Piping and Instrumentation Diagram (P&ID) ของอุปกรณ์ ตอน Metering pump (ปั๊มปรับอัตราการไหล) MO Memoir : Friday 6 January 2560

"Metering pump" จะให้แปลเป็นไทยว่าปั๊มอะไรดีล่ะ เห็นบางคนก็แปลว่าเป็นปั๊มสูบจ่ายสารเคมี บางคนก็บอกว่าเป็น "Dosing pump" (แล้วคำถามก็ตามมาอีกว่า dosing pump คืออะไร) แต่ถ้าจะให้ตรงกับความหมายของมันแล้ว Metering pump คือปั๊มที่สามารถปรับเปลี่ยนอัตราการไหลได้อย่างต่อเนื่อง ส่วนจะเอาคุณสมบัติข้อนี้ไปใช้ทำอะไรนั้นมันเป็นอีกเรื่องหนึ่ง เช่นนำไปใช้ในงานจ่ายสารเคมีในปริมาณที่แน่นอนให้กับระบบ ในกรณีนี้ก็เรียกได้ว่ามันทำหน้าที่เป็น dosing pump หรือปั๊มจ่ายสารเคมีก็ได้
 

การควบคุมอัตราการจ่ายของเหลวของปั๊มที่เห็นทำกันก็มีอยู่ ๒ วิธี วิธีแรกคือใช้การปรับระดับการปิด-เปิดวาล์วควบคุมที่ท่อด้านขาออก วิธีการนี้เป็นวิธีการปรกติที่ใช้กันทั่วไปกับปั๊มหอยโข่ง คือเราไม่ไปยุ่งอะไรกับตัวปั๊ม ให้ปั๊มหอยโข่งมันหมุนของมันไปเรื่อย ๆ แล้วใช้การปรับระดับการเปิดวาล์วด้านขาออกแทนว่าจะให้ไหลมากไหลน้อย โดย ในบางครั้งก็อาจต้องช่วยด้วยการเปลี่ยนความเร็วรอบการหมุนของปั๊มด้วยการเปลี่ยนไปใช้มอเตอร์ที่มีจำนวนขั้วเปลี่ยนไป ที่เคยเจอคือกรณีที่พบว่าต้องเปิดวาล์วเพียงเล็กน้อยเพื่อให้ได้อัตราการไหลตามต้องการอันเนื่องมาจากปั๊มมีขนาดใหญ่เกินไป เขาก็แก้ปัญหาด้วยการเปลี่ยนไปใช้มอเตอร์ที่มีจำนวนขั้วเพิ่มขึ้น ปั๊มจะได้หมุนช้าลง ทำให้วาล์วควบคุมอัตราการไหลทำงานได้ดีขึ้น และจะว่าไปผมเองก็ยังไม่เคยเห็นหรือเคยได้ยินการใช้ปั๊มหอยโข่งกับระบบที่ต้องการอัตราการไหลต่ำ ๆ ในปริมาตรที่แน่นอน วิธีการควบคุมอัตราการไหลด้วยการปรับระดับการปิด-เปิดวาล์วด้านขาออกนี้นี้ไม่นิยมทำกับปั๊มพวก positive displacement เพราะถ้าวาล์วด้านขาออกเปิดน้อยเมื่อใด จะส่งผลต่อความดันด้านขาออกมาก 
  

วิธีการปรับอัตราการไหลวิธีที่สองใช้การปรับการทำงานที่ตัวปั๊ม วิธีการนี้ไม่ค่อยนิยมทำกับปั๊มหอยโข่ง แต่จะเห็นเป็นเรื่องปรกติสำหรับปั๊มแบบ positive displacemnt เพราะโดยปรกติแล้วสำหรับปั๊มหอยโข่งส่วนใหญ่ ตัวมอเตอร์ไฟฟ้าจะไปหมุนใบพัดของปั๊มหอยโข่งโดยตรง การปรับอัตราการไหลต้องไปปรับรอบการหมุนของใบพัด ในกรณีของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ การปรับอัตราการหมุนของมอเตอร์ทำได้ด้วยการปรับ "ความถี่" ของกระแสไฟฟ้า กล่าวคือไฟฟ้าบ้านเราที่ความถี่ปรกติ 50 Hz ถ้าต้องการให้มอเตอร์หมุนเร็วขึ้นก็ต้องปรับความถี่ให้สูงขึ้น ในทางกลับกันถ้าต้องการให้มอเตอร์หมุนช้าลงก็ต้องปรับความถี่ให้ต่ำลง การเปลี่ยนความถี่ของกระแสไฟฟ้านี้แต่เดิมเป็นเรื่องยาก แต่ในปัจจุบันที่การพัฒนาการทางด้านอิเล็กทรอนิกส์กำลังมีมากขึ้น ทำให้อุปกรณ์ปรับความถี่ไฟฟ้ากระแสสลับเริ่มแพร่หลายมากขึ้น ทำให้ต่อไปเราอาจจะเห็นการปรับอัตราการไหลของปั๊มหอยโข่งด้วยการปรับความเร็วรอบการหมุนของมอเตอร์
  

ปั๊มตระกูล positive displacement นั้น มอเตอร์ไฟฟ้าไม่ได้ไปขับเคลื่อนชิ้นส่วนที่ทำหน้าที่ผลักดันของเหลวโดยตรง แต่ส่งผ่านกำลังการหมุนของมอเตอร์ผ่านกลไกต่าง ๆ เพื่อไปขับเคลื่อนชิ้นส่วนที่ทำหน้าที่ผลักดันของเหลว ดังนั้นการปรับอัตราการจ่ายของเหลวของปั๊มจึงมักทำด้วยการปรับการทำงานของชิ้นส่วนกลไกเหล่านี้ เช่นในกรณีของปั๊มลูกสูบที่ต้องมีกลไกเปลี่ยนการหมุนของเพลามอเตอร์ให้เป็นการเคลื่อนที่เชิงเส้นเพื่อไปขับเคลื่อนลูกสูบ ระยะช่วงชักของลูกสูบในกระบอกสูบจะเป็นตัวกำหนดปริมาตรของเหลวที่จ่ายในการอัดแต่ละครั้ง การปรับระยะการเดินทางของระยะช่วงชักนี้ก็จะทำให้ปริมาตรของเหลวที่จ่ายออกในการอัดแต่ละครั้งเปลี่ยนไปด้วย ส่วนวิธีการทำได้อย่างไรบ้างนั้น ลองค้นดูตัวอย่างโดยใช้ google และคำสำคัญ "crank stroke adjustment mechanism" นี้ดูก็ได้

