การเลือกใช้งานปั๊มมีหลายปัจจัยที่ต้องพิจารณา ไม่ว่าจะเป็นเรื่อง ความดัน, อันตราการไหล, อุณหภูมิการทำงาน, ชนิดของสารเคมี, การรั่วไหล (จากโครงสร้างตัวปั๊ม) ที่ยอมรับได้ ฯลฯ ในกรณีของสารเคมีที่มีความเป็นพิษสูง ขนาดการรั่วไหลที่ยอมรับได้อาจมีค่าต่ำมากหรือต้องเป็นศูนย์ ทำให้ต้องเลือกใช้ปั๊มที่ให้ความมั่นใจว่าจะไม่เกิดการรั่วไหลของสารเคมีในขณะทำงาน
ถ้าเป็นการทำงานที่อัตราการไหลต่ำ อุณหภูมิต่ำ หรือไม่ได้ใช้ความดันสูง ปั๊มขนาดเล็กเช่น peristaltic pump (ภาษาไทยเรียกว่าปั๊มรีดท่อ) หรือ diaphragm pump ก็จัดว่าเป็นปั๊มที่ไม่มีการรั่วไหล แต่ต้องเลือกชนิดวัสดุที่ใช้ทำตัวท่อหรือแผ่นไดอะแฟรมให้เหมาะสม
ในกรณีที่เป็นการทำงานที่อัตราการไหลที่สูง อุณหภูมิที่สูง หรือความดันที่สูง ก็คงต้องหันมาพิจารณาพวก ปั๊มหอยโข่ง (centrifugal pump), piston pump, rotary pump, gear pump ที่มีกลไกสำหรับเหวี่ยง (กรณีของปั๊มหอยโข่ง) หรือผลักดันของเหลวไปข้างหน้า (พวก piston, rotary และ gear pump) ซึ่งกลไกเหล่านี้มักจะทำงานด้วยการขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าเป็นส่วนใหญ่ แต่ปั๊มพวกนี้จะมีจุดอ่อนตรงที่จุดที่เพลาของมอเตอร์ขับเคลื่อนนั้นสอดเข้าไปในตัวเรือนเพื่อหมุนใบพัดหรือพวกเฟืองต่าง ๆ ที่ใช้ผลักดันของเหลวนั้นเป็นจุดที่ของเหลวภายในปั๊มสามารถรั่วไหลออกมาได้ (รูปที่ ๑) จึงจำเป็นต้องหาทางป้องกันไม่ให้ของเหลวนั้นรั่วออก ณ ตำแหน่งนี้ และวิธีการหลักวิธีการหนึ่งที่ใช้กันมากคือการใช้ mechanical seal ซึ่งกรณีของของเหลวที่ไม่ได้มีความเป็นพิษสูง การใช้ mechanical seal เพียงตัวเดียวในการปิดกั้นก็เพียงพอแล้ว
แม้ว่าการใช้ mechanical seal เพียงตัวเดียวจะสามารถป้องกันการรั่วไหลได้ดี แต่มันก็มีข้อเสียที่สำคัญคือถ้ามันเกิดความเสียหายเมื่อใด จะเกิดการรั่วไหลในปริมาณมากได้ทำที ดังนั้นเพื่อป้องกันการเกิดเหตุการณ์ดังกล่าวจึงต้องมีการเปลี่ยน mechanical seal เมื่อครบอายุการใช้งาน โดยไม่ต้องรอให้มันพังจนเกิดการรั่วไหลก่อน หรือไม่ก็ต้องหันไปใช้ปั๊มชนิด multiple-seal (เช่น double mechanical seal pump)
อีกวิธีการหนึ่งก็คือการรวมเอาส่วนที่หมุนของตัวมอเตอร์ ซึ่งก็คือตัวโรเตอร์ (rotor) เข้าไปรวมอยู่ในตัวเรือนปั๊มเลย โดยมีส่วนที่หยุดนิ่งหรือสเตเตอร์ (stator) อยู่ข้างนอกตัวเรือน ปั๊มแบบนี้เรียกว่า seal-less pump (รูปที่ ๒) แต่ในกรณีนี้ต้องดูด้วยว่า ในกรณีที่ทำงานกับสารเคมีที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูงนั้น โลหะที่ใช้ทำตัวโรเตอร์สามารถทนการกัดกร่อนดังกล่าวได้หรือไม่ หรือไม่ก็ต้องหาทางห่อหุ้มไม่ให้โลหะของตัวโรเตอร์สัมผัสกับสารเคมีได้ ถ้าเป็นปั๊มแบบนี้ ตัวปั๊มและตัวมอเตอร์ก็จะมาเป็นชุดประกอบสำเร็จรูปเลย
