Home / Pump Guru
Liquid Ring Vacuum Pump ปั๊มสุญญากาศแบบวงแหวนของเหลว [22 December 2021]
เทคโนโลยีของปั๊มสุญญากาศมีหลากหลาย
แต่จะถูกแบ่งหลัก ๆ ออกเป็น 2 หลักการคือ Entrapment และ Gas Transfer โดย Entrapment จะเป็นวิธีการสร้างสุญญากาศโดยเก็บโมเลกุลของอากาศเอาไว้ในตัวเครื่อง
เทคโนโลยีขนิดนี้ก็ได้แก่ Cryopump หรือ Sputter Ion Pumps
ในขณะที่ประเภท
Gas Transfer จะเป็นเทคโนโลยีที่สร้างสุญญากาศโดยนำอากาศจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง
โดยจะถูกแบ่งออกเป็น 2 ประเภทย่อย คือ Kinetic และ Positive
Displacement ซึ่งจะสังเกตเห็นว่าทั้งชื่อและหลักการล้วนเป็นหลักการเดียวกันกับปั๊มน้ำทั่วไปเลยนั่นเอง
Pic 1; Type of
Vacuum Pump
ปั๊มสุญญากาศแบบวงแหวนของเหลว
(Liquid Ring Vacuum Pump; LRVP) ถูกจัดอยู่ในปั๊มสุญญากาศประเภท Positive Displacement โดยอาศัยการเพิ่มและลดของปริมาตรระหว่างใบพัดของปั๊มกับวงแหวนของเหลว
โดยปั๊มประเภทนี้ถูกออกแบบมาเพื่อรับมือกับการใช้งานที่อากาศมีความชื้นสูง ๆ
และมีฝุ่นละอองหรือสิ่งเจือปน
Pic 2; PompeTravaini’s LRVP,
from left to right, model: TRH / TRVX / TRMX
หลักการทำงาน
ปั๊มสุญญากาศแบบวงแหวนของเหลว
สร้างวงแหวนของเหลวขึ้นจากการส่งผ่านพลังงานจากการหมุนของใบพัด ของเหลวที่ใช้นี้อาจเป็นน้ำ
หรือน้ำมัน ที่สามารถเจือปนไปในระบบได้ โดยเราจะเรียกของเหลวเหล่านี้ว่า Service Liquid และด้วยตำแหน่งของใบพัดที่เยื้องศูนย์จากห้องปั๊ม
ทำให้เกิดเป็นลักษณะของปปริมาตรที่ค่อย ๆ เพิ่มขึ้น เพื่อสร้างจังหวะดูด และค่อย ๆ
ลดลงเพื่อสร้างจังหวะบีบอากาศออกจากปั๊ม ดังรูป
|
Pic 3; How LRVP works
ขณะที่อากาศถูกดูดเข้ามาทางท่อด้านดูดของปั๊ม
จากการเข้ามาแทนที่ปริมาตรตามช่องว่างที่เพิ่มขึ้นระหว่างใบพัดกับวงแหวนของเหลวที่จุด
AB อากาศจะถูกขังเอาไว้อยู่ระหว่างช่องว่างของใบพัดกับวงแหวนน้ำ
จากนั้นอากาศจะถูกกวาดไปสร้างสุญญากาศจากการขยายตัวของปริมาตร และจากนั้นจะค่อย ๆ
ถูกบีบออกเมื่อปริมาตรระหว่างใบพัดและวงแหวนของเหลวลดลง
จนกระทั่งอากาศทั้งหมดถูกบีบออกไปทางท่อจ่าย CD
ประสิทธิภาพของปั๊ม (Pump’s Performance)
ประสิทธิภาพของปั๊มสุญญากาศแบบวงแหวนของเหลวสามารถอธิบายได้จากกราฟประสิทธิภาพของปั๊ม
ซึ่งในบทความนี้จะขออ้างอิงถึงกราฟประสิทธิภาพของ Pomoetravaini s.p.a. รุ่น TRH