รูปที่ ๑ ตัวอย่าง P&ID ของ metering pump เดี่ยว แม้ว่าในรูปนี้จะเห็นเสมือนว่าถังเก็บของเหลวต้องอยู่สูงกว่าตัวปั๊ม แต่ในความเป็นจริงมันไม่จำเป็นต้องเป็นเช่นนั้น ถังเก็บสารเคมีก็ไม่จำเป็นต้องมีใบพัดกวน ขึ้นอยู่กับสารที่ต้องการจ่าย เช่นกรณีที่เป็นสเรอรี่ (slurry คือของเหลวที่มีของแข็งแขวนลอยอยู่) จำเป็นต้องมีการปั่นกวนให้ของแข็งแขวนลอยกระจายตัวให้สม่ำเสมอทั่วทั้งถังก่อน จากนั้นจึงค่อยทำการสูบจ่าย

รูปที่ ๒ ตัวอย่าง P&ID ของ metering pump ๒ ตัวที่ตัวหนึ่งทำงานและอีกตัวหนึ่งเป็นตัวสำรอง จุดหนึ่งที่ต้องคำนึงในที่นี้ก็คือปรกติแล้วท่อด้านข้าออกของวาล์วระบายความดันไม่ควรจะมีของเหลวค้างอยู่ เพราะน้ำหนักของเหลวด้านขาออกจะกดลิ้นวาล์วเอาไว้ทำให้วาล์วเปิดที่ความดันสูงขึ้น ดังนั้นในกรณีที่เป็นของเหลวจึงมักวางแนวท่อด้านขาออกของวาล์วระบายความดันให้ของเหลวด้านขาออกนั้นไหลออกไปจากตัววาล์ว (เช่นวางท่อให้ลาดเอียงลงต่ำ)

รูปที่ ๓ ตัวอย่าง P&ID ของ metering pump ๒ ตัวที่ตัวหนึ่งทำงานและอีกตัวหนึ่งเป็นตัวสำรอง รูปนี้จะว่าไปแล้วก็เหมือนกับรูปที่ ๒ เพียงแต่เป็นตัวอย่างกรณีที่การปรับช่วงชักของ metering pump ใช้ระบบควบคุมอัตโนมัติเท่านั้น และเนื่องจากใช้ระบบควบคุมอัตโนมัติก็สามารถใช้ระบบดังกล่าวป้องกันความเสียหายในกรณีที่ความดันด้านขาออกสูงมากเกินไปด้วยการหยุดการทำงานของปั๊ม แทนการใช้วาล์วระบายความดัน รูปนี้เป็นตัวอย่างกรณีสมมุติของอุปกรณ์เป็นชุดประกอบสำเร็จซื้อมาติดตั้งทั้งระบบ ส่วน donut float คืออะไรนั้นต้องขอยอมรับว่าไม่รู้ เพราะเพิ่งเคยเจอคำนี้เป็นครั้งแรก

รูปที่ ๔ รูปนี้เขาบอกว่าเป็นปั๊มจ่ายสารเคมี แต่จะว่าไปแล้วรูปแบบก็เหมือนกับรูปที่ ๒ และอย่างที่กล่าวไว้ในรูปที่ ๑ ว่าแม้ว่าในรูปนี้จะเห็นเสมือนว่าถังเก็บของเหลวต้องอยู่สูงกว่าตัวปั๊ม แต่ในความเป็นจริงมันไม่จำเป็นต้องเป็นเช่นนั้น นอกจากนี้รูปนี้ยังมีอีกจุดหนึ่งที่อยากเตือนให้ระวังคือเส้นด้านขาออกจากวาล์วระบายความดันที่ในรูปนั้นวาดกลับเข้าไปใกล้ก้นถัง ซึ่งอาจทำให้เข้าใจผิดได้ว่าท่อดังกล่าวต้องย้อนกลับไปที่ก้นถัง ทั้งที่ในความเป็นจริงนั้นท่อด้านขาออกจากวาล์วระบายความดันไม่ควรมีของเหลวค้างอยู่ เพราะแรงกดของของเหลวที่ค้างอยู่จะทำให้วาล์วเปิดที่ความดันสูงขึ้น
  

ในโรงงานอุตสาหกรรม แม้ว่าจะเป็นโรงงานขนาดใหญ่ แต่ก็มีบางหน่วยเหมือนกันที่ต้องการการป้อนของเหลวในปริมาตรน้อย ๆ ในปริมาณที่แน่นอน ซึ่งจุดนี้เป็นจุดที่ทำให้ metering pump เข้ามามีบทบาทในกระบวนการผลิต ที่ผมเคยเจอก็มีที่หอทำน้ำเย็น (cooling tower) ที่ต้องมีการเติมสารเคมีหลายชนิดเพื่อปรับสภาพน้ำ (เช่นสารละลายกรดกำมะถันเพื่อลดค่าพีเอช สารเคมีลดการเกาะติดของคราบสกปรก เป็นต้น) หรือในกระบวนการพอลิเมอร์ไรซ์แบบสเรอรี่ที่ต้องป้อนสเรอรี่ตัวเร่งปฏิกิริยาเข้าสู่ถังปฏิกรณ์ในปริมาณที่ถูกต้องสำหรับการผลิตพอลิเมอร์แต่ละเกรด ในกรณีที่ต้องการปริมาตรการไหลที่ต่ำและไม่ต้องการความดันที่สูงอะไร (เช่นการเติมสารเคมีเข้าบ่อน้ำ) ก็อาจใช้ปั๊มสารเคมีเล็ก ๆ พวก peristaltic pump (ที่ภาษาไทยมีคนแปลว่าปั๊มรีดท่อ) แต่ในกรณีที่ต้องการอัตราการไหลที่มากขึ้นและเป็นระบบที่มีความดัน (เช่นปั๊มป้อนสเรอรี่ตัวเร่งปฏิกิริยาที่กล่าวมาข้างต้น) ก็จะใช้พวก piston pump

ปิดท้ายที่ว่างหน้ากระดาษด้วยภาพบรรยากาศภายในมหาวิทยาลัยในช่วงสายของวันนี้ก็แล้วกันครับ วันที่ฟ้าเต็มไปด้วยเมฆ ตั้งแต่เช้านี้ยังไม่เห็นแสงแดดเลย

Piping and Instrumentation Diagram (P&ID) ของอุปกรณ์ ตอน Reciprocating pump (ปั๊มลูกสูบ) MO Memoir : Thursday 5 January 2560

