็นลอน จำนวน 2 ถึง 4 ลอน ช่องว่างระหว่างลอนจะมีลักษณะแบนและกว้าง อัตราการสูบจึงสูงกว่า แต่การถ่ายทอดกําลังหมุนของชนิดลอน จะมีประสิทธิภาพต่ำมาก จึงจําเป็นต้องมีเฟืองนอกห้องสูบอีกเพิ่มชุดหนึ่ง เพื่อช่วยให้จังหวะการหมุนของโรเตอร์

ปั๊มโรตารี่ชนิดสว่าน (Screw Pump) ปั๊มชนิดนี้จะเพิ่มพลังงานให้แก่ของเหลวโดยอาศัยโรเตอร์ ซึ่งมีลักษณะเป็นเหมือนสว่านที่หมุนในลักษณะขับดันให้ของเหลวเคลื่อนที่ไประหว่างรองเกลียวสว่านกับผนังของห้องสูบจากทางดูดไปสู่ทางจ่าย จํานวนสว่านหรือโรเตอร์อาจมีได้ตั้งแต่ 1 ถึง 3 ตัว

ปั๊มแบบเลื่อนชักหรือลูกสูบชัก (Reciprocating)

เพิ่มพลังงานโดยอาศัยการอัดโดยตรงจากในกระบอกสูบ มีลักษณะการเคลื่อนที่กลับไปกลับมา โดยมีลูกสูบที่ทําหน้าที่ในการอัดของไหลภายในกระบอกสูบให้มีความดันสูงขึ้น เหมาะสําหรับสูบของไหลในปริมาณที่ไม่มากนัก แต่ต้องการเฮดในระบบที่สูง ของเหลวที่สูบมาจะต้องมีความสะอาด ไม่ทําให้ชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ภายในกระบอกสูบเกิดการสึกหรอ การอัดตัวของของไหลแต่ละครั้งจะไม่ต่อเนื่อง ทําให้การไหลของของไหลมีลักษณะเป็นแบบ Pulsation

แบบขับดันโดยตรง ใช้น้ำมันไฮดรอลิกส์หรือไอน้ำเป็นตัวเพิ่มพลังงานให้กับลูกสูบเคลื่อนที่อัดของไหลให้มีความดันสูงขึ้น มีทั้ง แบบลูกสูบเดี่ยว (Simplex)และแบบ Duplex

แบบกําลัง (Power)พลังงานจากเครื่องยนต์หรือมอเตอร์จะเป็นเครื่องต้นกําลังให้กับปั๊ม โดยถ่ายทอดกําลังผ่านสายพานหรือเพลาที่ความเร็วคงที่ ปั๊มชนิดนี้จะสูบของไหลได้ในอัตราที่เกือบคงที่ ให้แรงดันขับที่สูง ดังนั้นจะต้องติดตั้งส่วนของ ลิ้นระบายความดัน เพื่อช่วยป้องกันระบบท่อส่งและตัวปั๊มไม่ให้ได้รับความเสียหาย เนื่องจากแรงดันที่สูงเกินไป

แบบไดอะแฟรม ปั๊มชนิดนี้จะมีแผ่นไดอะแฟรมที่ทําด้วยอโลหะ ซึ่งมีความยืดหยุ่นและแข็งแรง ทําหน้าที่ในการดูดและอัดของไหลให้มีความดันสูงขึ้น แผ่นไดอะแฟรมจะถูกยึดติดอยู่กับที่ นิยมใช้กับงานที่อัตราการสูบไม่มากนักและของไหลมีสารแขวนลอยปะปนมาด้วย

ปั๊มแบบพิเศษ (Specialized pumps)

เป็นปั๊มที่มีลักษณะพิเศษนอกเหนือไปจากปั๊มแบบอื่นๆ ปัจจุบันปั๊มแบบพิเศษมีใช้อย่างแพร่หลาย ไม่ว่าจะเป็น

แบบ Canned มีคุณสมบัติพิเศษกว่าแบบอื่นๆ นั่นก็คือ สามารถป้องกันการรั่วไหลของของไหลได้อย่างสมบูรณ์ ภายในเรือนปั๊มจะมี Imprller Rotor หมุนขับดันของไหล โดยได้รับกําลังจากมอเตอร์

แบบ Intermediate Temperature จะใช้ในการขับดันของไหลที่มีอุณหภูมิสูงประมาณ 3000 องศาเซลเซียส ชิ้นส่วนภายในปั๊มถูกออกแบบมาพิเศษ เพื่อให้สามารถทนทานต่อความร้อนสูงจากที่ไหลจากของไหลที่จะใช้สูบได้

แบบ Turboจะเป็นการรวมเอากังหันไอน้ำ มาใช้ในการขับเคลื่อนปั๊มแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง นิยมใช้กับงานที่ต้องการความดันด้านปล่อยสูง มีทั้งแบบ 1 สเตจและ 2 สเตจ

แบบ Cantilever จะติดตั้งในแนวดิ่ง ใช้กับงานที่ไม่ต้องการให้ชุดแบริ่งหรือชิ้นส่วนภายในสัมผัสกับของไหลที่ใช้ในการสูบ เนื่องจากปั๊มชนิดนี้ ได้ถูกออกแบบมาให้ชุดใบพัดยึดติดกับเพลาขับโดยไม่มีแบริ่งในตัวปั๊ม

แบบ Vertical Turbine มักนิยมใช้กันในงานสูบน้ำบาดาลที่มีความลึกมาก จึงมีหลายสเตจในเพลาขับเดียวกัน เพื่อเพิ่มความดันของของไหลให้มีค่าสูงขึ้น ทําให้สามารถสูบน้ำจากก้นบ่อที่มีความลึกมาสู่ปากบ่อได้