1.1 ทฤษฎีพื้นฐาน
ปั๊มจุ่มหรือที่เรียกว่าปั๊มไฟฟ้าแบบจุ่ม เป็นอุปกรณ์ทางกลแบบบูรณาการที่รวมปั๊มแรงเหวี่ยงและมอเตอร์ไฟฟ้าเพื่อวัตถุประสงค์ในการลำเลียงของเหลว เมื่อมองย้อนกลับไปในช่วง 300 ปีที่ผ่านมา ตั้งแต่ Daniel Bernoulli ชาวดัตช์เสนอสมการเบอร์นูลลีในปี 1738 และตีพิมพ์ "Hydrodynamique" (กลศาสตร์ของไหล) จนถึง 17 ปีต่อมาเมื่อนักคณิตศาสตร์ชาวสวิส Leonhard Euler ได้ตีพิมพ์ "หลักการทั่วไปเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของของไหล" และเสนอสมการพื้นฐานของของไหลในอุดมคติและสมการความต่อเนื่อง สิ่งนี้วางรากฐานทางทฤษฎีสำหรับการออกแบบแรงเหวี่ยง ปั๊ม
ปั๊มแรงเหวี่ยงถูกเสนอครั้งแรกโดย Papin วิศวกรชาวฝรั่งเศส ในปี ค.ศ. 1689 เขาได้ประดิษฐ์เครื่องจักรที่สามารถถือเป็นเครื่องต้นแบบของปั๊มหอยโข่งได้ ในปี 1705 เขาผลิตปั๊มเครื่องแรกที่เหมาะสำหรับการยกของเหลว ปั๊มนี้ใช้ใบพัดหลายใบ-และโครงปั๊มทรงกรวย
ปั๊มหอยโข่งเครื่องแรกในยุคปัจจุบัน ซึ่งเป็นจุดเปลี่ยนที่ทำเครื่องหมายการผลิตจำนวนมากและการพาณิชย์ของปั๊มหอยโข่ง ปัจจุบันเรียกกันทั่วไปว่าปั๊มแมสซาชูเซตส์ ผู้ออกแบบเป็นชาวอเมริกัน และเริ่มการผลิตจำนวนมากในแมสซาชูเซตส์ สหรัฐอเมริกาในปี 1818 -เคสแยก ใบพัดดูด-คู่ ใบพัดตรงแนวรัศมี และปั๊มหอยโข่งท่อทรงกรวยที่มีการออกแบบเคส-แยกเป็น "บรรพบุรุษ" ของปั๊มหอยโข่งแยก-สมัยใหม่
1.2 มีการแนะนำปั๊มจุ่ม
ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 และต้นศตวรรษที่ 20 ในช่วงรุ่งเรืองของกังหันไอน้ำ ปั๊มแบบลูกสูบเกือบจะครองตลาดการใช้งานปั๊ม จนกระทั่งปลายศตวรรษที่ 19 การถือกำเนิดของมอเตอร์ไฟฟ้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งมอเตอร์ไฟฟ้าความเร็วสูงที่ใช้งานได้จริง-ซึ่งพัฒนาโดยซีเมนส์ของเยอรมัน (ในปี 1866) และอเมริกันกอร์ดอนซึ่งเป็นผู้ผลิตเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดยักษ์สอง-เฟสที่มีกำลังขับ 447KW สูง 3 เมตรและน้ำหนัก 22 ตัน (ในปี 1882) และเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับสองเฟส-ของ Tesla ในสหรัฐอเมริกา (ในปี 1896) เริ่มดำเนินการที่โรงไฟฟ้าไนแอการา โดยจ่ายกระแสไฟฟ้ากระแสสลับ 3,750 กิโลวัตต์ที่ 5,000 โวลต์ ไปจนถึงบัฟฟาโลซิตี้ ซึ่งอยู่ห่างออกไป 40 กิโลเมตร ทำให้ปั๊มแรงเหวี่ยงได้รับแหล่งพลังงานในอุดมคติ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการวิจัยทางทฤษฎีและภาคปฏิบัติของนักวิชาการหลายคนในสหราชอาณาจักร เช่น Reynolds และในเยอรมนี เช่น Pfleiderer ประสิทธิภาพของปั๊มหอยโข่งได้รับการปรับปรุงอย่างมาก และได้ใช้ความเหนือกว่าอย่างเต็มที่ ปั๊มหอยโข่งจึงได้รับการพัฒนาอย่างกว้างขวางและค่อยๆ เข้ามาแทนที่ปั๊มหอยโข่ง กลายเป็นปั๊มที่มีการใช้งานที่หลากหลายและมีปริมาณการผลิตมากที่สุด
ปั๊มจุ่มเป็นปั๊มหอยโข่งชนิดหนึ่งที่เรียกกันทั่วไปว่า "ปั๊มน้ำ" ในสำนวนทั่วไป ด้วยการถือกำเนิดของมอเตอร์ไฟฟ้า ปั๊มหอยโข่งจึงมีการพัฒนาอย่างกว้างขวาง อย่างไรก็ตาม การเกิดขึ้นของปั๊มจุ่มเกิดขึ้นค่อนข้างช้า ในปี 1904 เพื่อตอบสนองสถานการณ์พิเศษบางอย่าง เช่น ความจำเป็นในการสูบน้ำจากบ่อน้ำ วิศวกรของบริษัท Byron Jackson ในสหรัฐอเมริกาได้ออกแบบและผลิตปั๊มจุ่มแบบแห้ง (เป่าลมได้) เครื่องแรกของโลกที่มีปั๊มและมอเตอร์เชื่อมต่อกันในแนวนอนและสามารถใช้งานใต้น้ำได้ แทนที่ปั๊มบ่อลึก นอกจากนี้ยังได้รับการยอมรับว่าเป็นปั๊มมอเตอร์จุ่มตัวแรกที่ประสบความสำเร็จ และถือเป็น "บรรพบุรุษ" ของปั๊มจุ่มใต้น้ำสมัยใหม่ ในปี 1928 บริษัท Byron Jackson ในสหรัฐอเมริกาได้ประดิษฐ์ปั๊มจุ่มโดยที่ปั๊มและมอเตอร์เชื่อมต่อกันในแนวตั้ง ซึ่งเป็นปั๊มจุ่ม-ที่ใช้งานได้ดีในช่วงแรกๆ โครงสร้างมอเตอร์เป็นแบบเติมน้ำ- แบบแห้ง และแบบเติมน้ำมัน- ปั๊มจุ่มในยุคแรกๆ ส่วนใหญ่จะใช้ในอุตสาหกรรมประปา การระบายน้ำในรถไฟใต้ดิน สถานีชลประทานน้ำ และอุตสาหกรรมเหมืองแร่ ฯลฯ
ในช่วงทศวรรษที่ 1930 Hayward Tyler จากสหราชอาณาจักร, KSB Company และ RITZ จากเยอรมนี, Flygt จากสวีเดน, บริษัท BJ จากสหรัฐอเมริกา, บริษัท TRW จากสหรัฐอเมริกา, Hitachi จากญี่ปุ่น และบริษัทอื่นๆ ต่างเริ่มผลิตปั๊มจุ่มใต้น้ำลึกอย่างต่อเนื่อง ตัวอย่างเช่น ปั๊มไฟฟ้าแบบจุ่มใต้น้ำลึกที่พัฒนาโดยบริษัท Pleuger ของเยอรมนี ประสบความสำเร็จในการนำไปใช้กับการระบายน้ำและการยกน้ำดื่มรายวันในระบบรถไฟใต้ดิน ปั๊มจุ่มดึงดูดความสนใจของผู้เชี่ยวชาญด้านวิศวกรรมและช่างเทคนิคจำนวนมาก ผลิตภัณฑ์ของบริษัท Pleuger ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในหลายโครงการ เช่น รถไฟใต้ดินมอสโก ฝรั่งเศส เม็กซิโก และสถานีชลประทานน้ำของอาร์เจนตินา
