ปั๊มหอยโข่งใต้น้ำและใบพัดทำงานอย่างไร

ปั๊มน้ำแบบจุ่มแบบแรงเหวี่ยงรวมมอเตอร์ไฟฟ้าและชุดใบพัดแบบแรงเหวี่ยงไว้ในหน่วยเดียวที่ออกแบบมาเพื่อทำงานต่ำกว่าระดับของเหลว การจัดเรียงนี้ช่วยขจัดข้อจำกัดในการดูดน้ำจำนวนมาก และช่วยให้ปั๊มสามารถดันน้ำขึ้นจากบ่อ ถัง บ่อพัก อ่างเก็บน้ำ และระบบกระบวนการต่างๆ ได้

ใบพัดเป็นหัวใจสำคัญของประสิทธิภาพ เส้นผ่านศูนย์กลางของใบพัด รูปร่างของใบพัด ความกว้างของช่องทางการหมุน และความสัมพันธ์กับเสื้อปั๊ม กำหนดวิธีการถ่ายเทพลังงานไปยังของเหลว การทำความเข้าใจพื้นฐานเหล่านี้จะช่วยให้ผู้ซื้อสามารถเปรียบเทียบปั๊มใบพัดแบบจุ่ม ปั๊มน้ำบาดาลแบบแรงเหวี่ยง และการออกแบบปั๊มน้ำแบบจุ่มอื่นๆ ได้

น้ำจะเข้าใกล้ศูนย์กลาง หรือตาของใบพัดที่กำลังหมุน ใบพัดจะเร่งน้ำออกด้านนอก จากนั้นตัวกระจายหรือเสื้อปั๊มรอบๆ จะแปลงความเร็วบางส่วนให้เป็นแรงดัน ในปั๊มแบบชั้นเดียว สิ่งนี้จะเกิดขึ้นเพียงครั้งเดียว ในปั๊มแบบหลายชั้น น้ำจะไหลผ่านชุดใบพัดและตัวกระจายหลายชุด เพิ่มแรงดันที่แต่ละชั้น

มอเตอร์ให้กำลังเพลา ในขณะที่ชุดไฮดรอลิกกำหนดอัตราการไหล แรงดัน และประสิทธิภาพ การสูญเสียเกิดขึ้นในมอเตอร์ แบริ่ง ซีล ช่องทางการรั่วไหลภายใน และช่องทางไฮดรอลิก ประสิทธิภาพโดยรวมสะท้อนผลลัพธ์ที่รวมกัน

ปั๊มผิวน้ำต้องสร้างแรงดูดและรักษาท่อดูดให้มีน้ำเต็ม ปั๊มน้ำแบบจุ่มแบบแรงเหวี่ยงจะเริ่มด้วยน้ำที่ล้อมรอบช่องรับน้ำอยู่แล้ว สิ่งนี้ช่วยลดปัญหาการเติมน้ำและลดความเสี่ยงของการเกิดโพรงอากาศที่เกิดจากแรงดูดที่มากเกินไป

การทำงานแบบจุ่มไม่ได้ขจัดความเสี่ยงที่ช่องรับน้ำทั้งหมด การจุ่มไม่เพียงพออาจทำให้เกิดกระแสน้ำวนและดูดอากาศเข้าไป ช่องรับน้ำที่จำกัด อุณหภูมิที่สูงเกินไป หรือรูปทรงบ่อพักที่ไม่ดี ยังคงสามารถลดแรงดันที่มีอยู่และทำให้การทำงานไม่เสถียรได้

ใบพัดแบบปิดมีแผ่นปิดด้านหน้าและด้านหลังรอบๆ ใบพัด มักใช้ในปั๊มน้ำสะอาดและให้ประสิทธิภาพที่ดี ช่องว่างภายในที่แคบทำให้ไม่ทนทานต่อของแข็งขนาดใหญ่

