ปั๊มหอยโข่งที่เราเห็นกันทั่วไปนั้นตัวมอเตอร์จะอยู่ในแนวนอน
การวางรูปแบบนี้มีข้อดีคือถ้าต้องการซ่อมปั๊มก็ไม่จำเป็นต้องไปยุ่งอะไรกับมอเตอร์
และเมื่อต้องการซ่อมมอเตอร์ก็ไม่ต้องไปยุ่งอะไรกับปั๊ม
แต่ถ้าเป็นปั๊มหลาย stage
ก็จะมีข้อเสียหน่อยตรงที่กินพื้นที่ติดตั้งมากขึ้น
และในกรณีที่ระดับของเหลวที่ต้องการสูบนั้นอยู่ต่ำจากระดับพื้นดินที่ใช้ติดตั้งปั๊มมาก
จะเกิดปัญหา net
positive suction head (NPSH) ไม่พอเพียงได้
ตรงนี้เคยตั้งคำถามไหมครับ
ถ้าคุณต้องการสูบน้ำจากแหล่งน้ำที่อยู่ต่ำกว่าตำแหน่งติดตั้งปั๊ม
ปั๊มนั้นจะติดตั้งสูงกว่าแหล่งน้ำนั้นได้ไม่เกินกี่เมตรจึงจะสามารถสูบน้ำขึ้นมาได้
"ปั๊มจุ่ม"
หรือ
"ปั๊มแช่"
หรือที่บางทีเรียกว่า
"ไดโว่"
ที่หลายบ้านใช้กันในการสูบน้ำออกจากบ้านเวลาฝนตกหนัก
(หรือตอนน้ำท่วม)
เป็นปั๊มหอยโข่งขนาดเล็กที่ติดตั้งในแนวดิ่ง
(อันที่จริงจะเรียกว่าแขวนหรือห้อยก็น่าได้
เพราะเห็นใช้เชือกแขวนกันเป็นเรื่องปรกติ)
ปั๊มชนิดนี้จะแช่อยู่ในน้ำ
(หรือของเหลวที่ต้องการสูบ)
ดังนั้นจึงไม่มีปัญหาเรื่อง
NPSH
ไม่พอ
แต่มีข้อควรระวังคือเวลาทำงานควรต้องแช่อยู่ในน้ำ
เพราะใช้น้ำเป็นตัวช่วยระบายความร้อนของมอเตอร์
และในขณะที่ปั๊มทำงานอยู่นั้นไม่ควรไปอยู่ในน้ำใกล้กับปั๊ม
เพราะอาจโดนไฟฟ้าดูดเสียชีวิตได้
วิศวกรที่ควบคุมงานก่อสร้างมาหลายที่ท่านหนึ่งเล่าให้ผมฟังว่า
อุปกรณ์ไฟฟ้าที่ทำให้คนงานโดนไฟฟ้าดูดตายมากที่สุดน่าจะเป็นปั๊มไดโว่นี่แหละ
ปั๊มหอยโข่งที่มีขั้นตอนการอัดหลายขั้นตอนก็มีแบบที่ใช้การใช้การจัดวางในแนวดิ่ง
คือตัวมอเตอร์อยู่ด้านบนโดยมีตัว
impeller
เรียงซ้อนกันขึ้นมาจากล่างขึ้นบน
โดยมีเพียงส่วนของ impeller
นั้นแช่อยู่ในน้ำ
(หรือของเหลวที่ต้องการสูบ)
ตัวมอเตอร์ไม่ได้แช่น้ำเหมือนปั๊มจุ่ม
(รูปที่
๑)
การมี
impeller
หลายชุดทำให้สามารถส่งน้ำขึ้นที่สูงได้มากขึ้น
(เช่นการสูบน้ำจากบ่อลึกที่การตั้งปั๊มบนปากบ่อจะมีปัญหาสูบน้ำไม่ขึ้นเนื่องจากมี
NPSH
ไม่พอ)
ปั๊มสูบน้ำขนาดใหญ่ที่ประตูระบายน้ำบางแห่งก็เป็นแบบนี้
(ลองสังเกตดูปั๊มพวกที่มีมอเตอร์คว่ำลงที่มีใช้กันที่ประตูระบายน้ำบางแห่ง)
ปั๊มในแนวดิ่งแบบนี้บางแบบก็เป็นแบบที่ตั้งอยู่บนบกไม่ได้ไปแช่อะไรอยู่ในน้ำ
แต่ลักษณะการไหลของน้ำที่ไหลเข้ามาจะทำให้น้ำไหลเข้าสู่ใบพัดทางด้านล่างแล้วถูกเหวี่ยงส่งขึ้นไปทางด้านบนตามแนวเพลาหมุน
(ดูตัวอย่างได้ใน
Memoir
ปีที่
๕ ฉบับที่ ๖๐๑ วันพฤหัสบดีที่
๔ เมษายน ๒๕๕๖ เรื่อง
"ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับปั๊ม ตอนที่ ๔"