คงปฏิเสธไม่ได้ว่ามอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับชนิดเหนี่ยวนำ (induction motor) เป็นอุปกรณ์ต้นกำลังที่ใช้กันมากที่สุดในการขับเคลื่อนเครื่องจักรต่าง ๆ ในโรงงาน โดยมอเตอร์ไฟฟ้าจะเปลี่ยนพลังงานจากกระแสไฟฟ้าให้เป็นการหมุน จากนั้นจึงค่อยว่ากันอีกทีว่าจะขับเคลื่อนเครื่องจักรให้มีการเคลื่อนที่แบบหมุน เช่นใบพัดของปั๊มหอยโข่ง (centrifugal pump) หรือให้มีการเคลื่อนที่แบบเส้นตรง เช่นลูกสูบของปั๊มแบบลูกสูบ (piston pump หรือ reciprocating pump)
 

ความรู้วิชาฟิสิกส์ในระดับมัธยมปลายสอนให้เรารู้ว่า ถ้าเรามีขดลวดอยู่ในสนามแม่เหล็ก แล้วเราผ่านไฟฟ้ากระแสตรงเข้าไปในขดลวดนั้น จะมีแรงกระทำต่อขดลวด ทำให้ขดลวดนั้นหมุนได้ และในทางกลับกันถ้าเราทำให้ขดลวดนั้นหมุนตัดผ่านสนามแม่เหล็ก ก็จะมีกระแสไฟฟ้าจ่ายออกมาจากขดลวดนั้น แต่ในทิศทางที่กลับกัน แบบแรกคือหลักการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้า แบบหลังคือการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ดังนั้นในความเป็นจริงในขณะที่เราจ่ายไฟฟ้าให้กับมอเตอร์ไฟฟ้านั้น มอเตอร์ไฟฟ้าก็จะทำหน้าที่เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจ่ายไฟฟ้าสวนออกมาด้วย แต่ด้วยในปริมาณที่ต่ำกว่า ภาพรวมก็คือมอเตอร์นั้นยังต้องการกระแสไฟฟ้าอยู่เพื่อทำให้มันหมุนได้
 

เส้นทางเดินไฟฟ้าของแกนขดลวดของโรเตอร์ของมอเตอร์เป็นเพียงลวดทองแดงความต้านทานไม่สูง ดังนั้นถ้าเราจ่ายความต่างศักย์ไฟฟ้าให้กับมันเต็มที่ กระแสที่ไหลเข้าแกนขดลวดจะสูงมากจนทำให้ขดลวดมอเตอร์ไหม้ได้ แต่พอมอเตอร์เริ่มหมุนแล้วจะมีกระแสไฟฟ้าจ่ายสวนหักล้างกับที่จ่ายเข้าไป ทำให้ปริมาณกระแสไฟฟ้าที่มอเตอร์ต้องการนั้นลดลง ด้วยเหตุนี้เวลาที่จะเริ่มเดินเครื่องมอเตอร์ไฟฟ้า 3 เฟสขนาดใหญ่จึงมักต่อวงจรแบบ "วาย (Y)" ก่อน เพื่อให้ความต่างศักย์คร่อมขดลวดลดลง กระแสจะได้ไม่เข้ามาก และเมื่อมอเตอร์เริ่มหมุนจนได้ระดับแล้วจึงค่อยเปลี่ยนการต่อวงจรจ่ายไฟฟ้ามาเป็นแบบ "เดลต้า (∆)" ที่ให้ความต่างศักย์คร่อมขดลวดเต็มที่ ปริมาณกระแสที่ใช้ในการทำงานจะได้ไม่สูง (ไฟสามเฟสในบ้านเรา การต่อวงจรแบบวายจะให้ความต่างศักย์คร่อมขดลวด 220V ส่วนการต่อวงจรแบบเดลต้าจะให้ความต่างศักย์คร่อมขดลวด 380V)
 

ที่ยกเอาเรื่องมอเตอร์ขึ้นมาก่อนก็เพราะว่าเคยมีคนสับสนว่าทำไปเวลาเริ่มเดินเครื่องปั๊มหอยโข่งจึงมักต้องปิดวาล์วด้านขาออก (ปิดสนิทหรือเปิดเอาไว้เล็กน้อย หรือเปิด minimum flow line เอาไว้) แต่ถ้าเป็นปั๊มลูกสูบกลับต้องเปิดวาล์วด้านขาออกเอาไว้ (ห้ามปิด) เหตุผลของการกระทำดังกล่าวมันมาจากการป้องกัน "มอเตอร์" ไม่ให้ไหม้ ในกรณีของปั๊มหอยโข่งนั้นมอเตอร์กินกระแสน้อยสุดเมื่อมีโหลดต่ำสุด คือที่อัตราการไหลเป็นศูนย์ (แต่ใบพัดยังคงหมุนได้อยู่) ส่วนในกรณีของปั๊มลูกสูบที่ใช้การเปลี่ยนการเคลื่อนที่แบบหมุนเป็นการผลักดันลูกสูบให้เคลื่อนที่ไปข้างหน้าด้วยกลไกทางกล ถ้าลูกสูบไม่สามารถเดินไปข้างหน้าได้ (เช่นวาล์วด้านขาออกปิดอยู่ ทำให้ของเหลวในกระบอกสูงไหลออกไปไม่ได้) มอเตอร์ก็จะหมุนไม่ได้ กระแสก็จะไหลเข้ามอเตอร์สูง (ถ้าอยากรู้ว่าถ้ามอเตอร์หมุนไม่ได้แล้วจะเป็นอย่างไร ก็ทดลองได้ง่าย ๆ ด้วยการหาอะไรไปขัดใบพัดพัดลมที่บ้านเอาไว้ไม่ให้หมุน จากนั้นก็ลองเปิดพัดลมดู แล้วก็เตรียมตัวรับเหตุการณ์ไฟไหม้บ้านให้ดีก็แล้วกัน)
 

ด้วยเหตุนี้ปั๊มแบบลูกสูบวาล์วจึงต้องมีระบายความดันอยู่ทางระบบท่อด้านขาออก โดยวาล์วตัวนี้อาจติดมาโดยเป็นส่วนหนึ่งของตัวปั๊มหรือทางผู้ใช้ปั๊มต้องไปหาติดตั้งเพิ่มเติมเอาเองกับระบบท่อของตัวเอง ก็ขึ้นอยู่กับชนิดของปั๊มที่ใช้ เรื่องของวาล์วระบายความดันและหลักการทำงานของมัน (ความแตกต่างระหว่างวาล์วที่ใช้ระบายความดันจากระบบที่เป็นแก๊สกับระบบที่เป็นของเหลว) เคยเล่าไว้ใน Memoir ปีที่ ๔ ฉบับที่ ๓๔๘ วันอาทิตย์ที่ ๔ กันยายน ๒๕๕๔ เรื่อง "วาล์วและการเลือกใช้ ตอนที่ ๓" เอาไว้แล้ว