(หมายเหตุ : มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับส่วนใหญ่ที่ใช้กันนั้นเป็นชนิดมอเตอร์เหนี่ยวนำหรือ induction motor มอเตอร์ชนิดนี้จะมีการต่อสายไฟเข้าเฉพาะที่ตัวสเตเตอร์ ที่ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กเคลื่อนที่ที่จะไปผลักให้ตัวโรเตอร์หมุน กล่าวคือไม่มีการต่อสายไฟไปที่ตัวโรเตอร์)
อีกวิธีการหนึ่งในการป้องกันการรั่วไหลก็คือการใช้การเหนี่ยวนำด้วยแรงแม่เหล็ก คือตัวแกนหมุนใบพัดที่อยู่ในตัวเรือนที่ปิดสนิทของปั๊มนั้นจะมีแม่เหล็กอยู่ที่ปลายอีกด้าน และใช้มอเตอร์ที่มีแม่เหล็กติดอยู่ที่ปลายเพลานั้นเป็นตัวหมุน ปั๊มแบบนี้เรียกว่า magnetic drive pump (รูปที่ ๒) ปั๊มแบบนี้ตัวปั๊มและมอเตอร์จะแยกชิ้นส่วนออกจากกัน
ปั๊มชนิด multiple-seal และ seal-less ที่ทำจากวัสดุทนการกัดกร่อนสูงนั้น จัดเป็นสินค้าที่ใช้ได้สองทาง (Dual Use Item - DUI) ในหมวด 2B350 ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการผลิตทางเคมี (เลข 3 หลักตัวอักษร B บอกว่ารายการนี้มาจาก Australia Group ที่เกี่ยวข้องกับอาวุธเคมี) โดยกำหนดอัตราการไหลตั้งแต่ 0.6 m3/hr (หรือ 600 ลิตรต่อชั่วโมง) ขึ้นไป (รูปที่ ๓) พึงสังเกตว่าไม่ได้มีการกำหนดค่าความดันและอุณหภูมิการทำงาน ระบุไว้เพียงแค่อัตราการไหลเท่านั้น
ผู้ผลิตปั๊มจำนวนไม่น้อยผลิตเฉพาะตัวปั๊ม ส่วนตัวมอเตอร์ก็ไปหาซื้อเอาจากผู้ผลิตมอเตอร์มาประกอบ หรือไม่ก็ซื้อตามความต้องการของลูกค้า ข้อดีข้อหนึ่งของการที่สามารถถอดแยกมอเตอร์ออกจากตัวปั๊มได้โดยไม่ต้องไปยุ่งอะไรกับตัวปั๊มคือถ้าพบว่าปั๊มนั้นให้อัตราการไหลที่สูงเกินความต้องการ การหรี่วาล์วด้านขาออกเป็นวิธีการหนึ่งที่ใช้ลดอัตราการไหล แต่มันเป็นการสิ้นเปลืองพลังงาน (เพราะปั๊มต้องทำงานหนักเพื่อเอาชนะความต้านทานของวาล์วที่เปิดเอาไว้ไม่มาก) อีกวิธีการหนึ่งคือเปลี่ยนไปใช้มอเตอร์ที่หมุนช้าลง ซึ่งจะเป็นการประหยัดกว่าในระยะยาว (คือต้องลงทุนค่ามอเตอร์ และไปได้คืนจากค่าไฟที่ประหยัดไปได้)