หรือรูปที่
๒ ใน Memoir
ฉบับนี้)
ข้อดีของปั๊มแบบหลังนี้ก็คือมันช่วยเพิ่ม
NPSH
ให้กับปั๊ม
(เกิดจากความสูงของลำของเหลวจากตำแหน่งท่อเข้าถึงตำแหน่งทางเข้าใบพัด
-
รูปที่
๒)
พูดถึงเรื่องเพลาแล้วก็คงต้องขอทบทวนเรื่อง
"แบริ่ง
-
bearing" หรือที่แปลเป็นไทยว่า
"รองลื่น"
กันสักหน่อย
ในขณะที่เพลาหมุนอยู่นั้นจะมีแรงกระทำกับตัวมันทั้งในแนวรัศมี
(ตั้งฉากกับแกนยาว)
และแนวแกน
สำหรับเพลาที่วางนอนนั้นแรงหลักที่กระทำในแนวรัศมีก็คือน้ำหนักของเพลา
ส่วนแรงที่กระทำในแนวแกนจะเป็นตัวทำให้เพลาเคลื่อนตัวในแนวแกนได้
ดังนั้นในการติดตั้งเพลานั้นจึงจำเป็นต้องมีส่วนที่รองรับแรงทั้งในแนวรัศมีและแนวแกนนั่นก็คือแบริ่ง
แบริ่งที่เห็นใช้กันทั่วไปนั้นเห็นมีอยู่
๒ แบบคือ Journal
bearing และ
Roller
bearing ตัว
Journal
bearing นั้นก็ไม่ได้มีอะไรมากไปกว่ารูกลม
ๆ ที่ใหญ่กว่าเพลาเล็กน้อย
(อาจเป็นรูที่เจาะขึ้นหรือเป็นชิ้นส่วนครึ่งวงกลมสองชิ้นประกบกัน
และมีช่องให้อัดน้ำมันหรือจารบี
-
ดูรูปที่
๖)
ที่พื้นผิวด้านในของรูนั้นเรียบ
ส่วนตัว Roller
bearing นั้นก็คือสิ่งที่เราเรียกว่า
"ตลับลูกปืน"
โดยชิ้นส่วนที่ทำหน้าที่หมุนกลิ้งไปมานั้นอาจมีรูปร่างเป็น
ลูกบอลโลหะกลม แท่งโลหะทรงกระบอก
หรือกรวยตัดยอด ก็ตามแต่
แบริ่งทั้งสองแบบนี้มีทั้งชนิดที่ใช้สำหรับรองรับแกนในแนวรัศมีของเพลาเพียงอย่างเดียว
และรองรับแรงในแนวแกนของเพลาด้วย
แบริ่งที่ทำหน้าที่รองรับแรงในแนวแกนของเพลานี้เรียกว่า
"thrust
bearing" ที่มีผู้แปลเป็นไทยว่า
"แบริ่งกันรุน"
รูปที่
๑ ภาพจาก catalogue
ของ
Goulds
Pumps : Vertical turbine pumps (https://www.gouldspumps.com)
เป็นปั๊มที่ส่วนที่เป็น
impeller
นั้นจะจุ่มลงไปในแหล่งน้ำ
(เช่นการสูบน้ำจากบ่อน้ำ)
ตัวมอเตอร์อยู่บนบก
ข้อดีของปั๊มแบบนี้เทียบกับปั๊มจุ่มก็คือตัวมอเตอร์แยกเป็นชิ้นจากตัวปั๊ม
ไม่ได้แช่อยู่ในน้ำ
(หรือของเหลวอื่น)
หมดปัญหาเรื่องไฟฟ้าดูดและการชำรุดเนื่องจากการซึม/กัดกร่อนของน้ำและสารเคมีที่อยู่ในน้ำ
รูปที่
๒ ภาพจาก catalogue
ของ
Goulds
Pumps : Vertical turbine pumps (https://www.gouldspumps.com) เช่นกัน
แต่เป็นชนิดที่ไม่ได้แช่อยู่ในของเหลว
ในรูปนี้ท่อของเหลวเข้าอยู่ทางด้านซ้าย
จากนั้นของเหลวจะไหลในท่อชั้นนอกจากบนลงล่างก่อนวกเข้าด้านในที่มี
impeller
ติดตั้งอยู่
(ความสูงของของเหลวในช่วงนี้เป็นช่วงที่ทำให้ปั๊มได้
NPSH
เพิ่มขึ้น)
และถูกดูดและส่งขึ้นไปทางด้านบน
ออกไปทางท่อด้านขวา
รูปที่
๓ ตัวอย่าง P&ID
ของ
vertical
pump ที่ตัวมอเตอร์อยู่ด้านบน
