वाल्व ड्राइव उपकरणों के प्रकार एवं विशेषताएँ (बेल्ड वाल्व)

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वाल्व ड्राइव डिवाइस, वह उपकरण है जिसका उपयोग वाल्वों को संचालित करने एवं उनसे जोड़ने हेतु किया जाता है। इस उपकरण को मैनुअल, विद्युत, पनडुब्बीय, तरल-चालित, या इनमें से किसी भी संयोजन के रूप में ऊर्जा स्रोतों के द्वारा संचालित किया जा सकता है। इसकी गति को स्ट्रोक, टॉर्क, या अक्षीय बल के मान द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है। वाल्व ड्राइव उपकरणों का चयन, वाल्व ड्राइव उपकरणों के प्रकारों एवं उनके गुणों को अच्छी तरह समझने के बाद ही किया जाना चाहिए। यह चयन, वाल्व के प्रकार, उपकरण के कार्य-मानकों, एवं वाल्व की पाइपलाइन या उपकरण में स्थिति पर निर्भर है। वर्तमान में, हमारे देश में वाल्व ड्राइव उपकरणों के कनेक्शन संबंधी मुख्य रूप से दो मानक हैं – GB/T 12222 “बहु-घूर्णन वाल्व ड्राइव उपकरणों का कनेक्शन” एवं GB/T 12223 “आंशिक-घूर्णन वाल्व ड्राइव उपकरणों का कनेक्शन”。 ये दोनों मानक, क्रमशः ISO 5210 एवं ISO 5211 मानकों के समतुल्य हैं। “बहु-घूर्णन वाले वाल्व ड्राइव उपकरणों का संयोजन” मुख्य रूप से गेट वाल्व, कट-ऑफ वाल्व, थ्रोटल वाल्व एवं डायाफ्राम वाल्वों हेतु उपयोग में आने वाले ड्राइव उपकरणों एवं वाल्वों के बीच के संयोजन संबंधी मापदंडों हेतु प्रयोग में आता है “आंशिक घूर्णन वाले वाल्वों के ड्राइव उपकरणों का संयोजन” विशेष रूप से बॉल वाल्व, बटरफ्लाई वाल्व एवं नॉब वाल्वों में प्रयोग होने वाले ड्राइव उपकरणों एवं वाल्वों के बीच के संयोजन संबंधी मापदंडों हेतु उपयोगी वाल्व ड्राइव उपकरणों को उनकी गति-प्रकृति के आधार पर दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है – रेखीय गति वाले एवं कोणीय गत डायरेक्ट-स्ट्रोक ड्राइव डिवाइस, वास्तव में मल्टी-रोटेशन वाले वाल्व ड्राइव डिवाइस हैं; इनका उपयोग मुख्य रूप से विभिन्न प्रकार के गेट वाल्व, कट-ऑफ वाल्व एवं थ्रोटल वाल्वों में किया जाता है। ； कोणीय गति चालन उपकरण, वह उपकरण है जो केवल 90° का कोण ही घुमा सकता है; ऐसे उपकरण मुख्य रूप से विभिन्न प्रकार के बॉल वाल्व, बटरफ्लाई वाल्व आदि में उपयोग में आते हैं। वाल्व ड्राइव उपकरणों को ऊर्जा स्रोत के आधार पर विभिन्न श्रेणियों में वर्गीकृत किया जा सकता है – मैनुअल (हैंडल/हैंडव्हील आधारित, स्प्रिंग-लीवर आधारित), इलेक्ट्रिक (इलेक्ट्रोमैग्नेटिक आधारित, इलेक्ट्रिक मोटर आधारित), पनडुब्बी आधारित (डायाफ्राम आधारित, सिलेंडर आधारित, ब्लेड आधारित, एयर इंजन आधारित, फिल्म/रैकेट आधारित), हाइड्रोलिक (हाइड्रोलिक सिलेंडर आधारित, हाइड्रोलिक मोटर आधारित), एवं संयुक्त प्रकार (इलेक्ट्रो-हाइड्रोलिक, एयर-हाइड्रोलिक) आदि। विभिन्न प्रकार के वाल्व ड्राइव उपकरणों में, इलेक्ट्रिक उपकरण ही प्रमुख हैं; इनका उपयोग मुख्य रूप से बंद-लूप वाल्वों में किया जाता है। वायवीय उपकरणों का उपयोग हाल ही में विस्फोट-रोधी आवश्यकताओं