ใบพัดแบบกึ่งเปิดมีแผ่นปิดด้านเดียวและสามารถจัดการกับวัสดุแขวนลอยบางส่วนได้ ในขณะที่อนุญาตให้ปรับระยะห่างในการออกแบบบางอย่าง ใบพัดแบบเปิดให้การเข้าถึงใบพัดได้กว้างขึ้น และอาจเหมาะสำหรับของเหลวที่มีของแข็งมากกว่า แม้ว่าประสิทธิภาพและพฤติกรรมการสึกหรอจะขึ้นอยู่กับรูปทรงเฉพาะก็ตาม

ใบพัดแบบวอร์เท็กซ์สร้างการไหลแบบหมุนวน ในขณะที่จำกัดการสัมผัสโดยตรงระหว่างของแข็งขนาดใหญ่กับใบพัด ใบพัดแบบช่องทางไม่ตันใช้ช่องทางที่กว้างสำหรับน้ำเสีย ใบพัดแบบผสมและใบพัดแบบตามแนวแกนใช้เมื่อต้องการอัตราการไหลสูงมากที่แรงดันต่ำหรือปานกลาง

การออกแบบที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับของเหลว ใบพัดน้ำสะอาดประสิทธิภาพสูงอาจเสียหายอย่างรวดเร็วในสารละลายที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ในขณะที่ใบพัดน้ำเสียที่มีช่องทางกว้างอาจใช้พลังงานมากกว่าที่จำเป็นในการทำงานกับน้ำสะอาด

ปั๊มน้ำแบบจุ่มแบบแรงเหวี่ยงชั้นเดียวมักใช้สำหรับการระบายน้ำ การหมุนเวียน การถ่ายเท หรือการใช้งานที่แรงดันปานกลาง ปั๊มน้ำบาดาลแบบแรงเหวี่ยงมักใช้หลายชั้น เนื่องจากบ่อน้ำลึกต้องการแรงดันสูงในเส้นผ่านศูนย์กลางที่แคบ

การเพิ่มชั้นจะเพิ่มแรงดัน แต่ก็เพิ่มความยาว จำนวนส่วนประกอบ และความไวต่อการสึกหรอจากการกัดกร่อน สำหรับการเลือกบ่อน้ำลึก จำนวนชั้นควรพิจารณาจากหน้าที่ที่ต้องการ แทนที่จะเลือกจากความลึกของบ่อตามชื่อเท่านั้น

เส้นโค้งแรงดัน-อัตราการไหลแสดงให้เห็นว่าแรงดันลดลงเมื่ออัตราการไหลเพิ่มขึ้น เส้นโค้งประสิทธิภาพระบุจุดประสิทธิภาพสูงสุดและช่วงรอบๆ เส้นโค้งกำลังแสดงกำลังที่ดูดซับ ในขณะที่เส้นโค้ง NPSH อาจมีให้สำหรับการออกแบบที่เกี่ยวข้อง

เลือกปั๊มที่แรงดันรวมจริง ซึ่งรวมถึงแรงยกแนวตั้ง แรงดันขาออก และการสูญเสียแรงเสียดทาน จุดทำงานที่ใกล้กับจุดปิดมากเกินไปอาจทำให้เกิดการหมุนเวียนภายใน ความร้อน แรงสู่ศูนย์กลาง และการสั่นสะเทือน การทำงานที่ไกลเกินไปทางด้านขวาอาจทำให้มอเตอร์โอเวอร์โหลดหรือสร้างสภาวะช่องรับน้ำที่ไม่เอื้ออำนวย

ห้ามรวมอัตราการไหลสูงสุดและแรงดันสูงสุดราวกับว่าเป็นจุดทำงานเดียวกัน พวกมันเป็นจุดปลายที่แยกจากกัน ขอเส้นโค้งสำหรับใบพัด จำนวนชั้น ความเร็ว และความถี่ที่เสนออย่างแม่นยำ

