โครงสร้างและหลักการทำงานของปั๊มหอยโข่ง
ตามหลักฟิสิกส์ วัตถุที่เคลื่อนที่เป็นวงกลมจะต้องได้รับแรงเหวี่ยงหนีศูนย์ ถ้าแรงสู่ศูนย์กลางไม่เพียงพอหรือสูญเสียไป วัตถุจะลอยออกไปในทิศทางแทนเจนต์ของเส้นรอบวงเนื่องจากความเฉื่อย ทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่าการเคลื่อนที่แบบแรงเหวี่ยง ปั๊มหอยโข่งทำงานโดยใช้การเคลื่อนที่แบบแรงเหวี่ยงเฉื่อยนี้
แผนผังของโครงสร้างพื้นฐานของปั๊มหอยโข่งขั้นตอนเดียวที่ใช้กันทั่วไปในวิศวกรรมน้ำประปาและการระบายน้ำ ส่วนประกอบการทำงานหลัก ได้แก่ ใบพัด 1 ท่อปั๊มก้นหอย 2 และเพลาปั๊ม 3 ที่ขับเคลื่อนใบพัดให้หมุน พอร์ตดูดของปลอกปั๊มรูปหอยทากเชื่อมต่อกับท่อดูด 4 ของปั๊มน้ำ และทางออกเชื่อมต่อกับท่อแรงดัน 7 ของปั๊มน้ำ ใบพัดที่มีใบมีดโค้งถูกติดตั้งไว้ในตัวเรือนปั๊มแบบตายตัว และทางเข้าของใบพัดเชื่อมต่อกับท่อดูดของปั๊มน้ำ ก่อนเริ่มปั๊ม ให้เติมน้ำลงในปั๊มและท่อดูดก่อน เมื่อเครื่องกำลังขับเคลื่อนใบพัดให้หมุนด้วยความเร็วสูงผ่านเพลาปั๊ม
น้ำในใบพัดหมุนด้วยความเร็วสูงพร้อมกับใบพัด เนื่องจากน้ำเกาะกันไม่เพียงพอและแรงเสียดทานระหว่างใบพัดกับน้ำทำให้เกิดแรงสู่ศูนย์กลางที่คงการเคลื่อนที่แบบหมุนของการไหลของน้ำ ทำให้น้ำที่ไหลในใบพัดค่อยๆ ไหลไปทางขอบด้านนอกของใบพัดคือ โยนออกจากใบพัดและเข้าไปในท่อปั๊มแล้วไหลเข้าสู่ท่อแรงดันของปั๊มน้ำผ่านท่อกรวยกระจาย มันถูกขนส่งไปยังเครือข่ายท่อผ่านท่อแรงดัน ในเวลาเดียวกัน สุญญากาศจะเกิดขึ้นที่ศูนย์กลางของใบพัดเนื่องจากการที่น้ำถูกโยนออกไป และความดันบรรยากาศก็กระทำบนพื้นผิวของสระดูด น้ำในท่อดูดจะไหลเข้าสู่ใบพัดอย่างต่อเนื่องไปตามท่อดูดภายใต้ความแตกต่างของแรงดันนี้ การหมุนใบพัดอย่างต่อเนื่องทำให้น้ำถูกโยนออกและดูดเข้าไปอย่างต่อเนื่อง ทำให้เกิดการจ่ายน้ำอย่างต่อเนื่องของปั๊มหอยโข่ง
ดังที่กล่าวข้างต้น กระบวนการทำงานของปั๊มหอยโข่งแท้จริงแล้วเป็นกระบวนการถ่ายโอนและเปลี่ยนพลังงาน โดยจะแปลงพลังงานกลของเครื่องกลให้เป็นพลังงานจลน์และพลังงานความดันของของไหลที่กำลังขนส่ง ในกระบวนการถ่ายโอนและการแปลงพลังงาน มีการสูญเสียพลังงานจำนวนมากอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ และยิ่งสูญเสียมาก ประสิทธิภาพในการทำงานก็จะยิ่งลดลง และประสิทธิภาพของปั๊มก็จะยิ่งแย่ลง
