【प्रतिदिन एक प्रश्न】 गहन प्रसंस्करण 20161108 – प्रश्नोत्तर: दबाव कम करने वाले वाल्व के कार्य सिद्धांत को संक्षेप में बताइए।

प्रेशर रिलीफ वाल्व, डायाफ्राम, स्प्रिंग, पिस्टन जैसे संवेदनशील घटकों के द्वारा वाल्व-फ्लैप एवं वाल्व-सीट के बीच की दूरी को नियंत्रित करता है; इस प्रकार इनलेट दबाव को आवश्यक आउटलेट दबाव तक कम किया जाता है। माध्यम की अपनी ऊर्जा के आधार पर, आउटलेट दबाव स्वचालित रूप से स्थिर रहता है।

मुझे नहीं पता कि आप जिस वाल्व की बात कर रहे हैं, वह स्व-संचालित प्रकार का है, या दबाव-नियंत्रण वाला वाल्व है।

डिस्प्रेशर वाल्व, पनडुब्बी-संचालित नियंत्रण वाल्वों का एक आवश्यक घटक है। इसका मुख्य कार्य, गैस स्रोत से आने वाले दबाव को कम करके उसे एक निश्चित मान पर स्थिर रखना है; ताकि नियंत्रण वाल्व को नियंत्रण हेतु आवश्यक स्थिर गैस ऊर्जा प्राप्त हो सके। संरचनात्मक दृष्टि से, इन्हें फिल्म-प्रकार, स्प्रिंग-फिल्म प्रकार, पिस्टन-प्रकार, लीवर-प्रकार एवं वेवबेल-प्रकार में विभाजित किया जा सकता है। ； वाल्व सीटों की संख्या के आधार पर, इन्हें “एकल-सीट वाला” एवं “द्विसीट वाला ； वाल्व फ्लैप की स्थिति के आधार पर इसे प्रत्यक्ष क्रियाशील एवं विपरीत क्रियाशील श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है।

डिस्प्रेशर वाल्व, वाल्व के अंदर स्थित वाल्व-भागों की खुलने/बंद होने की क्षमता को नियंत्रित करके पदार्थ के प्रवाह को नियंत्रित करता है; इससे पदार्थ का दबाव कम हो जाता है। साथ ही, वाल्व के पीछे के दबाव के आधार पर ही वाल्व-भागों की खुलने/बंद होने की क्षमता नियंत्रित की जाती है, ताकि वाल्व के पीछे का दबाव एक निश्चित सीमा में ही रहे। इसके अलावा, वाल्व के अंदर या उसके पीछे ठंडा पानी डालकर पदार्थ का तापमान भी कम किया जाता है। ऐसे वाल्व को “डिस्प्रेशर-टेम्परेचर कंट्रोल वाल्व” कहा जाता है। डिस्प्रेशर वाल्व के लिए “क्विक-ईयू” ऑटोमेशन सिस्टम में विकल्प उपलब्ध हैं। इस वाल्व की विशेषता यह है कि आवक दबाव में निरंतर परिवर्तन होने के बावजूद, निकास दबाव एवं तापमान मान एक निश्चित सीमा के भीतर ही रहते हैं।

प्रेशर रिलीफ वाल्व, डायाफ्राम, स्प्रिंग, पिस्टन जैसे संवेदनशील घटकों के द्वारा वाल्व-फ्लैप एवं वाल्व-सीट के बीच की दूरी को नियंत्रित करता है; इस प्रकार इनलेट दबाव को आवश्यक आउटलेट दबाव तक कम किया जाता है। माध्यम की अपनी ऊर्जा के आधार पर, आउटलेट दबाव स्वचालित रूप से स्थिर रहता है।

वाल्व के अंदर स्थित ओपनिंग/क्लोजिंग तत्वों के खुलने/बंद होने की मात्रा को नियंत्रित करके, थ्रॉटलिंग क्षेत्र में परिवर्तन किया जाता है; इससे प्रवाह दर में परिवर्तन होता है, एवं गतिज ऊर्जा में कमी आती है।