वाले क्षेत्रों में व्यापक रूप से किया जा रहा है; इनमें से फिल्म-आधारित वायवीय उपकरणों का उपयोग मुख्य रूप से नियंत्रण व हाइड्रोलिक उपकरणों का उपयोग लंबी दूरी तक स्थित पाइपलाइनों में स्थित आपातकालीन वाल्वों, एवं कुओं के मुहानों पर स्थित रिलीफ वाल्वों में व्यापक रूप से किया ज मैनुअल उपकरणों में प्रयोग होने वाले हैंडव्हील, आमतौर पर कम/मध्यम दबाव वाले वाल्वों पर ही लगाए जाते हैं। ； हैंडलों का उपयोग उच्च दबाव एवं अत्यधिक दबाव वाले वाल्वों, बॉल वाल्वों एवं नॉब वाले वाल्वों में किया जाता है। गैस-तरल संयुक्त उपकरण, मुख्य रूप से गैस पाइपलाइनों में, ऐसे बाहरी क्षेत्रों में उपयोग में आता है जहाँ बिजली की सुविधा नहीं होती। इसका ऊर्जा स्रोत, पाइपलाइन में मौजूद गैस ही होती है। 1. वाल्वों के मैनुअल उपकरण: मैनुअल रूप से संचालित होने वाले वाल्व, विभिन्न परिस्थितियों में पाइपलाइनों में सबसे अधिक उपयोग में आते हैं। एक प्रकार में, हैंडव्हील या हैंडल को सीधे ही चलाया जाता है; जबकि दूसरे प्रकार में, हैंडव्हील को गियरों की मदद से ही चलाया जाता है। 1) हैंडव्हील या हैंडल। आम तौर पर, जब वाल्व को खोलने/बंद करने हेतु आवश्यक बल कम होता है, तो एक व्यक्ति या अधिकतम दो व्यक्तियों की सामान्य शारीरिक शक्ति से ही वाल्व को खोला/बंद किया जा सकता है। आम तौर पर, हैंडव्हील या हैंडल बनाने हेतु चाकूदार लोहा, स्फेरोइडल ग्लास आयरन, या कार्बन स्टील का उपयोग किया जाता है; कभी-कभी एल्यूमिनियम मिश्र धातु या प्लास्टिक का भी उपयोग किया जाता है। 2) टक्कर-आधारित हैंडव्हील। उच्च दबाव वाले वाल्वों में, संचालन हेतु आवश्यक टॉर्क को बढ़ाने हेतु आमतौर पर “इम्पैक्ट टाइप” के हैंडव्हीलों का उपय इम्पैक्ट टाइप हैंडव्हील में, हैंडव्हील एवं वाल्व स्टीम के नट के बीच उचित दूरी होती है; इस कारण हैंडव्हील अकेले ही कुछ कोण तक घूम सकता है। वाल्व को खोलने/बंद करने के समय, हैंडव्हील को तेज़ी से घुमाया जा सकता है, जिससे हैंडव्हील से वाल्व स्टीम के नट पर एक झटका लगता है। यह झटका सामान्य हैंडव्हील की तुलना में अधिक होता है, जिससे वाल्व को खोलने/बंद करने हेतु आवश्यक टॉर्क में वृद्धि हो जाती है। 3) गियर ड्राइव वाला मैनुअल उपकरण। जब किसी वाल्व को एक ही व्यक्ति द्वारा संचालित करने हेतु काफी अधिक बल की आवश्यकता होती है, तो ऐसी स्थितियों में आमतौर पर गियर या वर्म गियर सिस्टम का उपयोग किया जाता है; ताकि वाल्व को खोलने/बंद करने हेतु आवश्यक बल कम हो सके। गियर ड्राइव सिस्टम में सीधे गियरों का उपयोग, एवं पेरिस्कोपल गियरों का उपयोग भी होता ह गियर ट्रांसमिशन अनुपात आमतौर पर 1:3 होता है; इसका उपयोग मुख्य रूप से वाल्वों में किया जाता है। गियर ड्राइव में ओपन-टाइप वन-स्टेज गियर ड्राइव एवं क्लोज्ड-टाइप टू-स्टेज गियर ड्राइव होती है; वर्तमान में अधिकतर क्लोज्ड-टाइप टू-स्टेज गियर ड्राइव का ही उपयोग किया जाता है। मैनुअल उपकरणों के फायदे एवं नुकसान:
**फायदे:**
a. सरल संरचना।
b. कम लागत।