สำหรับรูปทรงปั๊มเดียวกัน อัตราการไหลจะเปลี่ยนแปลงเป็นสัดส่วนโดยประมาณกับความเร็ว แรงดันจะเปลี่ยนแปลงเป็นสัดส่วนกับกำลังสองของความเร็ว และกำลังจะเปลี่ยนแปลงเป็นสัดส่วนกับกำลังสามของความเร็ว ความสัมพันธ์เหล่านี้อธิบายว่าเหตุใดการลดความเร็วเล็กน้อยจึงสามารถประหยัดพลังงานในระบบที่มีอัตราการไหลแปรผันได้

ระบบจริงและประสิทธิภาพของปั๊มทำให้ผลลัพธ์ซับซ้อน ดังนั้นไดรฟ์ความถี่แปรผันควรนำไปใช้โดยใช้ขีดจำกัดของผู้ผลิต ต้องพิจารณาการระบายความร้อนมอเตอร์ขั้นต่ำ พฤติกรรมแบริ่ง การสั่นพ้อง ผลกระทบของสายเคเบิล และช่วงการทำงานที่อนุญาต

เหล็กหล่อให้ความแข็งแรงและคุ้มค่าสำหรับการใช้งานน้ำสะอาดและอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ เหล็กกล้าไร้สนิมช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนในของเหลวที่เหมาะสม ทองเหลือง เหล็กกล้าไร้สนิมแบบดูเพล็กซ์ โพลิเมอร์วิศวกรรม และโลหะผสมที่แข็งช่วยให้สภาพแวดล้อมที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้น

ประสิทธิภาพขึ้นอยู่กับระยะห่างที่ใกล้ระหว่างชิ้นส่วนที่หมุนและชิ้นส่วนที่อยู่กับที่ อนุภาคที่มีฤทธิ์กัดกร่อนจะเพิ่มระยะห่างเหล่านี้และเพิ่มการรั่วไหลภายใน ปั๊มอาจยังคงทำงานต่อไปในขณะที่ส่งแรงดันและอัตราการไหลลดลงเรื่อยๆ แหวนสึกหรอหรือแผ่นสึกหรอที่เปลี่ยนได้สามารถคืนประสิทธิภาพได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนเสื้อปั๊มทั้งหมด

มอเตอร์แบบจุ่มจำนวนมากถ่ายเทความร้อนไปยังน้ำรอบๆ มอเตอร์บ่อน้ำลึกอาจต้องการความเร็วการไหลขั้นต่ำตามพื้นผิวมอเตอร์ ในบ่อขนาดใหญ่ ถัง หรืออ่างเก็บน้ำแบบเปิด ปลอกระบายความร้อนสามารถนำน้ำผ่านมอเตอร์เพื่อรักษาความเย็นได้

เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ รีเลย์โอเวอร์โหลด การป้องกันการสูญเสียเฟส การป้องกันการทำงานแห้ง และเซ็นเซอร์วัดความชื้นช่วยป้องกันความเสียหาย แผนการควบคุมควรตรงกับขนาดมอเตอร์ ความสำคัญของการทำงาน และผลที่ตามมาของความล้มเหลว

โพรงอากาศเกิดขึ้นเมื่อแรงดันเฉพาะที่ลดลงมากพอที่ฟองไอจะก่อตัวและยุบตัว อาการอาจรวมถึงเสียงดัง การสั่นสะเทือน ประสิทธิภาพลดลง และความเสียหายต่อใบพัด การดูดอากาศสามารถทำให้เกิดความไม่เสถียรที่คล้ายกันได้

รักษาการจุ่มช่องรับน้ำให้เพียงพอ ขจัดสิ่งกีดขวาง หลีกเลี่ยงการไหลเข้าที่คม และตรวจสอบให้แน่ใจว่าปั๊มได้รับการติดตั้งในแนวตั้งหรือแนวนอนตามที่ได้รับอนุญาตเท่านั้น การติดตั้งบ่อน้ำลึกควรพิจารณาการลดระดับน้ำ ระดับน้ำตามฤดูกาล อัตราการไหลของบ่อ และตำแหน่งของปั๊มเหนือพื้นบ่อ