थ्रॉटल क्षेत्रफल को बदलकर गैस की गतिज ऊर्जा को नियंत्रित किया जाता है; इसमें प्रीडिक्टिव डायरेक्ट एक्शन आदि शामिल हैं।

वीक्यूप्रेशर वाल्व के कार्य सिद्धांत का आरेख नीचे दर्शाया गया है: जब P1 में परिवर्तन होता है, तो वीक्यूप्रेशर वाल्व के आउटलेट से P2 ±△P2 मान प्राप्त होता है। यह मान फीडबैक सिस्टम के माध्यम से कंट्रोल वाल्व तक पहुँचता है, जिससे Pt = Pk ±△P2 हो जाता है। ； इस प्रकार, L में भी परिवर्तन होता है; जिससे ±△Pe में भी परिवर्तन होता है। दबाव नली के माध्यम से Pk में भी परिवर्तन होता है। अंततः Pt एवं Pk नए संतुलन पर आ जाते हैं। इसी प्रकार, मुख्य वाल्व का प्रवाह-क्षेत्र H भी परिवर्तित हो जाता है। अतः, P1 में परिवर्तन होता है, जबकि H के माध्यम से प्रवाह अपरिवर्तित रहता है। P2 हमेशा मूल रूप से निर्धारित कम वोल्टेज मान ही रहता है। जब प्रवाह-दर में परिवर्तन होता है, तो डिस्प्रेशर वाल्व का स्व-नियंत्रण तंत्र भी उसी तरह काम करता है। 　1. QPF-F50 प्रकार का वायवीय संतुलन वाल्व, जिसे “मुख्य विभाजन वाल्व” भी कहा जाता है, वायवीय परिपथों में उपयोग में आता है। इसका उपयोग संपीडित वायु के दबाव को नियंत्रित करने हेतु किया जाता है, ताकि दबाव स्थिर रह सके। 　　2. यह वाल्व, वोल्टेज-नियंत्रण एवं ओवरफ्लो नियंत्रण हेतु प्रयोग में आन जब निर्गमन दबाव, निर्धारित दबाव से कम होता है, तो यह दबाव नियंत्रक वाल्व के रूप में कार्य करता है; इससे दबाव पुनः निर्धारित दबाव तक बढ़ जाता है। जब निर्गमन दबाव, निर्धारित दबाव से अधिक होता है, तो यह ओवरफ्लो वाल्व के रूप में कार्य करता है; इससे निर्गमन दबाव निर्धारित दबाव तक कम हो जाता है। इस प्रकार, निर्यात दबाव हमेशा आवश्यक सेट की गई दबाव-सीमा में ही बना रहता है। 　　3. चूँकि इस वाल्व में प्रेशर नियंत्रण वाल्व एवं ओवरफ्लो वाल्व दोनों के गुण हैं, इसलिए यह प्रेशर नियंत्रण वाल्व एवं ओवरफ्लो वाल्व दोनों के रूप में कार्य कर सकता है। इससे गैस प्रणाली में प्रेशर नियंत्रण वाल्व एवं ओवरफ्लो वाल्व को अलग-अलग लगाने की आवश्यकता नहीं रह जाती; परिणामस्वरूप प्रणाली सरल एवं संरचनात्मक रूप से सुव्यवस्थित हो जाती है। इससे प्रेशर रेगुलेटिंग वाल्व एवं ओवरफ्लो वाल्व के बीच निर्धारित दबाव अंतर भी समाप्त हो जाता है; इस प्रकार सिस्टम में वायुदाब को आवश्यक मान पर अधिक सटीक रूप से नियंत्रित एवं स्थिर रखा जा सकता है। 　　