อุปกรณ์ทำความสะอาดสายพานกับพลังงานที่เพิ่มขึ้น

         การติดตั้งอุปกรณ์ทำความสะอาดสายพานนั้น นอกจากจะช่วยทำความสะอาดสายพานแล้วยังทำให้เครื่องสายพานลำเลียง (Belt conveyor) มีความต้องการกำลังม้าในการขับเคลื่อนเพิ่มขึ้นด้วยเช่นกัน

การขูดเอาวัสดุเกาะติดย้อนกลับออกจากสายพานด้วยอุปกรณ์ทำความสะอาดสายพาน ซึ่งเป็นการอาศัยแรงกดที่สม่ำเสมอโดยใบทำความสะอาดสายพานกระทำต่อสายพาน และแรงกดที่กระทำโดยใบทำความสะอาดสายพานนี้จะก่อให้เกิดแรงต้านหรือแรงเสียดต่อการหมุนขับเคลื่อนให้สายพานทำงานอย่างต่อเนื่อง เป็นการสิ้นเปลืองพลังงานเพิ่มขึ้น

แต่จะมีพลังงานสิ้นเปลืองเพิ่มขึ้นมากน้อยแค่ไหน และอยู่ในช่วงที่สามารถยอมรับได้หรือไม่ เพื่อแลกกับการแก้ไขปัญหาวัสดุเกาะติดสายพานย้อนกลับซึ่งเป็นต้นเหตุของปัญหาอื่นๆ อีกมากมายดังที่กล่าวไว้ในบทความอื่นๆ ในเว็บไซด์แห่งนี้

กระบวนการหากำลังม้าที่ต้องการใช้ของอุปกรณ์ทำความสะอาดสายพานตั้งอยู่บนพื้นฐานของ ความเร็วและพลังงานที่สามารถเอาชนะต่อแรงเสียดทานทั้งหมดในระบบขณะเริ่มเดินเครื่อง เพื่อขับให้สายพานเคลื่อนที่ขนถ่ายลำเลียงวัสดุ ซึ่งแรงนี้หาจากแรงบิด (Torque) กระทำที่เพลาของอุปกรณ์ทำความสะอาดสายพาน ค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานระหว่างสายพานกับใบทำความสะอาดสายพาน (Coefficient of friction) และแรงยึดเกาะของวัสดุติดสายพานย้อนกลับ (Carryback Cohesive strength) เพราะค่าต่างๆ เหล่านี้มีผลต่อแรงเสียดทานที่เกิดเพิ่มขึ้นของระบบนั่นเอง 

การคำนวณค่ากำลังม้าที่ต้องการเพิ่มขึ้นเมื่อมีการติดตั้งอุปกรณ์ทำความสะอาดสายพาน นั้นสามารถหาได้โดยใช้สมการ

 F (lbs)   = BDW (inch) x Load (lbs/inch)                                    (1) 

Horsepower (hp) = [F (lbs) x f x v (ft/min)]/33,000                   (2) 

และ  

F (Newtons)   = BDW (mm) x Load (Newtons/mm)                   (3) 

Horsepower (KW) = [F (Newtons) x f x v (m/s)]/1,000             (4) 

เมื่อ       

Power  = กำลังม้าที่ต้องการเพิ่มขึ้น

F        = แรงกระทำ

          BDW    = หน้ากว้างของใบทำความสะอาดสายพาน

            Load   = ภาระที่ใบทำความสะอาดกระทำกับสายพาน

                   = แรงกดที่ใบทำความสะอาดทำกับสายพาน x ความหนาของใบทำความสะอาด 

            f         = ค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานระหว่างสายพานกับใบทำความสะอาดสายพาน

            v        = ความเร็วของสายพาน 

หมายเหตุ : จากการศึกษาของ Bureau of Mines พบว่า แรงกดที่เหมาะสมระหว่างใบทำความสะอาดกับสายพาน ซึ่งให้ประสิทธิภาพในการทำความสะอาดสูง อายุการใช้งานและการสึกหรอของอุปกรณ์ทำความสะอาดสายพานเหมาะสม มีค่า 11-14 psi 

          มาดูตัวอย่างในการคำนวณ สายพานลำเลียงหน้ากว้าง 48” (1219 mm) ลำเลียงถ่านหิน 1500 (t/hr)(1365 metricton/hr) ทำงานด้วยความเร็ว 600 ft/min (3 m/s) ใบทำความสะอาดสายพานหนา 0.25 inch ( 6.35 mm) ทำจากโลหะมีค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานกับสายพานเท่ากับ 1 และกดสายพานด้วยแรงดัน 14 psi ค่ากำลังม้าที่ต้องการเพิ่มขึ้นคือ 

                        Load (lbs/inch)         = (14 lbs/in²) x 0.25 inch

                                                = 3.5 lbs/in

จากสมการ (1) แทนค่า

                        F(lbs)            = 48 inch x 3.5 lbs/inch

                                       = 84 lbs. 

และ                Horsepower (hp)       = (84 lbs x 1 x 600 ft/min)/33,000

                                                = 1.53 hp 

          สรุปค่ากำลังงานที่ต้องการเพิ่มขึ้น      = 1.53 แรงม้า 

ถ้ามีอุปกรณ์ทำความสะอาดสายพานหลายตัวก็ทำการคำนวณทุกตัวแล้วนำมารวมกัน ก็จะเป็นกำลังงานที่ต้องการเพิ่มขึ้นทั้งหมดจากการติดตั้งอุปกรณ์ทำความสะอาดสายพาน