ถังที่ใช้ในการผสม และอุปกรณ์การอัดฉีด
1.ถังที่ใช้ในการผสม (Mixing and Blending Tank)
ถังที่ใช้สำหรับผสมสารอัดฉีด ดังรูปที่ 1 ควรทำด้วยวัสดุที่ไม่ทำปฏิกิริยากับสารเคมีที่ใช้อัดฉีด หรือสารละลายแต่ละชนิดที่ใช้ ส่วนประกอบของตัวถังสามารถเลือกใช้วัสดุอลูมิเนียม สแตนเลส หรือพลาสติกชนิดพิเศษได้ตามความเหมาะสม โดยทั่วไปความจุของถังที่ต้องการจะไม่มากนัก โดยขนาดและรูปร่างของถังจะขึ้นอยู่กับปริมาณส่วนผสมและระบบการฉีดที่ใช้ โดยทั่วไปถังที่ใช้ในการผสมอาจแบ่งออกได้เป็น 3 ระบบหลัก ได้แก่ระบบผสมรวม (Batch System) ระบบผสมแบบสองถัง (Two-Tank System) และระบบ Equal-Volume Method
1.1 ระบบผสมรวม (Batch System)
ระบบผสมรวม เป็นระบบผสมสารที่ง่ายที่สุด ซึ่งใช้มากในกรณีอัดฉีดด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ โดยส่วนประกอบทั้งหมด รวมทั้งตัวเร่งปฏิกิริยาจะผสมรวมกันในถังเดียว ณ เวลาเดียวกัน ระบบนี้มีข้อเสีย คือ ระยะเวลาการอัดฉีดจะจำกัดด้วยช่วงเวลาการก่อตัวของเจล ถ้ามีการก่อตัวของเจลก่อนที่การอัดฉีดจะเสร็จสิ้น เครื่องสูบ ท่อและช่องทางการไหลอาจเกิดการอุดตันได้
1.2 ระบบผสมแบบสองถัง (Two-Tank System)
ระบบผสมแบบสองถัง ประกอบด้วย ถังผสม 2 ใบ โดยถังใบที่ 1 ใช้บรรจุตัวเร่งปฏิกิริยา และถังใบที่ 2 ใช้บรรจุส่วนประกอบอื่นๆ รวมไว้ด้วยกัน ดังรูปที่ 2วัสดุจากแต่ละถังจะส่งเข้าสู่เครื่องสูบ ซึ่งเป็นตำแหน่งเริ่มต้นปฏิกิริยาเคมี จากนั้นสารผสมจะถูกฉีดผ่านสายไปยังจุดที่ต้องการอัดฉีด โดยระยะเวลาการอัดฉีดจะขึ้นอยู่กับช่วงเวลาของการเกิดเจลซึ่งจะเกิดภายหลังจากส่วนประกอบทั้งหมดถูกผสมเข้าด้วยกัน ระบบนี้จึงมีความเหมาะสมและสามารถควบคุมการอัดฉีดได้ดีกว่าระบบผสมรวม
1.3 ระบบ Equal-Volume Method
ระบบ Equal-Volume Method เป็นการผสมสารแบบสองถัง ดังรูปที่ ผ4-3 โดยเครื่องอัดฉีดจะติดตั้งแยกไว้สำหรับถังแต่ละใบ ซึ่งทำงานด้วยตัวขับเคลื่อนเดียวกันส่วนประกอบในแต่ละถังจะผสมให้มีความเข้มข้นเป็นสองเท่าของปริมาณที่ออกแบบ ข้อดีของระบบนี้ คือ ความผิดพลาดในการตั้งค่าการวัดเครื่องอัดฉีดจะไม่เกิดขึ้น และความเข้มข้นของสารประกอบในการอัดฉีด สามารถปรับเปลี่ยนได้โดยกระบวนการผลิต
2.อุปกรณ์การอัดฉีด หรือเครื่องสูบ (Pump)
เครื่องสูบที่ใช้ในการอัดฉีดมีหลายประเภท เช่น เครื่องสูบแบบ Positive-Displacement หรือ
เครื่องสูบแบบลูกสูบ (Piston Pump)
2.1 เครื่องสูบแบบ Positive-Displacement
เครื่องสูบแบบนี้ที่นิยมใช้ได้แก่ชนิดสว่าน (Screw Pump) ซึ่งประกอบด้วยแกนหมุนกลับทำจากสแตนเลส อยู่ภายในท่อสเตเตอร์ (Stator) โดยอุปกรณ์ทั้งหมดต้องต้านทานต่อการกัดกร่อนของสารเคมี สารอัดฉีดจะถูกส่งไปยังจุดระบายออกของเครื่องอัดฉีดด้วยอัตราคงที่ ดังรูปที่ 4 เครื่องสูบแบบนี้สร้างแรงสั่นสะเทือนเพียงเล็กน้อย ทำให้สามารถรักษาระดับแรงดันให้สม่ำเสมอได้มากกว่าเครื่องสูบแบบลูกสูบ (Piston Pump) โดยเฉพาะกรณีการอัดฉีดภายใต้แรงดันต่ำ