ในช่วงปลายทศวรรษที่ 1940 ปั๊มน้ำแบบจุ่มสำหรับทั้งน้ำประปาและการระบายน้ำ ซึ่งรวมการทำงานของมอเตอร์และปั๊มเข้าด้วยกัน เริ่มมีการผลิตทีละเครื่อง
ตัวอย่างเช่น ในปี 1948 บริษัท Sterbery-Flygt ของสวีเดน เป็นเจ้าแรกที่ผลิตปั๊มน้ำแบบจุ่มบนพื้นผิวการทำงานขนาดเล็ก-เครื่องแรกของโลก ซึ่งทำให้ประเภทของปั๊มและโครงสร้างของปั๊มน้ำแบบจุ่มนั้นเรียบง่ายโดยพื้นฐานแล้ว ได้คิดค้นวิธีการเชื่อมต่อโดยตรงระหว่างเพลามอเตอร์และใบพัดของปั๊ม และลดต้นทุนการผลิตของปั๊มน้ำแบบจุ่มได้เกือบครึ่งหนึ่ง ในไม่ช้ามันก็กลายเป็นอุปกรณ์ระบายน้ำหลักในอุตสาหกรรมการก่อสร้างและอุตสาหกรรมเหมืองแร่ ในปี 1956 ปั๊มน้ำเสียแบบจุ่มใต้น้ำซีรีส์ B ได้รับการพัฒนาและส่งเสริมอย่างประสบความสำเร็จ ซึ่งใช้ในการลำเลียงของเหลวที่มีอนุภาคของแข็ง สารแขวนลอย หรือสารแขวนลอยที่เป็นเส้นใยในกระบวนการอุตสาหกรรม น้ำเสียในครัวเรือน น้ำเสียทางอุตสาหกรรม ฯลฯ ในไม่ช้ามันก็ถูกนำไปใช้อย่างกว้างขวางในเขตเทศบาล การคุ้มครองสิ่งแวดล้อม อุตสาหกรรมเบา อุตสาหกรรมเคมี เหมืองแร่ โลหะวิทยา ยา อาหาร และอุตสาหกรรมอื่น ๆ และกลายเป็นหนึ่งในอุปกรณ์หลักสำหรับโครงการบำบัดน้ำเสีย
ในช่วงปลายทศวรรษ 1960 เยอรมนี สหรัฐอเมริกา สหราชอาณาจักร ฟินแลนด์ รัสเซีย ญี่ปุ่น (เช่น ฮิไก ซาคุคาวะ อินากากิ ฯลฯ) ก็เริ่มผลิตปั๊มน้ำจุ่มสำหรับพื้นผิวการทำงานจำนวนมากเช่นกัน บริษัทต่างๆ เช่น ITT ในสหรัฐอเมริกา, Byron Jackson Company ในสหรัฐอเมริกา, Goulds Company ในสหรัฐอเมริกา, Grundfos Company ในเดนมาร์ก, ABS ในเยอรมนี (ปัจจุบันอยู่ภายใต้กลุ่ม Cardo Group ในสวีเดน), Pleuger Company ในเยอรมนี, Wilo Company ในเยอรมนี, Hayward Tyler Company ในสหราชอาณาจักร, Weir Company ในสหราชอาณาจักร, Hitachih Company ในญี่ปุ่น, Ebara Company ในญี่ปุ่น, Thyssen Company ในเยอรมนี, Ritz และ KSB Company ในเยอรมนี ฯลฯ ทั้งหมดที่ผลิตขึ้น ผลิตภัณฑ์ปั๊มน้ำแบบจุ่มประสิทธิภาพสูง-
หลังจากเกือบ 120 ปีของการปรับปรุงและพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ผลิตภัณฑ์พิเศษของการรวมปั๊มกับมอเตอร์ไฟฟ้าหรือปั๊มน้ำแบบจุ่ม ได้กลายเป็นผลิตภัณฑ์ประเภทเครื่องจักรกลหลักและได้พัฒนาเป็นอุตสาหกรรม "ปั๊มน้ำ" ที่เป็นอิสระ อีกทั้งยังได้พัฒนาไปสู่เทคโนโลยีที่ครอบคลุมในด้านเทคโนโลยีอีกด้วย
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เนื่องจากข้อได้เปรียบที่เป็นเอกลักษณ์ของปั๊มจุ่มและความตระหนักที่เพิ่มขึ้นของปั๊มจุ่มในตลาด อัตราการติดตั้งปั๊มจุ่มจึงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง และการใช้งานของปั๊มจุ่มก็แพร่หลายมากขึ้น พวกเขาได้กลายเป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์กระแสหลักและมีความต้องการของตลาดอย่างมาก
ปั๊มน้ำแบบจุ่ม
2.1 ประเภทของปั๊มจุ่ม
ในปัจจุบัน ประเภทของปั๊มน้ำแบบจุ่ม ได้แก่ ปั๊มจุ่มแบบดี-, ปั๊มจุ่มแบบ-ไซต์ปฏิบัติการขนาดเล็ก (รวมถึงปั๊มจุ่มแบบ-ประเภทแม่น้ำ, ปั๊มจุ่มแบบวิศวกรรม ฯลฯ), ปั๊มจุ่มแบบจุ่มน้ำเสียและน้ำเสีย, ปั๊มจุ่มแบบ-ประเภทเหมือง (รวมถึงแบบกันระเบิด-ในเหมืองและแบบทั่วไป), สกรูแบบจุ่มไฟฟ้า ปั๊ม, ปั๊มจุ่มไหลตามแนวแกน, ปั๊มจุ่มแรงดันสูง- (รวมถึงปั๊มจุ่มแรงดันสูง-ประเภท-สูง- และปั๊มจุ่มแรงดัน-วัตถุประสงค์สูง-ทั่วไป) รวมถึงปั๊มจุ่มน้ำทะเลและบ่อเกลือ ฯลฯ
เนื่องจากข้อจำกัดด้านพื้นที่ บทความนี้จะแนะนำเฉพาะปั๊มจุ่มสำหรับบำบัดน้ำเสียและน้ำเสียที่ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรมบำบัดสิ่งแวดล้อม และปั๊มจุ่มสำหรับพื้นที่ปฏิบัติงานขนาดเล็ก
2.2 ปั๊มจุ่มแบบติดตั้งบนพื้นผิว-และปั๊มบำบัดน้ำเสียแบบจุ่มใต้น้ำ
ปั๊มจุ่มแบบจุ่มการทำงานบนพื้นผิวเป็นปั๊มจุ่มขนาดเล็กประเภทหนึ่ง (ปั๊มแบบสเตจเดียว-) เนื่องจากติดตั้งง่ายและใช้งานสะดวก จึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในหลายสถานที่ ได้รับการพัฒนาครั้งแรกโดยบริษัท Sterbery-Flygt ของสวีเดนในปี 1948 ในชื่อ "ปั๊มจุ่มปฏิบัติการบนพื้นผิว"
สิ่งที่เรียกว่า-น้ำเสียหมายถึงน้ำที่ใช้แล้ว ปั๊มจุ่มตะกอนน้ำเสีย หรือเรียกโดยย่อว่า ปั๊มน้ำเสียแบบจุ่มหรือปั๊มน้ำเสีย เป็นปั๊มที่ไม่-อุดตัน ในภาษาอังกฤษเรียกว่าปั๊มไม่อุดตัน เป็นที่รู้จักในอีกชื่อหนึ่งว่าเป็นปั๊มบำบัด-ของแข็ง-ที่มีอัตราสูงในต่างประเทศ และเป็นหนึ่งในอุปกรณ์หลักในโครงการบำบัดน้ำเสีย ตามรายงานการสำรวจล่าสุดของสถาบัน BMZ ของเยอรมนี ประมาณ 80% ถึง 85% ของน้ำเสียทั่วโลกไม่ได้รับการทำให้บริสุทธิ์และบำบัด และปริมาณการขายรวมต่อปีของปั๊มน้ำเสียทั่วโลกอยู่ระหว่าง 5 พันล้านถึง 6.5 พันล้านยูโร ซึ่งมากกว่าปั๊มน้ำหลายเท่า