รูปที่ ๑ ตัวอย่าง P&ID ของปั๊มลูกสูบเดี่ยว ถ้าปั๊มเป็นชนิดที่มีวาล์วระบายความดัน (relief valve ในรูป) และวาล์วกันการไหลย้อนกลับอยู่ในตัว อุปกรณ์ทั้งสองชิ้นก็จะไม่ปรากฏใน P&ID ตัว drain valve ด้านขาเข้าก็ไม่จำเป็นต้องติดเอียงแบบในรูป พึงสังเกตอีกจุดว่ามีการติดตั้ง drain valve ทั้งด้านขาเข้าและขาออก ทั้งนี้เพราะถ้าปั๊มไม่ทำงาน ของเหลวจะไม่สามารถไหลผ่านตัวปั๊มได้ (ตรงนี้ไม่เหมือนกับกรณีของปั๊มหอยโข่งที่ถ้าเรากรอกของเหลวเข้าด้านขาเข้าหรือขาออก ของเหลวจะไหลไปยังอีกฟากหนึ่งได้)
 

ภาษาอังกฤษแบบ UK นั้นไม่มีการแยกว่า safety valve, relief valve และ safety and relief valve นั้นใช้กับของเหลวหรือแก๊ส แต่ในภาษาอังกฤษแบบ US ที่เคยเรียนมานั้นมีการแยกว่าถ้าเป็น safety valve จะใช้กับแก๊ส relief valve จะใช้กับของเหลว และ safety and relief valve ใช้ได้กับระบบที่มีทั้งของเหลวและแก๊ส โดยวาล์วที่ใช้กับของเหลวและแก๊สนั้นมีวิธีการเปิด-ปิดที่ไม่เหมือนกัน ที่ผมแปลกใจคือเอกสารที่เอามาให้ดูนี้เป็นของอเมริกัน แต่ทำไมสำหรับปั๊มลูกสูบที่ใช้กับของเหลว จึงใช้คำ safety valve ไม่ใช่คำ relief valve
 

อีกจุดหนึ่งที่พึงสังเกตคือปั๊มลูกสูบจะไม่มี minimum flow line เหมือนปั๊มหอยโข่ง เพราะใช้เส้นทางผ่านตัววาล์วระบายความดันทำหน้าที่ดังกล่าว เหตุผลอีกข้อหนึ่งอาจเป็นเพราะในกรณีของปั๊มหอยโข่งนั้นจะปรับอัตราการไหลด้วยการติดตั้งวาล์วควบคุมอัตราการไหล (flow control valve) ทางท่อด้านขาออกโดยให้ตัวใบพัดปั๊มหมุนด้วยอัตราเร็วคงที่ตลอดเวลาไม่ว่าอัตราการไหลจะเป็นเท่าใด ดังนั้นถ้าอัตราการไหลออกต่ำเกินไปจะทำให้ของเหลวที่ค้างอยู่ในตัวปั๊มถูกปั่นกวนจนร้อนได้ จึงต้องมีการระบายของเหลวส่วนนี้ออกไปแล้วรับของเหลวใหม่ที่เย็นกว่าเข้ามาแทน ส่วนตัวปั๊มลูกสูบนั้นใช้การควบคุมระยะชัก (ระยะทางการเคลื่อนที่กลับไปมาของลูกสูบ) หรืออัตราเร็วในการชักของลูกสูบ จึงไม่เกิดปัญหาที่ของเหลวที่ค้างอยู่ในกระบอกสูบจะร้อนขึ้นเมื่ออัตราการไหลออกต่ำลง
 

ปั๊มลูกสูบนั้นรับของเหลวเข้ามาด้วยการทำให้เกิดที่ว่างขึ้นภายในกระบอกสูบด้วยการเคลื่อนตัวถอยหลังของลูกสูบ เพื่อให้ของเหลวด้านความดันต่ำไหลเข้ามาในกระบอกสูบ ในการนี้จึงต้องป้องกันไม่ให้ของเหลวด้านความดันสูงไหลย้อนเข้ามา จึงจำเป็นต้องมีการติดตั้งวาล์วกันการไหลย้อนกลับเอาไว้ทางด้านขาออกของปั๊ม และในขณะที่ลูกสูบทำการอัดของเหลวในกระบอกสูบให้ไหลออกไปทางด้านขาออก ก็ต้องป้องกันไม่ให้ของเหลวที่กำลังถูกอัดนั้นไหลย้อนออกทางด้านขาเข้าด้วย จึงจำเป็นต้องมีวาล์วป้องกันการไหลย้อนกลับด้านขาเข้าด้วย ด้วยโครงสร้างเช่นนี้ ถ้าเราทดลองกรอกของเหลวเข้าทางท่อด้านขาเข้า ของเหลวนั้นจะไหลออกไปทางท่อด้านขาออกไม่ได้ และทำนองเดียวกันถ้าเราทดลองกรอกของเหลวเข้าทางท่อด้านขาออก ก็จะไม่มีของเหลวไหลออกทางท่อด้านขาเข้า ด้วยลักษณะเช่นนี้จึงทำให้ระบบ piping รอบปั๊มหอยโข่งนั้นจำเป็นต้องมี drain valve อยู่ทั้งท่อทางด้านขาเข้าและขาออก ไม่เหมือนกับกรณีของปั๊มหอยโข่ง (ใน Memoir ฉบับเมื่อวาน) คือติดตั้งตรงตำแหน่งท่อที่อยู่ต่ำสุดก็พอ (หรือไม่ก็ระบายผ่าน casing ของตัวปั๊มเลย)
 

