जलपंप संयोजन में उपयोग होने वाली नरम सामग्रियों का सीलिंग परी

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【कीवर्ड】पंप वाल्व, सीलिंग परीक्षण【पेपर सारांश】जलपंपों में उपयोग होने वाले सॉफ्ट फिलिंगों का सीलिंग परीक्षण। फिलिंग-आधारित सीलिंग में फिलिंगों के स्रोत विविध होते हैं, इनका निर्माण आसान होता है, इनकी कीमत कम होती है, ये विश्वसनीय रूप से सील करती हैं, एवं इनका उपयोग करना भी आसान होता है; इसलिए इनका उपयोग कई क्षेत्रों में किया जाता है। पिछले कुछ वर्षों में, सीलिंग पैडों के विकास के कारण, पैड-सीलिंग में सामग्री, संरचना एवं अन्य विशेषताओं के मामले में काफी सुधार हुआ है। इस कारण मशीनरी उद्योग में पैड-सीलिंग का उपयोग और अधिक होने लगा है, जिससे अच्छा आर्थिक लाभ भी प्राप्त हो रहा है। 1. फिलर सीलिंग की कार्यप्रणाली: मशीनरी उद्योग में, फिलर सीलिंग का उपयोग मुख्य रूप से गतिशील सीलिंग हेतु किया जाता है। इसका उपयोग आमतौर पर सेंट्रीफ्यूज पंप, कंप्रेसर, वैक्यूम पंप, मिक्सर आदि में धुरियों के सीलिंग हेतु किया जाता है। फिलिंग सीलिंग के डिज़ाइन में, मशीनरी की कार्य-परिस्थितियों को मुख्य विचार के रूप में ध्यान में रखना आवश्यक है। फिलिंग के चयन हेतु निम्नलिखित शर्तों को ध्यान में रखना आवश्यक है: (1) फिलिंग में कुछ हद तक लचीलापन होना चाहिए; ताकि दबाव के कारण उसमें एक निश्चित त्रिज्यीय बल उत्पन्न हो सके, एवं वह धुरी के संपर्क में आ सके। (2) इसमें पर्याप्त रासायनिक स्थिरता होती है; यह माध्यम को प्रदूषित नहीं करता। भराव सामग्री, माध्यम के कारण फूलती नहीं है। भराव सामग्री में मौजूद घोलक, माध्यम द्वारा घुलता नहीं है। साथ ही, भराव सामग्री स्वयं भी सीलिंग सतह को क्षतिग्रस्त नहीं करती। (3) फिलर में स्व-चिकनाई की क्षमता अच्छी होती है; यह घिसावट को सहन कर सकता है, एवं इसका घर्षण गुणांक कम होता है। (4) जब धुरी में थोड़ा सा विचलन होता है, तो फिलर में पर्याप्त लचीलापन होना आवश्यक है। (5) इसका निर्माण सरल है, एवं इसमें भराव सामग्री को डालना भी आसान है। इसके लिए, भराव सामग्री में मौजूद चिकनाई पदार्थों की मात्रा को नियमित रूप से समायोजित करना आवश्यक है; ताकि कुछ समय तक उपयोग करने के बाद जो चिकनाई पदार्थ खो जाता है, उसकी भरपाई की जा सके। साथ ही, आयतन में होने वाले परिवर्तनों के कारण भराव सामग्री पर लगने वाले दबाव में होने वाली कमी की भी भरपाई की जानी आवश्यक है। बेशक, ऐसे में फिलर पर लगातार दबाव पड़ता है, जिसके कारण अंततः इम्बेडिंग एजेंट समाप्त हो जाता है। इसलिए, फिलर को नियमित रूप से बदलना आवश्यक है। इसके अलावा, तरल परत को बनाए रखने एवं घर्षण से उत्पन्न होने वाली गर्मी को दूर करने हेतु, फिलर क्षेत्र में थोड़ा सा लीकेज होना भी आवश्यक है। जलपंपों