2.2 เครื่องสูบแบบลูกสูบ (Piston Pump)
เครื่องสูบแบบลูกสูบให้ใช้แบบ Simplex Pump ดังรูปที่ 5 จะสามารถควบคุมปริมาตรและแรงดันในช่วงแคบๆ ได้ดีกว่า (เครื่องสูบแบบลูกสูบ แบ่งออกได้เป็น 2 ชนิดได้แก่ ชนิด Simplex Pump และชนิด Duplex Pump ชนิด Simplex Pump ทำงานด้วยลูกสูบหนึ่งตัวขับเคลื่อนวาล์วของเหลว 4 ตัว ในขณะที่ Duplex Pump ทำงานด้วยลูกสูบสองตัวขับเคลื่อนวาล์วของเหลว 8 ตัว โดยทั่วไป Simplex Pump จะให้ปริมาณการไหลที่สม่ำเสมอและมีขนาดเล็กกว่า Duplex Pump จึงเหมาะสมกับการอัดฉีดในที่แคบๆ อาทิเช่น งานอุโมงค์ และงานท่อ เป็นต้น)
โดยทั่วไปเครื่องสูบแบบลูกสูบ สามารถให้แรงดันสูงกว่าเครื่องสูบแบบ Positive Displacement และต้องมีการดูแลรักษาและการหล่อลื่นลูกสูบอย่างเหมาะสมเพื่อป้องกันความเสียหาย ( เครื่องสูบแบบลูกสูบ อาจมีการสัมผัสกันของโลหะ (ลูกสูบและห้องสูบ) ค่อนข้างมาก จึงอาจต้องมีการหล่อลื่นและต้องการการดูแลรักษาอย่างเหมาะสม มากกว่าเครื่องสูบแบบ Positive Displacement ) และสามารถแยกส่วนประกอบเพื่อทำความสะอาดได้ และเครื่องสูบแบบลูกสูบสามารถให้ความดันถึง 70 เมกาปาสกาล (686 กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตร) และมีปริมาณการสูบอยู่ในช่วง 1 ถึง 100 ลูกบาศก์เซนติเมตรต่อนาที (1 ถึง 100 ลิตรต่อนาที) และแหล่งพลังงานที่ใช้อาจเป็นน้ำมัน หรือไฟฟ้า
1.ถังที่ใช้ในการผสม (Mixing and Blending Tank)
ถังที่ใช้สำหรับผสมสารอัดฉีด ดังรูปที่ 1 ควรทำด้วยวัสดุที่ไม่ทำปฏิกิริยากับสารเคมีที่ใช้อัดฉีด หรือสารละลายแต่ละชนิดที่ใช้ ส่วนประกอบของตัวถังสามารถเลือกใช้วัสดุอลูมิเนียม สแตนเลส หรือพลาสติกชนิดพิเศษได้ตามความเหมาะสม โดยทั่วไปความจุของถังที่ต้องการจะไม่มากนัก โดยขนาดและรูปร่างของถังจะขึ้นอยู่กับปริมาณส่วนผสมและระบบการฉีดที่ใช้ โดยทั่วไปถังที่ใช้ในการผสมอาจแบ่งออกได้เป็น 3 ระบบหลัก ได้แก่ระบบผสมรวม (Batch System) ระบบผสมแบบสองถัง (Two-Tank System) และระบบ Equal-Volume Method
1.1 ระบบผสมรวม (Batch System)
ระบบผสมรวม เป็นระบบผสมสารที่ง่ายที่สุด ซึ่งใช้มากในกรณีอัดฉีดด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ โดยส่วนประกอบทั้งหมด รวมทั้งตัวเร่งปฏิกิริยาจะผสมรวมกันในถังเดียว ณ เวลาเดียวกัน ระบบนี้มีข้อเสีย คือ ระยะเวลาการอัดฉีดจะจำกัดด้วยช่วงเวลาการก่อตัวของเจล ถ้ามีการก่อตัวของเจลก่อนที่การอัดฉีดจะเสร็จสิ้น เครื่องสูบ ท่อและช่องทางการไหลอาจเกิดการอุดตันได้
รูปที่ 1 ถังที่ใช้สำหรับผสมสารของการอัดฉีด |
1.2 ระบบผสมแบบสองถัง (Two-Tank System)
ระบบผสมแบบสองถัง ประกอบด้วย ถังผสม 2 ใบ โดยถังใบที่ 1 ใช้บรรจุตัวเร่งปฏิกิริยา และถังใบที่ 2 ใช้บรรจุส่วนประกอบอื่นๆ รวมไว้ด้วยกัน ดังรูปที่ 2วัสดุจากแต่ละถังจะส่งเข้าสู่เครื่องสูบ ซึ่งเป็นตำแหน่งเริ่มต้นปฏิกิริยาเคมี จากนั้นสารผสมจะถูกฉีดผ่านสายไปยังจุดที่ต้องการอัดฉีด โดยระยะเวลาการอัดฉีดจะขึ้นอยู่กับช่วงเวลาของการเกิดเจลซึ่งจะเกิดภายหลังจากส่วนประกอบทั้งหมดถูกผสมเข้าด้วยกัน ระบบนี้จึงมีความเหมาะสมและสามารถควบคุมการอัดฉีดได้ดีกว่าระบบผสมรวม