ใช้ปั๊มน้ำบาดาลแบบแรงเหวี่ยงหลายชั้นสำหรับบ่อลึกและการยกน้ำสะอาดแรงดันสูง ใช้ปั๊มน้ำแบบจุ่มสไตล์ระบายน้ำสำหรับบ่อพัก น้ำจากการก่อสร้าง และการถ่ายเททั่วไป เลือกปั๊มน้ำเสียสำหรับของแข็งขนาดใหญ่หรือมีเส้นใย พิจารณาปั๊มแบบผสมหรือแบบตามแนวแกนสำหรับงานปริมาณมาก แรงดันต่ำ

ในทุกกรณี ให้จับคู่อัตราการไหล แรงดัน ของเหลว อุณหภูมิ ขนาดการติดตั้ง แหล่งจ่ายไฟ และตารางการทำงาน คำว่า 'แบบจุ่ม' อธิบายสภาพแวดล้อมการติดตั้ง มันไม่ได้กำหนดการออกแบบไฮดรอลิกสากลเพียงแบบเดียว

ระบุอัตราการไหล แรงดันรวม ของเหลวที่เป็นส่วนประกอบ ของแข็ง อุณหภูมิ ขนาดบ่อหรือบ่อพัก ระดับน้ำต่ำสุดและสูงสุด ขนาดและระยะเวลาของท่อจ่าย จำนวนข้อต่อ แหล่งจ่ายไฟ ทิศทางการติดตั้ง ชั่วโมงการทำงานที่คาดหวัง ความยาวสายเคเบิล และข้อกำหนดการควบคุม

สำหรับบ่อ ให้เพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางปลอกบ่อ ความลึกทั้งหมด ระดับน้ำนิ่ง ระดับน้ำที่สูบ อัตราการไหลของบ่อ ตำแหน่งตะแกรง ปริมาณทราย และความลึกที่ต้องการของการตั้งปั๊ม

ปั๊มใบพัดแบบจุ่มทำงานโดยการแปลงกำลังมอเตอร์ให้เป็นความเร็วของเหลว แล้วจึงเป็นแรงดัน การเลือกที่เชื่อถือได้ขึ้นอยู่กับมากกว่ากำลังมอเตอร์หรือเส้นผ่านศูนย์กลางขาออก ด้วยการจับคู่ประเภทใบพัด จำนวนชั้น เส้นโค้งประสิทธิภาพ วัสดุ ระบบระบายความร้อน และช่วงการทำงานกับระบบจริง ผู้ซื้อสามารถบรรลุอัตราการไหลที่เสถียร การใช้พลังงานที่ลดลง และอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น

อัตราการไหลที่ลดลงไม่ได้หมายความว่ามอเตอร์ชำรุดเสมอไป สาเหตุที่เป็นไปได้ ได้แก่ ระดับน้ำที่ลดลง การหมุนย้อนกลับของมอเตอร์สามเฟส ระยะห่างที่สึกหรอ ช่องรับน้ำที่อุดตัน วาล์วที่ปิดบางส่วน ท่อที่เกิดตะกรัน การดูดอากาศ หรือแรงดันระบบที่เปลี่ยนแปลง เปรียบเทียบการวัดการทำงานปัจจุบันกับข้อมูลการทดสอบเดินเครื่องก่อนที่จะถอดปั๊มออก

ใบพัดอาจเสียหายจากการเกิดโพรงอากาศ การกัดกร่อน การเสียดสี หรือการกระแทกจากเศษซาก ความเสียหายที่ไม่สม่ำเสมอทำให้เกิดความไม่สมดุลของไฮดรอลิกและการสั่นสะเทือน การคืนสภาพเฉพาะมอเตอร์โดยปล่อยให้ชิ้นส่วนไฮดรอลิกที่สึกหรอไม่เปลี่ยนแปลง อาจทำให้ปั๊มกลับมาใช้งานได้โดยไม่คืนกำลังการผลิต