ปั๊มลูกสูบเป็นปั๊มที่ให้อัตราการไหลด้านขาออกค่อนข้างคงที่ ไม่ขึ้นกับความดันด้านขาออก ไม่เหมือนปั๊มหอยโข่งที่เมื่อความดันต้านทานด้านขาออกสูงขึ้น อัตราการไหลจะลดลง และปั๊มลูกสูบยังสามารถให้ความดันด้านขาออกที่สูงได้ด้วยขั้นตอนการอัดเพียงครั้งเดียว ในขณะที่ถ้าเป็นปั๊มหอยโข่งต้องใช้หลายขั้นตอนการอัดหรือต้องเพิ่มความเร็วรอบการหมุนใบพัดเป็นระดับหมื่นรอบต่อนาที (ดูตัวอย่างปั๊มแบบนี้ได้ใน Memoir ปีที่ ๕ ฉบับที่ ๖๐๑ วันพฤหัสบดีที่ ๔ เมษายน ๒๕๕๖ เรื่อง "ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับปั๊ม ตอนที่ ๔") ข้อดีอื่น ๆ ของปั๊มลูกสูบก็เช่นมันสามารถทำสุญญากาศได้สูงจนสามารถทำการล่อน้ำได้เอง (ปัญหาที่ต้องคำนึงเวลาที่ต้องการสูบของเหลวที่ผิวของเหลวอยู่อยู่ระดับต่ำกว่าตัวปั๊ม เช่น น้ำจากบ่อน้ำ) รับปัญหาการเกิด cavitation ได้ดีกว่า ส่วนข้อเสียหลัก ๆ ของมันเห็นจะได้แก่อัตราการไหลที่ไม่ราบเรียบ (กระเพื่อมไปตามจังหวะอัด) และยังต้องการการหล่อลื่นระหว่างตัวลูกสูบกับกระบอกสูบ
 

รูปแบบการไหลของปั๊มลูกสูบที่มีการกระเพื่อมยังส่งผลต่อการทำงานของเกจวัดด้านขาออกด้วย แม้ว่าในรูปทั้งสามที่นำมาแสดงเป็นตัวอย่างนั้นจะไม่มีเกจวัดความดัน แต่ในความเป็นจริงนั้นก็สามารถติดตั้งได้ เพียงแต่ต้องเลือกประเภทให้เหมาะสม โดยเป็นชนิดที่มีระบบหน่วงการเต้นไปมาของกลไกเกจวัดความดัน ตัวอย่างของเกจวัดความดันประเภทนี้ได้แก่ liquid filled pressure gauge ที่มีการบรรจุของเหลว (เช่น กลีเซอรีน น้ำมันซิลิโคน) เอาไว้ในตัวเกจวัดความดันเพื่อให้ของเหลวที่บรรจุอยู่นั้นหน่วงการเคลื่อนไหวของกลไกวัดความดันไม่ให้เต้นเร็วตามจังหวะการเปลี่ยนแปลงความดัน
 

Memoir ฉบับนี้คงจะขอจบเพียงแค่นี้ก่อน

รูปที่ ๒ ตัวอย่าง P&ID ของการติดตั้งปั๊มลูกสูบสองตัว โดยตัวหนึ่งเป็นตัวทำงานหลักและอีกตัวหนึ่งเป็นตัวสำรอง ตรงนี้คงต้องขอตั้งข้อสังเกตไว้หน่อยตรงชนิดวาล์วกันการไหลย้อนกลับ ในรูปที่นำมาให้ดูนั้นแสดงเป็นชนิด swing check valve แต่วาล์วกันการไหลย้อนกลับชนิดนี้ไม่ค่อยเหมาะกับระบบที่อัตราการไหลแกว่งไปมาแบบที่เรียกว่า pulsating flow (เช่นด้านขาออกของปั๊มลูกสูบ) เท่าใดนัก ในกรณีแบบนี้การใช้วาล์วกันการไหลย้อนกลับแบบ lift check valve จะเหมาะสมกว่า

รูปที่ ๓ ตัวอย่าง P&ID ของปั๊มลูกสูบสองตัวที่ใช้ปั๊มสำรองร่วม (common spare pump)

ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับปั๊ม ตอนที่ ๒ MO Memoir : Saturday 23 March 2556

Memoir ฉบับนี้เป็นตอนที่ ๒ ของเอกสารที่เตรียมขึ้นเพื่อปูพื้นฐานให้กับผู้ที่มีพื้นความรู้ทางวิทยาศาสตร์ทั่วไป ที่ไม่ได้เรียนและทำงานสายวิศวกรรม เนื้อหาใน Memoir นี้แก้ไขเพิ่มเติมจากเอกสารที่ใช้ในโครงการอบรม Cosmetic Engineering and Production Planning (CEPP) สำหรับสมาคมผู้ผลิตเครื่องสำอางไทย เมื่อวันเสาร์ที่ ๑๖ มีนาคม ๒๕๕๖ ที่ผ่านมา แต่เนื่องจากเห็นว่าน่าจะพอให้ประโยชน์แก่บุคคลทั่วไปได้บ้าง จึงนำมาเผยแพร่ใน blog นี้
  

ฉบับนี้เป็นตอนต่อจากฉบับ ปีที่ ๕ ฉบับที่ ๕๘๙ วันศุกร์ที่ ๑๕ มีนาคม ๒๕๕๖ เรื่อง "ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับปั๊ม ตอนที่ ๑"

๑. ประเภทของปั๊ม

ในทางวิศวกรรมเราแบ่งปั๊มออกเป็น ๒ ประเภทใหญ่ คือ positive displacement pump กับ centrifugal pump

อันที่จริงยังมีอุปกรณ์อีกประเภทหนึ่งที่สามารถทำงานได้เหมือนปั๊ม แต่มักจะใช้กับแก๊สมากกว่าคือ ejector ที่ใช้เป็นอุปกรณ์ทำสุญญากาศ (ในระดับที่ไม่ต่ำมาก) เรื่องหลักการทำงานของ ejector นี้เคยเล่าไว้แล้วใน Memoir ปีที่ ๒ ฉบับที่ ๑๑๐ วันอังคารที่ ๒ กุมภาพันธ์ ๒๕๕๓ เรื่อง "ฝึกงานภาคฤดูร้อน ๒๕๕๓ ตอนที่ ๓ อธิบายศัพท์"

พวกปั๊มในตระกูล positive displacement pump เป็นพวกที่เพิ่มความดันให้กับของเหลวโดยตรง ปั๊มในตระกูลนี้ได้แก่
  

- ปั๊มลูกสูบ (reciprocating pump)

- ไดอะแฟรมปั๊ม (diaphragm pump)

- เกียร์ปั๊ม (gear pump)

- โรตารีปั๊ม (rotary pump)

- สกรูปั๊ม (screw pump)

- ปั๊มรีดท่อ/ปั๊มรีดสายยาง (peristaltic pump)

