เครื่องปั๊มไดอะแฟรม (DIAPHRAGM PUMP)

เครื่องนี้คืออะไร

เครื่องปั๊มไดอะแฟรม (DIAPHRAGM PUMP) เป็นปั๊มที่ใช้แผ่นยางหรือเทฟลอนที่เรียกว่า “ไดอะแฟรม” ทำหน้าที่ดูดและจ่ายของเหลวผ่านการเคลื่อนไหวแบบสั่นกลับไปกลับมา โดยไม่ต้องใช้ซีลเพลาหมุน เหมาะอย่างยิ่งสำหรับอุตสาหกรรมที่ต้องการความสะอาด ปลอดภัย หรือมีของเหลวที่มีความหนืดสูงหรือมีสารเคมีที่กัดกร่อน เช่น อุตสาหกรรมอาหาร ยา และเคมีภัณฑ์

 

หลักการของเครื่อง

เครื่องปั๊มไดอะแฟรมทำงานโดยใช้แรงลมหรือแรงกลในการขับเคลื่อนแผ่นไดอะแฟรมให้ขยับเข้า-ออกในห้องสูบ ทำให้เกิดแรงดูดและแรงดันในการดูดของเหลวเข้ามาและผลักออกไป ซึ่งการทำงานนี้ช่วยลดการสัมผัสของเหลวกับอากาศภายนอก เหมาะกับงานที่ต้องการความปลอดเชื้อหรือการป้องกันการระเหยของสารเคมี

 

องค์ประกอบของเครื่อง

  • เครื่องปั๊มไดอะแฟรม (DIAPHRAGM PUMP): ส่วนสำคัญที่ทำหน้าที่ดูดและจ่ายของเหลว
  • วาล์วทางเข้าและออก (CHECK VALVES): ป้องกันการไหลย้อนกลับของของเหลว
  • ห้องสูบ (PUMP CHAMBER): ที่เก็บของเหลวขณะสูบ
  • ระบบขับเคลื่อน (DRIVE MECHANISM): ใช้ลมหรือไฟฟ้า
  • ตัวเครื่อง (PUMP BODY): ผลิตจากวัสดุที่ทนต่อสารเคมี เช่น สแตนเลสหรือพลาสติกวิศวกรรม

 

ตัวอย่างผลิตภัณฑ์ที่ทำมาจากเครื่องนี้

  • น้ำผลไม้เข้มข้น
  • ครีมบำรุงผิวและโลชั่น
  • ซอสมะเขือเทศ น้ำจิ้ม น้ำสลัด
  • สารเคมี เช่น โซลเว้นท์ กรด และด่าง
  • เจลแอลกอฮอล์ล้างมือ

 

ราคาโดยประมาณของเครื่อง

ราคาเครื่องปั๊มไดอะแฟรมจะแตกต่างกันตามขนาด วัสดุ และระบบขับเคลื่อน โดยทั่วไปมีราคาตั้งแต่ 10,000 – 300,000 บาท หรือมากกว่านั้นสำหรับรุ่นอุตสาหกรรมขนาดใหญ่และแบบสั่งทำพิเศษ

 

ข้อดีข้อเสียของเครื่อง

ข้อดี:

  • เหมาะสำหรับของเหลวหนืดหรือมีอนุภาค
  • ไม่ต้องใช้ซีลเพลา ลดโอกาสการรั่วซึม
  • ทนต่อสารเคมีและอุณหภูมิสูง
  • ซ่อมบำรุงง่ายและต้นทุนต่ำ
  • ใช้ในพื้นที่เสี่ยงไฟฟ้าได้หากเป็นรุ่นขับลม

ข้อเสีย:

  • เสียงดังในบางรุ่น โดยเฉพาะแบบขับลม
  • อัตราการไหลไม่สม่ำเสมอเท่าปั๊มแบบโรตารี่
  • ต้องตรวจสอบวัสดุของไดอะแฟรมให้เหมาะกับการใช้งาน

 

วิธีการเลือกเครื่อง

  • พิจารณาความหนืดและความเข้มข้นของของเหลว
  • เลือกวัสดุตัวปั๊มให้เหมาะกับสารที่ใช้งาน เช่น PTFE, EPDM, สแตนเลส
  • กำหนดอัตราการไหล (FLOW RATE) และแรงดันที่ต้องการ
  • พิจารณาพื้นที่การติดตั้งและแหล่งพลังงาน (ลมหรือไฟฟ้า)
  • เลือกแบรนด์ที่มีบริการหลังการขายและอะไหล่พร้อม

 

วัตถุดิบที่ใช้กับเครื่อง

  • ของเหลวที่มีความหนืดสูง เช่น น้ำผึ้ง น้ำเชื่อม
  • ของเหลวไวไฟหรือมีความเป็นกรด-ด่าง เช่น IPA, HCl
  • ครีมหรือเจลในเครื่องสำอางและยา
  • น้ำผลไม้ที่มีเนื้อปน
  • วัตถุดิบจากอุตสาหกรรมสิ่งแวดล้อม เช่น น้ำเสียหรือสารเคมีบำบัด