**नुकसान:**
a. इसकी स्थापना ऊपरी हिस्से में होती है; इसलिए इसका उपयोग करना कठिन है।
b. ऊपरी हिस्से में पर्याप्त जगह की आवश्यकता होती है।

**अन्य विकल्प:**
a. ऐसी संरचनाओं में कार्य करना आसान है।
b. कंपन के कारण सहायक संरचनाओं पर अत्यधिक दबाव पड़ता है; साथ ही ऐसी संरचनाएँ जल्दी ही क्षतिग्रस्त हो जाती हैं।

**वर्म एवं गियर आधारित संरचनाएँ:**
a. ऐसी संरचनाओं में पूर्ण सीलिंग एवं लुब्रिकेशन संभव है।
b. लेकिन ऐसी संरचनाओं के कारण ड्राइव उपकरण की ऊँचाई बढ़ जाती है।

**मैनुअल आपातकालीन बंद करने हेतु:**
मैनुअल रूप से वाल्व को बंद करने हेतु, हैंडव्हील को घुमाने में लगने वाले समय का ध्यान रखना आवश्यक है।

**मैनुअल ड्राइव के फायदे:**
– इसकी लागत कम है।
– मानव द्वारा ही इसका उपयोग किया जा सकता है।

**नुकसान:**
कंपन के कारण वाल्व के आंतरिक भाग क्षतिग्रस्त हो सकते हैं, या लोहे की संरचनाएँ टूट सकती हैं।

**वाल्व के इलेक्ट्रिक उपकरण:**
वाल्व के इलेक्ट्रिक उपकरणों में दो प्रकार हैं – “बहु-चरणीय” (Z-आकार) एवं “आंशिक-चरणीय” (Q-आकार)। पहला प्रकार, लिफ्टिंग रॉड वाले वाल्वों के लिए उपयोग में आता है; जैसे – गेट वाल्व, कट-ऑफ वाल्व, थ्रोटल वाल्व, डायाफ्राम वाल्व आदि। ； दूसरा प्रकार, उन वाल्वों के लिए उपयोग में आता है, जैसे कि बॉल वाल्व, नॉब वाल्व, बटरफ्लाई वाल्व आदि; ऐसे वाल्व 90° के कोण पर ही खुलते वाल्व इलेक्ट्रिक डिवाइसों के फायदे एवं नुकसान
**फायदे:**
a. इनका उपयोग विभिन्न परिस्थितियों में किया जा सकता है; वातावरणीय तापमान का इन पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता।
b. इनका आउटपुट टॉर्क सीमा बहुत व्यापक होती है।
c. इनका नियंत्रण आसान होता है; इससे प्रक्रिया-प्रणालियों का स्वचालन संभव हो जाता है।
d. इन्हें अत्यंत छोटे आकार में भी बनाया जा सकता है।
e. इनमें स्वयं-लॉकिंग सुविधा होती है।
f. इनकी स्थापना, रखरखाव एवं मरम्मत आसान होती है।

**नुकसान:**
a. इनकी संरचना जटिल होती है।
b. इनकी यांत्रिक दक्षता कम होती है; आमतौर पर यह केवल 25–60% ही होती है।
c. इनकी आउटपुट गति बहुत अधिक या बहुत कम नहीं हो सकती।
d. ये विद्युत वोल्टेज/आवृत्ति में होने वाले परिवर्तनों से प्रभावित हो जाती हैं।

**तीसरा: वाल्व पनडुब्बी डिवाइस**
वाल्व पनडुब्बी डिवाइसों का उपयोग विस्फोट-रोधी वातावरणों में किया जाता है। इनकी संरचनात्मक विशेषताओं के आधार पर, इन्हें तीन श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है – फिल्म-आधारित पनडुब्बी डिवाइस, सिलेंडर-आधारित पनडुब्बी डिवाइस, एवं झूलने वाले पनडुब्बी डिवाइस। इसके अलावा, पनडुब्बी मोटर-आधारित डिवाइस भी होते हैं। विशिष्ट वायवीय उपकरण एवं वायु-मार्ग प्रणाली। एकल सिलेंडर वाले पनडुब्बी उपकरणों की विशेषताएँ:
अ. सरल संरचना
ब. गैस स्रोत आसानी से उपलब्ध होता है।
स. उच्च गति पर ऑन/ऑफ किया जा सकता है।
द. हाई-स्पीड डिवाइस लगाकर ऑन/ऑफ गति को आवश्यकतानुसार समायोजित किया जा सकता है।
ई. गैस की संपीड्यता अधिक होती है; इसलिए बंद करते समय लचीलापन होता है।