รูปที่ 2 ระบบการผสมสารแบบสองถัง |
1.3 ระบบ Equal-Volume Method
ระบบ Equal-Volume Method เป็นการผสมสารแบบสองถัง ดังรูปที่ ผ4-3 โดยเครื่องอัดฉีดจะติดตั้งแยกไว้สำหรับถังแต่ละใบ ซึ่งทำงานด้วยตัวขับเคลื่อนเดียวกันส่วนประกอบในแต่ละถังจะผสมให้มีความเข้มข้นเป็นสองเท่าของปริมาณที่ออกแบบ ข้อดีของระบบนี้ คือ ความผิดพลาดในการตั้งค่าการวัดเครื่องอัดฉีดจะไม่เกิดขึ้น และความเข้มข้นของสารประกอบในการอัดฉีด สามารถปรับเปลี่ยนได้โดยกระบวนการผลิต
รูปที่ 3 ระบบการผสมสารแบบ Equal-Volume Method |
2.อุปกรณ์การอัดฉีด หรือเครื่องสูบ (Pump)
เครื่องสูบที่ใช้ในการอัดฉีดมีหลายประเภท เช่น เครื่องสูบแบบ Positive-Displacement หรือ
เครื่องสูบแบบลูกสูบ (Piston Pump)
2.1 เครื่องสูบแบบ Positive-Displacement
เครื่องสูบแบบนี้ที่นิยมใช้ได้แก่ชนิดสว่าน (Screw Pump) ซึ่งประกอบด้วยแกนหมุนกลับทำจากสแตนเลส อยู่ภายในท่อสเตเตอร์ (Stator) โดยอุปกรณ์ทั้งหมดต้องต้านทานต่อการกัดกร่อนของสารเคมี สารอัดฉีดจะถูกส่งไปยังจุดระบายออกของเครื่องอัดฉีดด้วยอัตราคงที่ ดังรูปที่ 4 เครื่องสูบแบบนี้สร้างแรงสั่นสะเทือนเพียงเล็กน้อย ทำให้สามารถรักษาระดับแรงดันให้สม่ำเสมอได้มากกว่าเครื่องสูบแบบลูกสูบ (Piston Pump) โดยเฉพาะกรณีการอัดฉีดภายใต้แรงดันต่ำ
รูปที่ 4 เครื่องสูบแบบ Positive-Displacement |
เครื่องสูบแบบลูกสูบให้ใช้แบบ Simplex Pump ดังรูปที่ 5 จะสามารถควบคุมปริมาตรและแรงดันในช่วงแคบๆ ได้ดีกว่า (เครื่องสูบแบบลูกสูบ แบ่งออกได้เป็น 2 ชนิดได้แก่ ชนิด Simplex Pump และชนิด Duplex Pump ชนิด Simplex Pump ทำงานด้วยลูกสูบหนึ่งตัวขับเคลื่อนวาล์วของเหลว 4 ตัว ในขณะที่ Duplex Pump ทำงานด้วยลูกสูบสองตัวขับเคลื่อนวาล์วของเหลว 8 ตัว โดยทั่วไป Simplex Pump จะให้ปริมาณการไหลที่สม่ำเสมอและมีขนาดเล็กกว่า Duplex Pump จึงเหมาะสมกับการอัดฉีดในที่แคบๆ อาทิเช่น งานอุโมงค์ และงานท่อ เป็นต้น)
โดยทั่วไปเครื่องสูบแบบลูกสูบ สามารถให้แรงดันสูงกว่าเครื่องสูบแบบ Positive Displacement และต้องมีการดูแลรักษาและการหล่อลื่นลูกสูบอย่างเหมาะสมเพื่อป้องกันความเสียหาย ( เครื่องสูบแบบลูกสูบ อาจมีการสัมผัสกันของโลหะ (ลูกสูบและห้องสูบ) ค่อนข้างมาก จึงอาจต้องมีการหล่อลื่นและต้องการการดูแลรักษาอย่างเหมาะสม มากกว่าเครื่องสูบแบบ Positive Displacement ) และสามารถแยกส่วนประกอบเพื่อทำความสะอาดได้ และเครื่องสูบแบบลูกสูบสามารถให้ความดันถึง 70 เมกาปาสกาล (686 กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตร) และมีปริมาณการสูบอยู่ในช่วง 1 ถึง 100 ลูกบาศก์เซนติเมตรต่อนาที (1 ถึง 100 ลิตรต่อนาที) และแหล่งพลังงานที่ใช้อาจเป็นน้ำมัน หรือไฟฟ้า
รูปที่ 5 เครื่องสูบแบบ Simplex Pump |