(อยู่เหนือระดับผิวของเหลว)
โดยมี
impeller
แช่อยู่ในของเหลว
การติดตั้งวาล์วกันการไหลย้อนกลับก็เพื่อป้องกันไม่ให้ของเหลวที่สูบออกไปนั้นไหลย้อนกลับลงมาในบ่อใหม่เมื่อปั๊มหยุดการทำงาน
blog
valve ด้านขาออกในตัวอย่างนี้เขาแสดงเป็น
butterfly
valve แต่ไม่ได้หมายความว่าต้องเป็นวาล์วชนิดนี้เท่านั้นนะ
จะเป็นวาล์วชนิดใดขึ้นอยู่กับการใช้งาน
รูปที่
๔ ตัวอย่าง P&ID
ของ
vertical
pump แบบเดียวกับในรูปที่
๓ แต่เป็นกรณีที่เป็นปั๊มทำงานหลักตัวหนึ่ง
อีกตัวหนึ่งเป็นตัวสำรอง
รูปที่
๕ ตัวอย่าง P&ID
ของ
vertical
can pump (น่าจะเป็นปั๊มแบบรูปที่
๒)
ในตัวอย่างนี้แสดงปั๊มหลักที่ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า
(M)
และปั๊มสำรองที่ขับเคลื่อนด้วยกังหันไอน้ำ
(T)
จุดหนึ่งที่ผมยังไม่เข้าใจคือท่อย่อยออกจากปั๊มหลัก
(ตัวขวา)
ที่วกไปเข้าปั๊มสำรอง
(ตัวซ้าย)
มีเอาไว้ทำไม
(เกี่ยวข้องกับการเริ่มเดินเครื่องปั๊มที่ขับเคลื่อนด้วยกังหันไอน้ำหรือเปล่า
?)
พึงสังเกตว่าตรง
steam
trap จะมีวาล์ว
by
pass อยู่และมักเป็น
gate
valve เพื่อไว้ระบายสิ่งสกปรก
(เช่นสนิมที่หลุดร่อนออกจากผิวท่อ)
ไม่ให้เข้าไปใน
steam
trap
เพลาที่วางนอนนั้นสามารถกระจายตำแหน่งติดตั้งแบริ่งได้ตามความยาวเพลาตามตำแหน่งที่เหมาะสม
ส่วนแรงที่กระทำในแนวแกนนั้นก็มักจะไม่มากเมื่อเทียบกับน้ำหนักเพลา
(ซึ่งรวมเอาอุปกรณ์ต่าง
ๆ ที่ติดตั้งอยู่บนตัวเพลา
เช่นตัวโรเตอร์ของมอเตอร์
หรือใบพัดของกังหันไอน้ำ)
ที่กระทำในแนวตั้งฉากกับแนวแกนของเพลา
แต่ถ้าเป็นเพลาที่อยู่ในแนวดิ่ง
การรับน้ำหนักตัวเพลาจะย้ายไปที่ตัว
thrust
bearing ซึ่งอาจจะติดตั้งได้เฉพาะที่ปลายด้านในด้านหนึ่งของเพลาเท่านั้น
(เช่นในกรณีของใบพัดกวน)
ดังนั้นจึงไม่ใช่เรื่องแปลกถ้าจะพบว่าอุปกรณ์ที่มีเพลาหมุนขนาดใหญ่
(เช่นกังหันไอน้ำ
คอมเพรสเซอร์)
จะวางนอน
ไม่วางตั้งกัน
นอกจากนี้สำหรับเพลาที่ยาวแล้วก็ยังต้องมีแบริ่งรองรับแรงในแนวรัศมีของเพลาเพื่อป้องกันไม่ให้เพลาเกิดการส่ายขณะหมุน
ตรงนี้ลองดูตัวอย่างในรูปที่
๒ ก็ได้
ส่วนเพลาที่วางเฉียง
ๆ ในโรงงานที่ผมก็เคยเห็นแต่ใบพัดกวนที่มีขนาดไม่ใหญ่นัก
พอเป็นถังใหญ่ขึ้นมาถึงระดับหนึ่งก็จะหันไปใช้ใบพัดกวนที่ติดตั้งในแนวดิ่งแทน
แต่ที่เห็นได้ง่ายหน่อยน่าจะเป็นเครื่องเรือหางยาว
คนไทยเรียกลูกโลหะกลมว่า
"ลูกปืน"
มานานแล้ว
ที่มาของคำนี้มาได้ยังไงผมก็ไม่รู้เหมือนกัน
แต่ถ้าให้เดาก็คงจะขอเดาว่าเป็นเพราะว่าคนไทยรู้จักใช้อาวุธปืนมานานแล้ว
นานก่อนมีตลับลูกปืน