ปั๊มในตระกูล centrifugal pump เป็นพวกที่เพิ่มพลังงานจลน์ให้กับของเหลว โดยทั่วไปจะใช้แรงเหวี่ยง ซึ่งพลังงานจลน์นั้นจะเปลี่ยนไปเป็นพลังงานศักย์อีกทีหนึ่ง ปั๊มในตระกูลนี้ได้แก่ปั๊มหอยโข่ง (centrifugal pump) เป็นปั๊มที่มีการใช้งานกันมากที่สุดในงานทั่วไปและในโรงงาน และอาจจัดเป็นปั๊มที่มีชิ้นส่วนเคลื่อนที่ (moving part) น้อยที่สุด และมีชิ้นส่วนที่ขัดสีกันน้อยที่สุดด้วย คือมีแต่ใบพัดที่หมุนเท่านั้น และก็ไม่จำเป็นต้องมีระยะช่องว่าง (clearance) ที่แคบระหว่างใบพัด (impeller) กับตัวเรือนปั๊ม (housing) เหมือนพวกเกียร์ปั๊มหรือโรตารีปั๊มด้วย

๒. Positive displacement pump

๒.๑ ปั๊มลูกสูบ (Piston pump)

ปั๊มลูกสูบเป็นปั๊มที่สามารถสร้างความดันได้สูงด้วยการอัดเพียงขั้นตอนเดียว ให้อัตราการไหล "เฉลี่ย" ถือได้ว่าคงที่โดยไม่ขึ้นกับความต้านทานด้านขาออก แต่การไหลจะไม่ราบเรียบ คือจะไหลเป็นจังหวะตามการอัดของลูกสูบ แต่ก็พอจะทำให้การไหลราบเรียบขึ้นมาบ้างได้โดยการใช้ระบบปั๊มที่มีหลายลูกสูบหรือการติดตั้ง gas chamber ทางด้านขาออก
  

รูปแบบการทำงานของปั๊มลูกสูบแสดงไว้ในรูปที่ ๑ ข้างล่าง

รูปที่ ๑ การทำงานของปั๊มลูกสูบ (reciprocating pump) รูปซ้ายเป็นจังหวะดูด ลูกสูบเคลื่อนที่ไปทางซ้าย วาล์วกันการไหลย้อนกลับด้านขาเข้าจะเปิดให้ของเหลวไหลเข้ากระบอกสูบ วาล์วกันการไหลย้อนกลับด้านขาออกจะปิด รูปขวาเป็นจังหวะอัด วาล์วกันการไหลย้อนกลับด้านขาเข้าจะปิด ส่วนวาล์วกันการไหลย้อนกลับด้านขาออกจะเปิดให้ของเหลวไหลออกไปจากกระบอกสูบ

การปรับอัตราการไหลของระบบที่ใช้ปั๊มลูกสูบมักจะกระทำโดยการปรับช่วงชักของลูกสูบ การติดตั้งปั๊มชนิดนี้ต้องระวังไม่ให้มีโอกาสที่ท่อด้านขาออกปิดตาย (ของเหลวไหลผ่านไม่ได้) เพราะถ้ามอเตอร์ขับเคลื่อนปั๊มไม่สามารถผลักดันลูกสูบให้ไปข้างหน้าได้ มอเตอร์ก็จะหยุดหมุนและไหม้ได้ หรือไม่ก็ท่อด้านขาออกจะเกิดความเสียหายจากความดันที่สูงขึ้น การป้องกันจึงกระทำโดยการติดตั้งวาล์วระบายความดัน (relief valve) ไว้ทางด้านขาออกของปั๊ม
  

ปั๊มลูกสูบจะมีการขัดสีกันระหว่างลูกสูบกับกระบอกสูบ บริเวณนี้อาจต้องมีการหล่อลื่น สำหรับปั๊ม "บางแบบ" นั้น (เช่นปั๊มน้ำ) อาจจะให้ของเหลวที่ทำการปั๊มนั้นทำหน้าที่เป็นสารหล่อลื่น ดังนั้นจะต้องมีของเหลวรั่วไหลออกมาในปริมาณเล็กน้อยเพื่อหล่อลื่นและระบายความร้อนออกจากบริเวณที่มีการเสียดสี
  

จุดเด่นอีกข้อหนึ่งของปั๊มชนิดนี้คือความสามารถในการ "ล่อน้ำ" ด้วยตนเอง (self priming)

๒.๒ ไดอะแฟรมปั๊ม (Diaphragm pump)

การทำงานของไดอะแฟรมปั๊มเหมือนกับปั๊มลูกสูบ เพียงแต่ลูกสูบไม่มีการสัมผัสกับของเหลวโดยตรง แต่มีการติดตั้งแผ่นวัสดุที่มีความยืดหยุ่นคั่นเอาไว้ระหว่างลูกสูบกับของเหลว ดังนั้นสามารถป้องกันการรั่วไหลของสารที่ทำการปั๊มและป้องกันไม่ให้สารที่ใช้หล่อลื่นระหว่างลูกสูบกับกระบอกสูบเข้าไปปนเปื้อนสารที่ทำการปั๊มด้วย ปั๊มพวกนี้บางชนิดสามารถทำงานกับของเหลวที่สามารถกัดกร่อนโลหะได้เพราะตัวลูกสูบและกระบอกสูบที่ทำจากโลหะนั้นไม่ได้มีการสัมผัสกับของเหลวโดยตรง ในกรณีที่ของเหลวที่ทำการปั๊มนั้นมีของแข็งแขวนลอยอยู่ โอกาสที่ของแข็งที่แขวนลอยจะเข้าไปแทรกอยู่ในช่องว่างระหว่างกระบอกสูบและลูกสูบจะไม่มี ปั๊มพวกนี้ก็ให้พฤติกรรมการไหลเป็นจังหวะเช่นเดียวกับปั๊มลูกสูบ ตัวอย่างของปั๊มชนิดนี้แสดงไว้ในรูปที่ ๒
  

ข้อจำกัดของปั๊มพวกนี้อยู่ตรงที่วัสดุที่ใช้ทำแผ่นไดอะแฟรม ทำให้ไม่สามารถผลิตความดันได้สูงมาก และต้องคำนึงถึงของเหลวที่ใช้ในการปั๊มด้วยว่าจะเข้าไปทำลายวัสดุที่ใช้ทำแผ่นไดอะแฟรมหรือไม่ด้วย

รูปที่ ๒ ตัวอย่างไดอะแฟรมปั๊ม 2-stroke (2-stroke diaphragm pump) และโครงสร้าง (ขับเคลื่อนด้วยอากาศความดัน) ในภาพนี้ของเหลวถูกดูดเข้าทางช่องซ้ายและถูกอัดจ่ายออกไปทางช่องขวา

รูปจาก http://www.eninepump.com/diaphragmpump_2.html

๒.๓ เกียร์ปั๊ม (Gear pump)