में उपयोग होने वाले डिस्क-रैपर पैकिंग सामग्रियों से जुड़ी समस्याएँ: जलपंपों में धुरी को सील करने हेतु आमतौर पर तेल-मिश्रित एस्बेस्टोस डिस्क-रैपर या तेल-मिश्रित कपासी धागों से बने डिस्क-रैपर ही उपयोग म तेल-मिश्रित एस्बेस्टोस से बने रैपरों में ऊष्मा-प्रतिरोधकता, अच्छी लचीलापन एवं उच्च मजबूती जैसे गुण होते हैं। लेकिन इनके कुछ गंभीर नुकसान भी हैं – बुनने के बाद इनकी सतह खुरदरी हो जाती है, घर्षण गुणांक अधिक होता है, एवं इनमें लीकेज होने की समस्या भी होती है। इसके अलावा, लंबे समय तक उपयोग करने पर इनमें मौजूद लुब्रिकेंट आसानी से निकल जाता है। तेल में भिगोए गए कपास के धागों से बने रूटिंग्स, पानी में लंबे समय तक रहने पर बहुत कठोर हो जाते हैं; साथ ही, चूँकि इनका विस्तार-गुणांक अधिक होता है, इसलिए घर्षण भी अधिक होता ह वास्तविक उत्पादन प्रक्रिया में, अक्सर ऐसी स्थिति उत्पन्न हो जाती है – नए बनाए गए उपकरणों के शुरुआती चरणों में तो धुरी-सीलिंग ठीक रहती है, लेकिन थोड़े समय बाद ही लीकेज की मात्रा बढ़ने लगती है। इसके कारण प्रेसर-कैप को समायोजित करने एवं फिलिंग को बदलने की आवश्यकता भी बढ़ जाती है। एक चक्र पूरा होने से पहले ही धुरी-कवर क्षतिग्रस्त हो जाता है; गंभीर मामलों में तो धुरी-कवर ही टूट जाता है। इसके अलावा, वॉटर-सीलिंग रिंग के पीछे मौजूद फिलिंग भी सड़ जाती है, जिसके कारण सीलिंग का कार्य ठीक से नहीं हो पाता। सामान्य तौर पर, रैबर फिलिंग में निम्नलिखित कमियाँ होती हैं: (1) रैबर फिलिंग, धुरी के सीधे संपर्क में रहती है, एवं दोनों के बीच घूर्णन होने के कारण धुरी एवं उसके कवर में क्षय हो जाता है; इसलिए धुरी के कवर को नियमित रूप से या समय-समय पर बदलना आवश्यक है। (2) डिस्क रैपर एवं धुरी/शाफ्ट के बीच उत्पन्न होने वाली घर्षण ऊष्मा को समय पर दूर करने हेतु, डिस्क रैपर सील में कुछ मात्रा में लीकेज होना आवश्यक है; लेकिन इसे नियंत्रित करना कठिन है। (3) पैकिंग और धुरी/शाफ्ट के बीच होने वाला घर्षण, मोटर की वास्तविक शक्ति को कम कर देता है; इस कारण बिजली की अतिरिक्त खपत होती है। कभी-कभी यह खपत 5%–10% तक भी पहुँच जाती है। सामान्य तौर पर, पैकिंग सामग्री में निम्नलिखित कमियाँ होती हैं: सीलिंग के सिद्धांत के अनुसार, सीलिंग चैंबर में तरल पदार्थ के लीक होने के तीन मार्ग होते हैं; इनमें से एक तो यह है कि तरल पदार्थ फाइबर सामग्री से होकर बाहर निकल जाता है, जिससे लीकेज होता है। ； दूसरा कारण, फिलर एवं फिलर बॉक्स के बीच से होने वाला रिसाव है। ； तीसरा कारण है, फिलर एवं धुरी की सतह के बीच से होने वाला रिसाव। इसलिए, पानी के पंपों से लीकेज रोकने हेतु सबसे महत्वपूर्ण उपाय यह है: (1) सीलिंग फिलिंग का उचित चयन करना। ； (2) उचित डिज़ाइन वाले सीलिंग चैंबर बनाएं, एवं सीलिंग हेतु उचित दबाव निर्धारित करें। 