4. यह वाल्व, ऐसा संयोजित वाल्व है जिसमें दबाव नियंत्रण एवं ओवरफ्लो नियंत्रण की सुविधा है; इसमें निर्यात हेतु उपयोग में आने वाला दबाव-प्रतिक्रिया तंत्र भी है। जब कोई प्रारंभिक संकेत नहीं दिया जाता, तो यह वाल्व बंद अवस्था में रहता है। जब प्री-चार्ज वायुमार्ग से आने वाली संपीडित हवा B कक्ष में पहुँचती है, तब यह वाल्व कार्य करना शुरू कर देता है। आउटपुट दबाव की मात्रा, पाइलोट गैस के लिए उपयोग होने वाले CP पोर्ट में आने वाली गैस के दबाव द्वारा नियंत्रित की जाती है; आउटपुट दबाव को निर्धारित करने हेतु इस दबाव को समायोजित किया जाता है। सीपी पोर्ट से नियंत्रण कक्ष B में आने वाली संपीडित हवा, पिस्टन एवं उस पर लगे वाल्व को अक्षीय दिशा में ऊपर की ओर धकेलती है; इससे स्प्रिंग 7 का बल कम हो जाता है, और वह संपीडित हो जाती है। जब वाल्व के कोर 6 का ओवरफ्लो वाला छिद्र (अर्थात् ऊपरी सतह) वाल्व कवर 3 की निचली सतह से पूरी तरह संपर्क में आ जाता है, तो ओवरफ्लो होने वाले मार्ग को बंद कर दिया जाता है। पिस्टन लगातार ऊपर की ओर जाता रहता है; इसके कारण वाल्व का कोर, वाल्व कवर को अक्षीय दिशा में ऊपर की ओर धकेल देता है। इससे वाल्व कवर पर लगे स्प्रिंग संपीडित हो जाते हैं, एवं टेम्परेचर नियंत्रण वाल्व खुल जाता है। इस प्रकार इनपुट चैंबर, आउटपुट चैंबर से जुड़ जाता है। इनपुट चैंबर में मौजूद संपीडित वायु, टेम्परेचर नियंत्रण वाल्व के माध्यम से आउटपुट चैंबर में जाती है, ए आउटपुट चैंबर में मौजूद संपीडित हवा, वाल्व बॉडी पर मौजूद 2 वायुमार्गों के माध्यम से A चैंबर एवं C चैंबर में जाती है तीनों गुहाओं में मौजूद गैस का दबाव समान है। 　　5. जब आउटपुट दबाव सेट किए गए मान से कम होता है, तो पिस्टन की निचली ओर का बल ऊपरी ओर के बल से अधिक हो जाता है। इस कारण पिस्टन ऊपर की ओर चल जाता है, जिससे वाल्व कवर 3 भी ऊपर की ओर खिसक जाता है। इससे ट्रिमिंग वाल्व का छिद्र बड़ा हो जाता है, और ट्रिमिंग वाल्व के माध्यम से आउटपुट चैंबर में आने वाली संपीडित हवा की मात्रा बढ़ जाती है। इसके परिणामस्वरूप आउटपुट चैंबर का दबाव भी बढ़ जाता है। जब आउटपुट चैंबर में दबाव सेट किए गए मान तक पहुँच जाता है, तो पिस्टन के ऊपरी एवं निचले हिस्सों पर लगने वाले बल संतुलित हो जाते हैं। इसके परिणामस्वरूप पिस्टन ऊपर की ओर नहीं जाता, एवं वॉल्व का खुलने का स्तर भी स्थिर रहता है। आउटपुट पोर्ट से निकलने वाली संपीडित हवा का दबाव एवं प्रवाह दोनों ही स्थिर रहते हैं। 　　6. जब आउटपुट दबाव, निर्धारित दबाव से अधिक हो जाता है, तो पिस्टन के ऊपरी हिस्से पर लगने वाला बल, निचले हिस्से पर लगने वाले बल से अधिक हो जाता है। इसके कारण वाल्व कवर एवं पिस्टन दोनों नीचे की ओर चल जाते हैं, जिससे वाल्व का खुलने का कोण कम हो जाता है। इस प्रकार, वाल्व से आउटपुट चेंबर में जाने वाली गैस की मात्रा कम हो जाती है, और आउटपुट चेंबर में गैस का दबाव भी कम हो जाता है। यदि इस समय आउटपुट चैंबर का दबाव अभी भी निर्धारित मान से अधिक है, तो पिस्टन लगातार नीचे की ओर ही जाता रहेगा, जब तक कि वॉल्व पूरी तरह से बंद न हो जाए। इस स्थिति में, वाल्व कवर पर स्थित स्प्रिंग 1 का बल अब वाल्व के भीतरी हिस्से के माध्यम से पिस्टन पर नहीं लगता; बल्कि यह बल वाल्व कवर की निचली सतह पर स्थित रबर पैड को ट्रिमिंग वाल्व के छिद्र पर दबाने में मदद करता है। इस प्रकार, इनपुट चैंबर एवं आउटपुट चैंबर के बीच का मार्ग बंद हो जाता है। इस स्थिति में, यदि आउटपुट दबाव, निर्धारित दबाव मान के बराबर हो जाता है, तो पिस्टन की गति रुक जाती है। इस स्थिति में, निर्धारित दबाव वह होता है जो तब होता है, जब वाल्व का नियंत्रण-छिद्र एवं ओवरफ्लो वाल्व दोनों बंद हो जाते हैं, एवं वाल्व शांत संतुलन की अवस्था में होता है। 　　7. यदि आउटपुट दबाव, निर्धारित दबाव मान से अभी भी अधिक है, तो पिस्टन निरंतर नीचे की ओर चलता रहता है। इस प्रक्रिया में, ओवरफ्लो वाल्व का ऊपरी सिरा एवं वाल्व कवर 3 का निचला सतह एक-दूसरे से अलग हो जाते हैं। इससे आउटपुट चैम्बर एवं ओवरफ्लो चैम्बर आपस में जुड़ जाते हैं; इस प्रकार आउटपुट चैम्बर में मौजूद गैस, ओवरफ्लो वाल्व के माध्यम से EX छिद्र से बाहर निकल जाती है। जैसे-जैसे आउटपुट चेंबर में दबाव कम होता है, C चेंबर में भी दबाव कम हो जाता है। पिस्टन के निचले हिस्से में दबाव, ऊपरी हिस्से की तुलना में अधिक होता है; इस कारण पिस्टन B, वाल्व के साथ मिलकर अक्षीय दिशा में ऊपर की ओर खिसक जाता है, जिससे ओवरफ्लो वाल्व का छिद्र धीरे-धीरे संकुचित हो जाता है। जब आउटपुट दबाव निर्धारित मान तक पहुँच जाता है, तो ओवरफ्लो वाल्व का मुख एवं वाल्व कवर का निचला भाग पूरी तरह से आपस में जुड़ जाते हैं; इससे आउटपुट चैम्बर एवं ओवरफ्लो चैम्बर के बीच का मार्ग बंद हो जाता है, और ओवरफ्लो रुक जाता है। इस स्थिति में, ओवरफ्लो वाल्व एवं वॉल्यूम कंट्रोल वाल्व दोनों ही बंद हो जाते हैं; इस प्रकार वाल्व, गैस के प्रवाह रुकने की स्थिति में रहता है। चूँकि वाल्व के ऊपरी एवं निचले हिस्सों पर लगने वाला वायुदाब आपस में संतुलित अवस्था में होता है, इसलिए इनलेट (IN) पर लगने वाले दबाव में जो भी परिवर्तन हो, वह वाल्व के अंदर के दबाव संतुलन को प्रभावित नहीं कर पाता। इस प्रकार, आउटलेट पर लगने वाला दबाव हमेशा निर्धारित मान पर ही बना रहता है, जिससे वाल्व में अच्छे दबाव-संबंधी गुण बने रहते हैं।

ऐसा वाल्व, जो समायोजन के माध्यम से इनलेट पर का दबाव को आवश्यक आउटलेट दबाव तक कम कर देता है; एवं माध्यम की अपनी ऊर्जा के कारण आउटलेट पर का दबाव स्वचालित रूप से स्थिर बना रहता है।