ส่วนประกอบหลักของปั๊มหอยโข่ง
ปั๊มหอยโข่งประกอบด้วยส่วนประกอบหลายอย่าง ยกตัวอย่างปั๊มหอยโข่งแบบดูดเดี่ยวแบบขั้นตอนเดียว เราจะพูดถึงฟังก์ชัน วัสดุ และองค์ประกอบของส่วนประกอบหลักแต่ละส่วน
1, ใบพัด
ใบพัดหรือที่รู้จักกันในชื่อล้อทำงานหรือล้อหมุน ใช้เพื่อถ่ายโอนพลังงานกลของเครื่องส่งกำลังไปยังของเหลวที่กำลังสูบ ซึ่งจะทำให้พลังงานของของไหลไหลผ่านใบพัดเพิ่มขึ้น เมื่อเลือกวัสดุใบพัด นอกเหนือจากการพิจารณาความแข็งแรงเชิงกลภายใต้แรงเหวี่ยงแล้ว ควรคำนึงถึงความต้านทานการสึกหรอและความต้านทานการกัดกร่อนของวัสดุด้วย ปัจจุบันใบพัดส่วนใหญ่ทำจากเหล็กหล่อ เหล็กหล่อ และทองแดง
ใบพัดแบ่งออกเป็น 2 ประเภทตามโครงสร้าง: การดูดครั้งเดียวและการดูดสองครั้ง โดยจะดูดซับน้ำไว้ด้านหนึ่ง และแผ่นปิดใบพัดด้านหน้าและด้านหลังของใบพัดจะไม่สมมาตร ใบพัดดูดเดี่ยวใช้สำหรับปั๊มหอยโข่งแบบดูดเดี่ยว ใบพัดดูดคู่ ดูดซับน้ำได้ทั้งสองด้าน และแผ่นปิดใบพัดมีความสมมาตร ปั๊มหอยโข่งแบบดูดคู่ใช้ใบพัดดูดคู่ซึ่งมีอัตราการไหลสูงและสามารถปรับสมดุลแรงตามแนวแกนได้โดยอัตโนมัติ
ใบพัดแบ่งออกเป็นสามรูปแบบตามแผ่นปิด: ปิด, เปิด และกึ่งเปิด ใบพัดที่มีแผ่นปิดสองแผ่นเรียกว่าใบพัดแบบปิด ระหว่างแผ่นปิด มีใบมีด 6-12 รายการที่โค้งไปด้านหลัง ใบพัดประเภทนี้มีประสิทธิภาพสูงและมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย ใบพัดที่มีเฉพาะแผ่นปิดด้านหลังและไม่มีแผ่นปิดด้านหน้าเรียกว่าใบพัดแบบกึ่งเปิด ใบพัดที่มีเฉพาะใบพัดและไม่มีแผ่นปิดเรียกว่าใบพัดเปิด ใบพัดแบบกึ่งเปิดและแบบเปิดมีใบพัดน้อยกว่า ปกติจะมีเพียง 2? 5 ใบ ใบพัดทั้งสองชนิดนี้มีประสิทธิภาพต่ำกว่าเมื่อเทียบกับใบพัดแบบปิดและเหมาะสำหรับ 6 ใบ
การปล่อยของเหลวที่ปนเปื้อนหรือมีอนุภาคของแข็งจำนวนมาก
2, เพลาปั๊ม
หน้าที่ของเพลาปั๊มคือการรองรับและขับเคลื่อนใบพัดให้หมุนโดยถ่ายเทพลังงานของเครื่องส่งกำลังไปยังใบพัด ปลายเพลาของปั๊มแรงเหวี่ยงแนวนอนจะต้องตรงและมีความแข็งแรงและความแข็งแกร่งเพียงพอเพื่อหลีกเลี่ยงการแกว่งของใบพัดที่เกิดจากการโค้งงอของเพลาระหว่างการทำงานของปั๊ม ซึ่งอาจทำให้ใบพัดและตัวเรือนปั๊มเสียหายเนื่องจากการสึกหรอ เพลาปั๊มโดยทั่วไปทำจากเหล็กคาร์บอนหรือสแตนเลส ปลายด้านหนึ่งของเพลาปั๊มจับจ้องไปที่ใบพัดด้วยกุญแจแบนและน็อตถอยหลังเพื่อให้แน่ใจว่าใบพัดแน่นในระหว่างการหมุน ในปั๊มน้ำขนาดใหญ่และขนาดกลาง ตำแหน่งตามแนวแกนของใบพัดจะอยู่โดยใช้ปลอกเพลาและน็อตที่ขันปลอกเพลาให้แน่น ติดตั้งข้อต่อที่ปลายอีกด้านของเพลาปั๊ม
3, ปลอกปั๊ม
ตัวเรือนปั๊มของปั๊มหอยโข่งมีรูปร่างคล้ายเปลือกหอยทากที่บรรจุและลำเลียงของเหลว ประกอบด้วยฝาปิดปั๊มและตัวหอยทาก ฝาครอบปั๊มคือห้องดูดของปั๊ม ซึ่งทำหน้าที่นำทางน้ำในท่อดูดไปทางใบพัดอย่างสม่ำเสมอโดยสูญเสียน้อยที่สุด ตามโครงสร้าง ห้องดูดสามารถแบ่งออกเป็นห้องดูดทรงกรวยตรง ห้องดูดวงแหวน และห้องดูดกึ่งเกลียว ตัวหอยทากประกอบด้วยห้องหอยทากและกรวยกระจายกลิ่น หน้าที่หลักของห้องหอยทากคือการรวบรวมการไหลของน้ำที่ถูกโยนออกไปโดยใบพัดและรักษาความเร็วการไหลของน้ำในห้องหอยทากให้คงที่โดยเพิ่มส่วนตัดขวางของการไหลอย่างต่อเนื่อง เพื่อลดการสูญเสียส่วนหัว หลังจากระบายออกจากห้องหอยทาก น้ำจะไหลเข้าสู่ท่อแรงดันผ่านท่อกรวยกระจาย หน้าที่ของท่อกรวยแพร่คือการลดความเร็วของการไหลของน้ำและแปลงพลังงานจลน์บางส่วนของการไหลของน้ำให้เป็นพลังงานความดัน
มีรูเจาะสองรูที่หน้าแปลนทางเข้าและทางออกของตัวเรือนปั๊ม ซึ่งใช้สำหรับติดตั้งเกจสุญญากาศและเกจวัดแรงดันสำหรับวัดแรงดันทางเข้าและทางออกของปั๊ม ด้านบนของปลอกปั๊มมีรูเติมน้ำ (หรือดูดอากาศ) ซึ่งใช้เติมน้ำหรือแยกอากาศออกจากปลอกปั๊มก่อนสตาร์ทปั๊มน้ำ ด้านล่างของปลอกปั๊มมีรูระบายน้ำสำหรับเทน้ำที่สะสมอยู่ภายในปั๊มหลังจากหยุดแล้ว เพื่อป้องกันไม่ให้แข็งตัวในฤดูหนาว ด้านล่างของปลอกปั๊มมีรูสลักเกลียวสำหรับยึดกับฐานราก ยกเว้นรูน๊อตยึดปั๊มน้ำ รูสกรูอื่นๆ จะต้องเสียบด้วยปลั๊กเกลียวเมื่อไม่ได้ใช้งานปั๊มน้ำชั่วคราว
ในบรรดาส่วนประกอบข้างต้น ใบพัดและเพลาปั๊มเป็นชิ้นส่วนที่หมุนได้ของปั๊มแรงเหวี่ยงแนวตั้ง ในขณะที่ปลอกปั๊มเป็นส่วนประกอบคงที่ มีจุดเชื่อมต่อสามจุดระหว่างทั้งสองนี้: อุปกรณ์ซีลเพลาระหว่างเพลาปั๊มและท่อปั๊ม วงแหวนลดการรั่วไหลที่ข้อต่อระหว่างใบพัดและผนังด้านในของท่อปั๊ม และแบริ่งที่จุดเชื่อมต่อแบบหมุนระหว่างปั๊ม เพลาและเบาะนั่งปั๊ม