 

 

ประวัติเครื่องปั๊มไดอะแฟรม (DIAPHRAGM PUMP)

แนวคิดและจุดเริ่มต้น

เครื่องปั๊มไดอะแฟรมถือเป็นหนึ่งในนวัตกรรมการปั๊มของเหลวที่มีต้นแบบมาจากการเคลื่อนไหวของแผ่นไดอะแฟรม (DIAPHRAGM) ซึ่งได้รับแรงบันดาลใจจากระบบการหายใจของสิ่งมีชีวิต โดยใช้หลักการสร้างแรงดันลบและแรงดันบวกจากการเคลื่อนที่ของแผ่นยางเพื่อดูดและส่งของเหลว

เทคโนโลยีพื้นฐานของเครื่องปั๊มไดอะแฟรมสามารถย้อนไปได้ถึงศตวรรษที่ 19 โดยแนวคิดของการใช้ไดอะแฟรมในระบบปั๊มมีใช้ในห้องทดลองและระบบทางการแพทย์ก่อนที่จะถูกพัฒนามาเป็นระบบอุตสาหกรรม

การพัฒนาทางอุตสาหกรรม

ยุคแรก (ต้นศตวรรษที่ 20)

  • ในช่วงต้นของศตวรรษที่ 20 วิศวกรเริ่มทดลองใช้แผ่นไดอะแฟรมที่ทำจากยางหรือวัสดุอ่อนอื่น ๆ เพื่อสร้างระบบปั๊มที่สามารถรองรับสารเคมีและของเหลวที่มีความหนืดสูง

  • ปั๊มไดอะแฟรมยุคแรกใช้แรงกลไกจากคันโยกหรือข้อเหวี่ยง เพื่อขับเคลื่อนแผ่นไดอะแฟรมให้ยืด-หด

ยุคหลังสงครามโลกครั้งที่ 2

  • เทคโนโลยีวัสดุเริ่มพัฒนาอย่างก้าวกระโดด เช่น PTFE (TEFLON), EPDM และ Viton ซึ่งช่วยให้ปั๊มสามารถต้านทานสารเคมีได้ดีขึ้น

  • ปั๊มไดอะแฟรมแบบใช้ลม (AIR OPERATED DOUBLE DIAPHRAGM PUMP – AODD) ถูกคิดค้นขึ้นและเริ่มใช้อย่างแพร่หลายในโรงงานอุตสาหกรรม เนื่องจากความปลอดภัย ไม่ใช้ไฟฟ้า และสามารถทำงานกับของเหลวที่หลากหลาย

ช่วงเวลาสำคัญในการพัฒนา

  • 1950s-1960s: เริ่มมีการพัฒนา AODD PUMP อย่างจริงจังในสหรัฐอเมริกา เนื่องจากอุตสาหกรรมปิโตรเคมีเติบโต ต้องการเครื่องสูบของเหลวที่ปลอดภัยและทนทานต่อสารเคมี

  • 1970s: บริษัทต่าง ๆ เช่น WILDEN®, SANDPIPER®, YAMADA®  เริ่มผลิตและจำหน่ายปั๊มไดอะแฟรมในเชิงพาณิชย์

  • 1990s: ระบบการควบคุมด้วยอิเล็กทรอนิกส์เริ่มถูกนำมาใช้กับปั๊มบางประเภท รวมถึงมีการพัฒนารูปทรงและวัสดุเพื่อประหยัดพลังงาน

  • ปัจจุบัน: ปั๊มไดอะแฟรมสามารถใช้งานกับของเหลวได้หลากหลาย ทั้งของเหลวไวไฟ ของหนืด ของมีตะกอน และแม้แต่ของแข็งขนาดเล็กในของเหลว

ประเภทของเครื่องปั๊มไดอะแฟรม

  • แบบใช้ลม (AODD – AIR OPERATED DOUBLE DIAPHRAGM PUMP)
    ได้รับความนิยมสูงสุดในอุตสาหกรรม

  • แบบใช้ไฟฟ้า (ELECTRIC DIAPHRAGM PUMP)
    ใช้ในงานที่ต้องการแรงดันสูงหรือควบคุมอัตราการไหลอย่างแม่นยำ

  • แบบกลไก (MECHANICAL DIAPHRAGM PUMP)
    ใช้กลไกข้อเหวี่ยงหรือสปริงในการขับเคลื่อน

จุดเด่นของปั๊มไดอะแฟรม

  • ทนสารเคมีได้ดี

  • ปั๊มของหนืดและของมีตะกอนได้

  • ไม่ต้องการซีลเพลา (SHAFT SEAL)

  • ปลอดภัยในพื้นที่เสี่ยงการระเบิด (ATEX)

  • บำรุงรักษาง่าย ใช้งานได้นาน

 

แหล่งอ้างอิง :