เกียร์ปั๊มทำงานโดยอาศัยการขบกันของเฟืองสองตัว (ดูรูปที่ ๓) ของเหลวถูกกวาดไปตามช่องว่างระหว่างฟันเฟืองกับผนังปั๊ม ดังนั้นระยะห่างระหว่างผนังปั๊มกับขอบปลายสุดของฟันเฟืองนั้นส่งผลถึงความสามารถในการทำงานของปั๊ม เพราะถ้าช่องว่างนี้มากเกินไป ของเหลวจะรั่วไหลย้อนกลับแทนที่จะถูกกวาดไปข้างหน้า
  

เกียร์ปั๊มจะให้การไหลที่ราบเรียบกว่าปั๊มลูกสูบ และทำงานได้ดีกับของเหลวที่มีความหนืดสูง (พวกปั๊มหอยโข่งทำงานไม่ได้กับของเหลวความหนืดสูง) อัตราเร็วในการไหลของเกียร์ปั๊มขึ้นอยู่กับความเร็วรอบในการหมุนของเฟือง

รูปที่ ๓ การทำงานของเกียร์ปั๊ม (gear pump) รูปจาก http://bin95.com/ebooks/pump_types_ebook.htm

๒.๔ โรตารีปั๊ม (Rotary pump)

โรตารีปั๊มมีหลายรูปแบบ การทำงานนั้นคล้ายคลึงกับเกียร์ปั๊ม หรือเปรียบได้กับเกียร์ปั๊มที่ใช้ฟันเฟืองที่มีจำนวนฟันน้อยกว่า เช่นโรตารีปั๊มชนิด lobe ที่แสดงในรูปที่ ๔ จะคล้ายคลึงกับการทำงานของเกียร์ปั๊มที่แต่ละเฟืองมีฟันเฟืองแค่ ๓ ซี่
  

การทำงานของ Root blower ที่เคยเล่าไว้ใน Memoir ปีที่ ๕ ฉบับที่ ๕๕๓ วันพุธที่ ๒๖ ธันวาคม ๒๕๕๕ เรื่อง "Root blower" เหมือนกับการทำงานของโรตารีปั๊มชนิด lobe เพียงแต่ root blower นั้นใช้เพิ่มความดันให้กับแก๊ส

รูปที่ ๔ โรตารีปั๊มชนิด lobe (rotary lobe pump) รูปจาก http://www.megator.com/RotaryLobePump.xml

รูปที่ ๕ โรตารีปั๊มชนิด vane (rotary vane pump) รูปจาก http://en.wikipedia.org/wiki/Rotary_vane_pump ในขณะที่โรเตอร์ (2) หมุนไปนั้น ของเหลวจะไหลเข้ามาทางช่องทางด้านซ้าย (ลูกศรสีฟ้า) ตัว vane (3) จะถูกสปริง (4) ดันออกมาให้สัมผัสกับตัวเรือน (1) ตลอดเวลา ของเหลวที่ทำการปั๊มจะอยู่ในช่องว่างระหว่างโรเตอร์ (2) vane (3) และตัวเรือน (1) จนกระทั่งถูกกวาดออกไปทางช่องทางออกทางด้านขวา (ลูกศรสีแดง)

๒.๕ สกรูปั๊ม (Screw pump)

สกรูปั๊มอาศัยการหมุนของแท่งสกรูในท่อทรงกระบอก (cylinder) ซึ่งอาจมีสกรูเพียงตัวเดียวหมุนอยู่ในกระบอก หรือมีสกรูสองตัวขบกับและหมุนอยู่ในกระบอกเดียวกัน การปั๊มด้วยสกรูนี้ใช้ได้ตั้งแต่ของเหลวที่มีความหนืดสูง (เช่นพลาสติกหลอมเหลวในเครื่อง extruder หรือเครื่องฉีดพลาสติก) วัตถุของแข็งที่เป็นผงละเอียดหรือชิ้นอ่อนนุ่ม (เช่นวัสดุผง หรือเนื้อบด) ไปจนถึงการอัดแก๊ส (มักเป็นแบบสกรูคู่ - twin screw compressor)
  

สกรูปั๊มใช้งานได้ดีกับของเหลวที่มีความหนืดสูงและต้องการปั๊มให้มีความดันสูง และยังให้การไหลที่ราบเรียบกว่าปั๊มลูกสูบ

รูปที่ ๖ สกรูปั๊ม (screw pump) รูปจาก http://tpypump.en.made-in-china.com

เกียร์ปั๊ม โรตารีปั๊มชนิด lobe และสกรูปั๊ม ให้การไหลที่ราบเรียบมากกว่าปั๊มลูกสูบ แต่จะให้ความดันในการอัดตัวที่ต่ำกว่า ปั๊มพวกนี้ทำงานกับของเหลวที่หนืดได้ดี และยังสามารถใช้กับพวกของเหลวกึ่งของแข็ง (เช่นครีม เจล) ของแข็งที่ผลักดันให้ไหลได้ (เช่นพวกผงอนุภาค เนื้อบด ฯลฯ ได้ดี)
  

๒.๖ ปั๊มรีดท่อ/ปั๊มรีดสายยาง (Peristaltic pump)

ปั๊มรีดท่อหรือปั๊มรีดสายยางนั้นเป็นปั๊มขนาดเล็ก การทำงานใช้ลูกกลิ้งกดรีดท่อที่ทำจากวัสดุพอลิเมอร์ที่มีความยืดหยุ่นในการผลักดันให้ของเหลวไหลไปข้างหน้า ดังนั้นความสามารถในการผลิตแรงดันของปั๊มจึงขึ้นอยู่กับวัสดุพอลิเมอร์ที่ใช้ทำท่อ การปรับอัตราเร็วในการปั๊มจะใช้การปรับความเร็วรอบการหมุนของลูกกลิ้งกดรีดท่อเป็นหลัก 
   

ปั๊มพวกนี้มักใช้ในงานขนาดเล็ก เช่นในห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ อุปกรณ์ทางการแพทย์ หรือใช้กับระบบที่ต้องการเติมสารในปริมาณน้อย ๆ แต่ต้องการความแม่นยำสูง เช่นระบบเติมสารเคมีเพื่อปรับสภาพน้ำ

รูปที่ ๗ ปั๊มรีดท่อ/ปั๊มรีดสายยาง (peristaltic pump)

รูปจาก http://www.bluwhite.com/images/per_pumphead.jpg

๓. ปั๊มหอยโข่ง (Centrifugal pump)