สำหรับมอเตอร์เหนี่ยวนำ 3 เฟสนั้น ความเร็วในการหมุนจะต่ำกว่าความเร็วซิงโครนัส (synchronous speed) อยู่เล็กน้อย โดยความเร็วซิงโครนัสคำนวณได้จากสมการ 120.f/p เมื่อ f คือความถี่กระแสไฟฟ้า (บ้านเราคือ 50 Hz) และ p คือจำนวน pole หรือขั้วของมอเตอร์ (เป็นเลขคู่เสมอ) ดังนั้นถ้าพบว่าปั๊มที่ใช้อยู่นั้นให้อัตราการไหลที่สูงเกินไป ก็สามารถประหยัดพลังงานได้ด้วยการเปลี่ยนไปใช้มอเตอร์ที่มีจำนวนขั้วมากขึ้น (เช่นเปลี่ยนจากชนิด 4 ขั้วเป็น 6 ขั้ว)
รูปที่ ๔ เป็นตัวอย่างของ magnetic drive pump ของผู้ผลิตรายหนึ่ง ผู้ผลิตรายนี้จำหน่ายปั๊มที่ทำจากพอลิเมอร์ PVDF หรือ polyvinylidene fluoride -[CH2CF2]- ซึ่งถ้าคำนวณจากสูตรโมเลกุลของพอลิเมอรชนิดนี้จะพบว่ามีฟลูออรีนเป็นส่วนประกอบอยู่ประมาณ 59% โดยน้ำหนัก ซึ่งทำให้พอลิเมอร์ชนิดนี้เข้าเกณฑ์ fluoropolymer ในข้อ 4. ของหัวข้อ 2B350.i ที่บอกว่ามีฟลูออรีนเป็นองค์ประกอบไม่ต่ำกว่า 35% โดยน้ำหนัก
ส่วนที่ว่าปั๊มนี้จะเป็นสินค้าที่ใช้ได้สองทางหรือไม่นั้นก็ต้องไปดูที่อัตราการไหลประกอบด้วย
จากรูปที่ ๔ จะเห็นว่ามีปั๊มบางรุ่นสามารถให้อัตราการไหลสูงสุดไม่ต่ำกว่ากว่า 600 ลิตรต่อชั่วโมงที่ความเร็วรอบการหมุน 1450 รอบต่อนาที (แสดงว่าใช้มอเตอร์ที่มี 4 ขั้ว) ซึ่งจะทำให้ปั๊มดังกล่าวเข้าข่ายสินค้าที่ใช้ได้สองทาง (เมื่อทำจากวัสดุที่ระบุไว้ในข้อกำหนด 2B350 ด้วย)
แต่ถ้าเปลี่ยนมอเตอร์เป็นชนิดที่มีจำนวนขั้วมากขึ้น (เช่น 6 หรือ 8 ขั้ว) ปั๊มก็จะหมุนช้าลง อัตราการไหลสูงสุดก็จะลดต่ำลง และอาจต่ำกว่า 600 ลิตรต่อนาทีได้ ทำให้ดูเหมือนว่าปั๊มนี้ไม่เป็นสินค้าที่ใช้ได้สองทางที่สามารถส่งออกได้โดยไม่ต้องขออนุญาต และเมื่อผู้รับได้รับไปแล้วก็ค่อยเปลี่ยนมอเตอร์กลับคืนเดิม
ในทางกลับกันถ้าจะเพิ่มอัตราการไหลให้สูงขึ้นด้วยการเพิ่มความเร็วรอบการหมุนนั้นทำได้ไหม คำตอบก็คือทำได้ แต่มันก็มีข้อจำกัดอยู่ เพราะเมื่อความเร็วรอบการหมุนสูงขึ้น แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางจะเพิ่มขึ้นตามความเร็วยกกำลังสอง ซึ่งจะไปเพิ่มความเค้นที่กระทำต่อใบพัดของปั๊มให้สูงขึ้น เช่นถ้าคิดจะเพิ่มความเร็วรอบการหมุนขึ้นเป็นสองเท่าโดยเปลี่ยนจากมอเตอร์ 4 ขั้วเป็น 2 ขั้ว ความเค้นที่กระทำต่อตัวใบพัดก็จะเพิ่มเป็น 4 เท่า ซึ่งอาจจะทำให้เกิดความเสียหายต่อใบพัดและตัวเรือนของปั๊มได้
อีกวิธีการหนึ่งในการเพิ่มอัตราการไหลก็คือการติดตั้งปั๊มสองตัวเดินคู่ขนานกัน ซึ่งทำให้สามารถใช้ปั๊มที่ให้ค่าอัตราการไหลต่ำกว่า 600 ลิตรต่อนาที (ที่ไม่เข้าเกณฑ์สินค้าที่ใช้ได้สองทาง) สองตัวทำงานร่วมกันเพื่อให้ได้ค่าอัตราการไหลไม่ต่ำกว่า 600 ลิตรต่อนาทีได้
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น