และลูกกระสุนปืนสมัยก่อนที่ยังใช้การบรรจุกระสุนทางปากลำกล้องก็เป็นเม็ดโลหะกลม
การที่มันเป็นลูกกลมทำให้สามารถยัดลงปากลำกล้องได้ง่าย
ไม่ต้องเสียเวลาหาว่าควรเอาด้านไหนยัดลงไป
พอช่วงหลังมาเจอลูกบอลโลหะกลมที่แม้ว่าไม่ได้ใช้เป็นกระสุนปืน
ก็ยังเรียกว่าลูกปืนเหมือนเดิม
รูปที่
๖ Journal
bearing (สีฟ้าในรูป)
ที่ทำหน้าที่รองรับเพลาของลูกกลิ้งรีดน้ำจากกากของเสียตัวหนึ่ง
มีลักษณะเป็นชิ้นส่วนครึ่งวงกลมสองชิ้น
ด้านบนมีรูไว้สำหรับหยอดน้ำมันหล่อลื่น
อีกประเด็นที่คงต้องขออธิบายเพิ่มก็คือวาล์ว
bypass
ตัว
steam
trap ในรูปที่
๕ ที่แสดงชนิด gate
valve เอาไว้
steam
trap (หรือกับดักไอน้ำ)
ทำหน้าที่ระบายน้ำที่เกิดจากการควบแน่นของไอน้ำ
(steam
condensate) ออกจากระบบไอน้ำ
(พวกท่อหรืออุปกรณ์)
โดยไม่ให้ไอน้ำรั่วไหลออกมา
ท่อไอน้ำปรกติที่ใช้สำหรับให้ความร้อนกันทั่วไปก็มักเป็นท่อเหล็กกล้าที่ขึ้นสนิมได้
(เว้นแต่ในบางอุตสาหกรรมที่ต้องการไอน้ำที่สะอาดเพื่อไปใช้ในกระบวนการผลิตโดยตรง
ก็อาจใช้ท่อเหล็กกล้าไร้สนิม)
แต่การขึ้นสนิมนั้นจำเป็นต้องมีทั้งออกซิเจนและความชื้น
ท่อไอน้ำที่ทำจากเหล็กกล้าธรรมดาที่ขึ้นสนิมได้
เมื่อสร้างเสร็จใหม่ ๆ
หรือหลังจากการหยุดเดินเครื่องซ่อมบำรุง
ที่ทำให้มีอากาศเข้าไปในระบบท่อได้
จะเกิดสนิมที่ผิวท่อด้านใน
เมื่อผ่านไอน้ำเข้าไปในท่อทำให้ผิวท่อร้อนขึ้น
สนิมนี้จะหลุดร่อนออกจากผิวท่อ
(สนิมเหล็กและโลหะเหล็ก
ขยายตัวเนื่องจากความร้อนไม่เท่ากัน
สนิมจึงหลุดร่อนออก)
ถูกชะออกมาพร้อมกับไอน้ำที่ควบแน่น
(ตอนแรกที่ท่อเย็นอยู่นั้น
จะมีไอน้ำควบแน่นมากเป็นพิเศษ)
ในช่วงเวลานี้จำเป็นต้องระบายน้ำที่ควบแน่นที่มีสนิมเหล็กติดมาด้วยนี้ออกจากระบบโดยไม่ผ่าน
steam
trap (เพราะขืนปล่อยให้เข้า
steam
trap เดี๋ยวก็มีปัญหาอุดตันตัว
steam
trap กันพอดี)
นี่คือที่มาของท่อ
bypass
ตัว
steam
trap และเหตุผลที่ว่าทำไมในแบบจึงเลือกใช้
gate
valve ก็เพราะด้วยโครงสร้างของ
gate
valve ที่ปล่อยให้สนิมเหล็กไหลผ่านตัวมันออกไปง่าย
ๆ ได้เลย
ที่เคยเห็นก็คือพอน้ำที่ไหลออกมานั้นไม่มีสีสนิมเหล็กปนหรือเป็นไอน้ำพ่นออกมา
ก็จะทำการปิดวาล์ว bypass
นี้แล้วไปใช้เส้นทาง
steam
trap แทน
ปิดท้ายที่ว่างของหน้าที่เหลืออยู่ด้วยรูปสถานที่ที่เคยเป็นสถานีรถไฟก็แล้วกันครับ
ถ่ายไว้เมื่อวันบ่ายวันเสาร์ที่
๑๗ ธันวาคม ๒๕๕๙ ที่ผ่านมา
สถานีนี้ถูกย้ายออกไปเนื่องจากมีการเปลี่ยนแนวเส้นทางรถไฟอันเป็นผลจากการสร้างเขื่อนแห่งหนึ่ง
พอจะเดาได้ไหมครับว่าสถานีนี้อยู่ที่ไหน
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น