ปั๊มหอยโข่งเป็นปั๊มที่ใช้งานกันมากที่สุดในการใช้งานทั่วไปและในอุตสาหกรรม ปั๊มประเภทนี้ทำงานโดยใช้ใบพัดดูดของเหลวเข้ามาตรงบริเวณแกนกลางใบพัด และเหวี่ยงออกไปทางขอบใบพัด ดังนั้นความดันที่ผลิตได้จะขึ้นอยู่กับรอบการหมุนและขนาดของใบพัด กล่าวคือรอบการหมุนที่สูงและขนาดใบพัดที่ใหญ่ก็จะทำให้ได้ความดันด้านขาออกมากขึ้น แต่ถ้าเทียบกับการอัดเพิ่มความดันในจังหวะเดียวแล้ว พวกปั๊มหอยโข่งจะสร้างความดันได้น้อยกว่าพวก positive displacemnet pump ดังนั้นถ้าต้องการผลิตความดันสูงโดยใช้ปั๊มหอยโข่ง จะต้องเลือกใช้ปั๊มชนิดที่มีขั้นตอนการอัดหลายขั้นตอน (multi stage) หรือใช้ปั๊มที่หมุนด้วยอัตราเร็วรอบที่สูง ข้อดีของปั๊มหอยโข่งคือจะให้รูปแบบการไหลที่ราบเรียบ
  

ปั๊มหอยโข่งไม่เหมาะกับของเหลวที่มีความหนืดสูง การใช้ปั๊มหอยโข่งในการสูบของเหลวที่มีอุณหภูมิใกล้จุดเดือดก็ต้องระวัง (เช่นใช้ในการสูบน้ำที่ได้จากการควบแน่นของไอน้ำเพื่อส่งกลับไปยังหม้อน้ำใหม่ หรือสูบของเหลวที่เดือดจากการต้ม) เพราะของเหลวนั้นอาจเกิดการเดือดเป็นไอขึ้นในตัวปั๊มในจังหวะที่ถูกดูดเข้า และไอนั้นเกิดการควบแน่นเป็นของเหลวได้ใหม่อีกครั้งในตัวปั๊มในจังหวะที่ถูกอัดตัว ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า cavitation แรงกระแทกที่เกิดจากการที่ไอควบแน่นเป็นของเหลวสามารถทำให้โลหะที่ใช้ทำตัวปั๊มสึกหรอได้ (ดู Memoir ปีที่ ๒ ฉบับที่ ๑๒๘ วันพฤหัสบดีที่ ๔ มีนาคม ๒๕๕๓ เรื่อง "ฝึกงานภาคฤดูร้อน ๒๕๕๓ ตอนที่ ๗ Net Positive Suction Head (NPSH)")

ในจังหวะที่ของเหลวไหลผ่านใบพัดนั้นของเหลวจะถูกปั่นกวนอย่างรุนแรง ในกรณีที่ใช้ปั๊มชนิดนี้สูบของเหลวที่ไม่ละลายเข้าเป็นเนื้อเดียวกันผสมกันอยู่เช่นใช้สูบน้ำทิ้งที่มีน้ำมันปนอยู่จากบ่อหนึ่งไปยังอีกบ่อหนึ่ง แรงตีจากใบพัดอาจทำให้น้ำที่ไหลผ่านปั๊มนั้น มีหยดน้ำมันเล็ก ๆ ที่เกิดจากการตีกวนของใบพัด กระจายตัวแขวนลอยอยู่ในน้ำได้เป็นเวลานาน โดยไม่มีการลอยแยกตัวขึ้นมาได้
  

ถ้าพิจารณาความสัมพันธ์ระหว่างอัตราการไหลด้านขาออกกับความต้านทานการไหลด้านขาออก จะพบว่าปั๊มตระกูล positive displacement จะให้การเปลี่ยนแปลงอัตราการไหลที่ไม่มากเมื่อความต้านทานการไหลด้านขาออกเปลี่ยนไป แต่สำหรับปั๊มหอยโข่งแล้วอัตราการไหลจะตกลงได้มากถ้าแรงต้านด้านขาออกเพิ่มสูงขึ้น (ดูตัวอย่างความสัมพันธ์ระหว่างอัตราการไหลและความดันด้านขาออกของปั๊มหอยโข่งได้ใน Memoir ปีที่ ๒ ฉบับที่ ๑๒๑ วันจันทร์ที่ ๑๕ กุมภาพันธ์ ๒๕๕๓ เรื่อง "ฝึกงานภาคฤดูร้อน ๒๕๕๓ ตอนที่ ๕ Pump curve")

รูปที่ ๘ ภาพตัดขวางของปั๊มหอยโข่ง (centrifugal pump) รูปจาก http://en.wikipedia.org/wiki/Centrifugal_pump ของเหลวจะถูกดูดเข้าตรงกลางใบพัด และถูกเหวี่ยงออกไปในแนวรัศมีโดยทำมุมฉากกับทิศทางการไหลเข้ามา มุมระหว่างการไหลเข้าและการไหลออกส่งผลต่อความดันที่ได้ ใบพัดที่เป็นพวก axial flow (เช่นใบพัดเรือ หรือพัดลมที่ใช้ตามบ้าน) จะให้อัตราการไหลในแนวแกนสูงสุด แต่จะให้ความดันต่ำสุด ในขณะที่พวกที่เป็น radial flow (ไหลออกในแนวรัศมีเช่นในรูป) จะให้ความดันสูงสุด แต่ให้อัตราการไหลต่ำสุด

รูปที่ ๙ ปั๊มหอยโข่ง (centrifugal pump) ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าต่อตรงเข้ากับใบพัดปั๊ม (รูปแบบปรกติของการขับเคลื่อน) ของเหลวเข้ามาทางท่อแนวนอนขวาและออกทางท่อแนวดิ่งด้านบน

รูปที่ ๑๐ ปั๊มหอยโข่ง (centrifugal pump) ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ดีเซล สำหรับปั๊มน้ำดับเพลิงในอาคาร น้ำไหลเข้าทางท่อแนวราบด้านซ้าย ออกทางท่อแนวราบด้านขวา

รูปที่ ๑๑ self priming centrifugal pumpสำหรับจ่ายน้ำประปาให้อาคาร น้ำไหลเข้าทางท่อสีเหลืองแนวราบทางด้ายซ้าย ไหลออกในท่อแนวดิ่งทางด้านบน ปั๊มตัวนี้ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าผ่านสายพาน แต่พอไปดูข้างหลังปรากฏว่าไม่มีสายพานเชื่อมต่อระหว่างเพลามอเตอร์กับเพลาขับปั๊ม

ยังมีตอนที่ ๓ ต่ออีก ซึ่งเกี่ยวกับระบบขับเคลื่อนปั๊ม