ปั๊มจุ่มหรือที่เรียกว่าปั๊มน้ำเสีย เป็นหนึ่งในอุปกรณ์ที่ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรมบำบัดน้ำ ในด้านเทคโนโลยีการบำบัดน้ำและบำบัดน้ำเสีย ปั๊มจุ่ม (รวมถึงปั๊มน้ำเสีย) เป็นโซลูชันที่ประหยัดและเป็นไปได้ทางเทคโนโลยีมากที่สุดในการแทนที่ปั๊มแบบแห้ง-ที่ทำงานแบบเดิม (ทางบก-) โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างกระบวนการบำรุงรักษาและการติดตั้ง ปั๊มนี้มีข้อได้เปรียบเหนือปั๊มอื่นๆ เป็นพิเศษ เนื่องจากการออกแบบปั๊มจุ่ม
ด้วยการติดตั้งอุปกรณ์ต่างๆ เช่น ตัวกรองและตะแกรง สามารถป้องกันไม่ให้ของแข็งขนาดใหญ่และแข็งเข้าไปในทางเข้าของปั๊มได้ ของแข็งอ่อนจะพยายามผ่านอุปกรณ์เหล่านี้โดยไม่คำนึงถึงขนาด สิ่งนี้มีความสำคัญเป็นพิเศษในการใช้เครื่องสูบน้ำเสีย เมื่อเผชิญกับสภาพการทำงานที่รุนแรง ปั๊มน้ำเสียสามารถใช้งานได้อย่างปลอดภัยกับการเก็บน้ำเสีย การสูบสารละลาย การสูบน้ำฝน การระบายน้ำบนดิน การระบายน้ำในบ่อ ฯลฯ ของเหลวเหล่านี้สามารถจำแนกได้เป็นประเภทอินทรีย์ อนินทรีย์ สารกัดกร่อน และเส้นใย โดยทั่วไปแล้วของแข็งของเสียจากน้ำเสียอินทรีย์จะมีความอ่อนและมักจะมีวัสดุที่เป็นเส้นใยไม่มากก็น้อย ของแข็งอนินทรีย์มีความแข็งและมักจะมีความคม โดยมีอนุภาคขนาดเล็กกว่า
2.3 ความแตกต่างระหว่างปั๊มน้ำแบบไม่มีสิ่งกีดขวางและปั๊มน้ำ
ความแตกต่างระหว่างปั๊มที่ไม่อุดตัน-กับปั๊มน้ำอยู่ที่ความจริงที่ว่า ปั๊มได้รับการออกแบบมาเพื่อให้อนุภาคของแข็งที่ใหญ่ที่สุดสามารถผ่านขนาดของปั๊มได้ แม้ว่าจะมีใบพัดใบเดียว- (ไม่มี-ใบพัด) แต่ใบพัดที่ไม่-อุดตันทั่วไปจะมีใบพัดสองใบ ใบพัดของใบพัดทั้งสอง-มีความหนามาก และมีมุมโค้งมนขนาดใหญ่ระหว่างใบพัดกับแผ่นปิดที่ทางเข้าของใบพัด ใบพัดแบบไม่มี-ไม่มีปลายใบมีด ดังนั้นจึงไม่ติดอยู่กับขยะ ในทางกลับกัน เนื่องจากความไม่สมดุล ใบพัดจึงไม่สมดุลโดยธรรมชาติ นอกจากนี้ยังมีปั๊มจุ่มประเภทที่ไม่-อุดตันด้วย แต่โดยปกติแล้วไม่แนะนำให้ใช้