40-190 ดังรูป
ความดันที่ปั๊มสามารถทำได้
โดยสังเกตว่าค่าที่แสดงจะเป็นค่าความดันสัมบูรณ์แล้ว ไม่ใช่ความดันเกจ (Gauge Pressure) มีหน่วยเป็น mbar a หรือ Torr
(1)
เงื่อนไขการทดสอบ (Test Condition)
กราฟประสิทธิภาพของปั๊มสุญญากาศแบบวงแหวนของเหลว โดยมาตรฐานแล้วจะทดสอบด้วยการดูดอากาศ โดยแบ่งออกเป็น 2 เงื่อนไข คือ อากาศชื้น (เส้นประ) และ อากาศแห้ง (เส้นทึบ) ที่อุณหภูมิ 20°C และใช้น้ำที่อุณหภูมิ 15°C เป็น Service Liquid และอากาศถูกปล่อยออกไปที่บรรยากาศ (1013 mbar a)
(2)
ความสามารถในการดูด (Suction Capacity)
ปริมาตรอากาศที่ปั๊มสามารถทำได้ต่อหน่วยเวลา มีหน่วยเป็น CFM (Cubic Feet per Minute) หรือ m3/h (Cubic meter per hour)
(3) ความดันสัมบูรณ์ (Absolute Pressure)
ความดันที่ปั๊มสามารถทำได้
โดยสังเกตว่าค่าที่แสดงจะเป็นค่าความดันสัมบูรณ์แล้ว ไม่ใช่ความดันเกจ (Gauge Pressure) มีหน่วยเป็น mbar a หรือ Torr
(4)
เส้นแสดงประสิทธิภาพของปั๊ม (Pump’s Performance Curve)
เส้นแสดงประสิทธิภาพการทำงานของปั๊ม ซึ่งจะเห็นว่า ถึงแม้ว่าหลักการทำงานของปั๊มจะเป็นแบบ Positive Displacement แต่เส้นกราฟแสดงประสิทธิภาพกลับไม่ได้มีปริมาตรคงที่เหมือนกับปั๊มของเหลวทั่วไป เนื่องจากว่า ปริมาตรของปั๊มสุญญากาศประเภทนี้จะขึ้นอยู่กับ Service Liquid เป็นหลักนั่นเอง ทั้งเรื่องของอุณหภูมิ ขนาด ความเร็ว หรือกระทั่งการระเหยนั่นเอง ซึ่งเราจะกล่าวถึงอีกทีเกี่ยวกับสิ่งที่กระทบกับประสิทธิภาพของ LRVP กันอีกในบทความหน้า
(5)
ปริมาตรของ Service
Liquid ที่ต้องการ (Service Liquid
Consumption)
ปริมาตรต่อหน่วยเวลาของ Service
Liquid ที่ปั๊มต้องการ เพื่อให้ปั๊มสามารถทำงานได้ตามจุดการใช้งานที่ต้องการ
มีหน่วยเป็น lt/m (Liter per
minute) หรือ USGPM (US Gallon per
minute)
(6)
กำลังไฟฟ้าที่ใช้ (Absorbed Power)
กำลังไฟฟ้าที่ปั๊มต้องการ
เพื่อให้ปั๊มสามารถทำงานได้ตามจุดการใช้งานที่ต้องการ มีหน่วยเป็น kW (kilo Watts) หรือ HP (Horsepower)
ตัวอย่างการอ่านค่าจากกราฟประสิทธิภาพ
ปั๊มสุญญากาศรุ่น TRH 40-190 วิ่งที่ความเร็ว 1450 รอบ ทำความดันได้ที่ 60 mbar a จะดูดอากาศแห้งที่อุณหภูมิ 20°C ได้ที่ประมาณ 170 m3/h โดยที่ใช้ Service Liquid เป็นน้ำที่อุณหภูมิ 15°C ปริมาตร 4.2
USGPM และใช้กำลังไฟฟ้า 5 แรงม้า