कमियाँ:
अ. हाइड्रोलिक उपकरणों की तुलना में इसकी संरचना बड़ी होती है; इसलिए बड़े आकार एवं उच्च दबाव वाले वाल्वों के लिए यह उपयुक्त नहीं है। ख. चूँकि गैसों में संपीडनीयता होती है, इसलिए उनकी गति समान नहीं रह पाती।
IV. तरल-चालित उपकरण: वाल्वों के तरल-चालित उपकरण, ऊर्जा स्रोत, नियंत्रण तंत्र एवं कार्यान्वयन तंत्र – इन तीन भागों से मिलकर बने होते हैं। ऊर्जा स्रोत का कार्य, विद्युत या पनडुब्बी इंजनों की प्रभावी शक्ति को, तरल पदार्थों को एक जगह से दूसरी जगह ले जाने हेतु आवश्यक ऊर्जा में परिवर्तित करना है। नियंत्रण भाग, नियंत्रण वाल्वों से मिलकर बना होता है; जैसे कि दबाव नियंत्रण वाल्व, प्रवाह नियंत्रण वाल्व, दिशा नियंत्रण वाल्व, एवं विद्युत नियंत्रण प्रणाली। निष्पादन तंत्र दो प्रकार के होते हैं; एक है ऑयल सिलेंडर आधारित निष्पादन तंत्र, जो आने-जाने वाली रैखिक गति को संभव बनाता है। ； दूसरा विकल्प है ऑयल मोटर एक्जीक्यूटर, जो घूर्णन गति प्रदान करता है। हाइड्रोलिक उपकरणों के लाभ एवं हानियाँ
**लाभ:**
a. संरचना सरल, कॉम्पैक्ट है; आकार छोटा है।
b. आउटपुट बल अधिक है; ड्राइव प्रक्रिया स्थिर एवं विश्वसनीय है।
c. कम या उच्च गति प्राप्त करना आसान है; गति को आसानी से नियंत्रित किया जा सकता है।
d. दूर से भी स्वचालित रूप से नियंत्रण किया जा सकता है।
e. हाइड्रोलिक तेल की चिपचिपाहट के कारण दक्षता बढ़ती है; इसमें स्व-चिकनाई एवं जंग-रोधी गुण भी हैं।

**हानियाँ:**
a. तेल के तापमान के कारण तेल की चिपचिपाहट में परिवर्तन होता है।
b. हाइड्रोलिक घटकों एवं पाइपों में लीकेज होने की संभावना है।
c. पाइपों की मरम्मत करना कठिन है।
d. संकेतों पर विभिन्न प्रकार की गणनाएँ करने हेतु यह उपकरण उपयुक्त नहीं है।

**पाँचवाँ भाग: संयुक्त ड्राइव उपकरण**
वाल्वों हेतु हाइड्रोलिक ड्राइव उपकरणों को विद्युत/वायवीय उपकरणों के साथ मिलाकर विद्युत-हाइड्रोलिक/वायवीय-हाइड्रोलिक सिस्टम बनाया जा सकता है। चित्र 9 में, पाइपलाइनों को बंद करने हेतु उपयोग में आने वाला वायु-तरल संचालित आपातकालीन बंद करने वाला वाल्व दर्शाया गय इलेक्ट्रो-हाइड्रोलिक ड्राइव सिस्टम के फायदे एवं नुकसान
**फायदे:**
a. उच्च आउटपुट शक्ति।
b. वाल्वों को तेज़ी से खोलना/बंद करना संभव है।

**नुकसान:**
a. उच्च कीमत।
b. जटिल संरचना।

गैस-हाइड्रोलिक ड्राइव सिस्टम के फायदे एवं नुकसान
**फायदे:**
a. संरचना सरल है; ट्रांसमिशन स्थिर है, एवं उच्च आउटपुट टॉर्क प्राप्त किया जा सकता है।
b. स्थलीय परिस्थितियों के अनुसार सबसे उपयुक्त ऊर्जा स्रोत चुना जा सकता है।
c. डिफ़ायरेंट प्रेशर वाल्व के माध्यम से अधिकतम आउटपुट टॉर्क को सटीक रूप से नियंत्रित किया जा सकता है।
d. गति नियंत्रण आसान है; नियंत्रण की सीमा अधिक है, एवं यह ग्रेडलेस गति नियंत्रण है।
e. विभिन्न प्रकार के स्वचालित नियंत्रण प्रणालियों के लिए उपयुक्त है।
f. वाल्व ड्राइव सिस्टम में एनर्जी स्टोरेज उपकरण भी जोड़े जा सकते हैं।

**नुकसान:**
a. उच्च कीमत।
b. जटिल संरचना; विश्वसनीयता कम है।