3. सॉफ्ट फिलर सीलिंग का डिज़ाइन: डिज़ाइन की गई फिलर चैंबर संरचना चित्र 2 में दर्शाई गई है। फिलिंग चैंबर में एक उत्कृष्ट सीलिंग सामग्री भरी जाती है; यह सामग्री कार्बन फाइबर, उच्च शुद्धता वाला ग्रेफाइट, पॉलीटेट्राफ्लोरोएथिलीन, ऑर्गेनिक सीलेंट आदि से मिलकर बनी होती है। यह -18℃ से 200℃ तक के तापमानों को सहन कर सकता है; इसका अधिकतम दबाव 0.7 मेगापास्कल है, जबकि अधिकतम गति 8 मीटर/सेकंड है। यह जंग प्रतिरोधी है, एवं इसके लिए उपयुक्त pH मान 4 से 13 के बीच है। यह मुख्य रूप से जलीय माध्यमों के लिए ही उपयुक्त है। इस नरम भराव सामग्री की स्थिति मिट्टी जैसी होती है; इसका घर्षण गुणांक कम होता है, एवं विभिन्न पदार्थों के बीच आकर्षण बल भी कम होता है। धुरी के घूमने की प्रक्रिया में, फिलर में मौजूद रेशे धुरी पर लिपट जाते हैं, एवं धुरी के साथ ही घूमते रहते हैं। इस प्रकार एक “घूर्णन परत” बन जाती है। यह “घूर्णन परत”, धुरी या उसके कवर की सुरक्षा करती है; जिससे धुरी/कवर का क्षय नहीं होता, एवं ऊर्जा की खपत भी कम हो जाती है। ； जैसे-जैसे “घूर्णन परत” का व्यास बढ़ता जाता है, अक्ष द्वारा तंतुओं को लपेटने की क्षमता धीरे-धीरे कम होती जाती है। ऐसी स्थिति में तंतु अक्ष से नहीं लपेटे जाते, बल्कि फिलर गुहा की आंतरिक दीवारों के साथ स्थिर रहते हैं। इस प्रकार फिलर गुहा के भीतर एक “कटाव परत” बन जाती है। ऐसी स्थिति में, सापेक्ष घूर्णन गति के कारण उत्पन्न घर्षण/कटाव क्षेत्र फिलरों के बीच ही मौजूद रहता है, न कि फिलरों एवं अक्ष के बीच। इसके अलावा, इंजेक्ट किए गए फिलरों के दोनों सिरों पर पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन से बने फिलर लगाए जाते हैं; इन फिलरों की मदद से मिश्रित नरम फिलरों को दबाकर ठीक से रखा जाता है। इसलिए, जब धुरी उच्च गति से घूमती है, तो मिश्रित फिलरों के दबकर बाहर निकलने से बचने हेतु, फिलरों के रहने वाले कक्ष एवं प्रेस कवर में विशेष रूप से सर्पिल आकार की खाँचें बनाई गई हैं। ध्यान देने योग्य बात यह है कि फिलरों के दोनों सिरों पर स्थित सर्पिल खाँचों की दिशाएँ एक-दूसरे के विपरीत होनी चाहिए; ऐसा करने से धुरी के घूमने पर मिश्रित फिलरों पर आंतरिक दिशा में दबाव पड़ता है, जिससे फिलरों का बाहर निकलना रोका जा सकता है। 4. जलपंप परीक्षण: कंबाइंड पैकिंग सामग्री का डिज़ाइन एवं निर्माण पूरा होने के बाद, इसका परीक्षण जलपंप परीक्षण मंच पर किया जाता है। परीक्षण मंच की डिज़ाइन स्थितियाँ निम्नलिखित हैं: मोटर की गति 1500 आर/मिनट, कार्यदबाव 1 मेगापास्कल, प्रयोग में आने वाला पदार्थ पानी है, एवं पदार्थ का तापमान सामान्य तापमान है। फिलर भरने की प्रक्रिया निम्नलिखित चरणों के अनुसार की जाती है: (1) फिलर रखने वाले स्थान को साफ करें, एवं धुरी की सतह पर कोई खरोंच या अन्य दोष तो नहीं हैं, इसकी जाँच करें। धुरी की सतह की खुरदराहट Ra1.6 मानक के अनुरूप होनी चाहिए। ； (2) पर्सेंटेज गेज का उपयोग करके, सीलिंग वाले हिस्से में धुरी के त्रिज्यीय आंदोलन की जाँच की जानी चाहिए; इसकी त्रुटि 0.03 मिमी से 0.08 मिमी की सीमा में होनी चाहिए। (3) भरने के समय, पॉलीटेट्राफ्लोरोएथिलीन से बने घुंघराले टुकड़ों को लगाते समय सबसे अच्छा यह होगा कि पहले ऐसी लकड़ी की छड़ ली जाए, जिसका आकार धुरी के बराबर हो। इस लकड़ी की छड़ पर पॉलीटेट्राफ्लोरोएथिलीन के घुंघराले टुकड़ों को लपेट दिया जाए, फिर उसे चाकू से काट दिया जाए। कटाव का कोण 45° होना चाहिए। अब, भराव सामग्री को गहराई में धकेलने हेतु, भराव सामग्री के आकार के ही दो लकड़ी के टुकड़ों का उपयोग किया जाए। इन लकड़ी के टुकड़ों को धुरी पर लगाकर भराव सामग्री को उसके अंदर धकेल दिया जाए। इसके बाद, लकड़ी के टुकड़ों पर दबाव डालकर उन्हें पहले से ही संपीडित कर दिया जाए। ध्यान रखें कि भराव सामग्री गुहा के तल पर समतल ही रहे। (3) मिश्रित मिट्टी जैसे पदार्थ को भरते समय, उसे लगातार दबाना आवश्यक है; इसके लिए लकड़ी के धातुओं का उपयोग किया जाता है। अंत में, पॉलीटेट्राफ्लोरोएथिलीन का उपयोग करके भरने वाले पदार्थ को बाहर से दबाया जाता है, ताकि दबाव समान रूप से वितरित हो सके। इसके बाद, कवर को थोड़ा ढीला कर दिया जाता है, और इस प्रकार भरने की प्रक्रिया पूरी हो जाती है। परिचालन परीक्षण किया गया। शुरुआत में, रिसाव थोड़े-थोड़े बूँदों के रूप में हो रहा था; जब रिसाव बढ़ने लगा, तो प्रेसर कवर बोल्टों को उचित तरीके से कस दिया गया। यदि तापमान बहुत अधिक हो, तो बोल्टों को थोड़ा ढीला कर दें। जब यह सुचारू रूप से काम करने लगता है, तो लीकेज लगभग बंद हो ज 60 घंटे तक परीक्षणात्मक रूप से इसे चलाने के बाद, फिलिंग सीलिंग वाले हिस्से को देखा गया। पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन से बने एंड रिंगों का आकार अभी भी सही है; मिश्रित नरम फिलिंगों में कोई टूट-फूट नहीं हुई है, एवं धुरी पर कोई क्षति के निशान भी नहीं हैं। 5 निष्कर्ष: (1) संयुक्त प्रकार के नरम भराव पदार्थों से पंप की यांत्रिक दक्षता में वृद्धि होती है, एवं धुरी के क्षय में कमी आती है। चूँकि फिलर कैप से लंबे समय तक रिसाव नहीं होता, इसलिए पर्यावरण की रक्षा होती है। (2) इसकी देखभाल भी आसान है; जब रिसाव अधिक होता है, तो बिना काम रोके ही फिलर डाला जा सकता है। इससे पंप का निरंतर कार्यकाल बढ़ जाता है, जिससे मानव श्रम एवं मरम्मत लागतों में बचत होती है। प्रारंभिक अनुमानों के अनुसार, प्रत्येक पंप से हर साल हजारों रुपये की ऊर्जा बचत होती है। (3) संयुक्त प्रकार के नरम भराव सामग्रियों का बहुत ही व्यापक उपयोग है।