पंप - सर्वंकष माहिती २

आनंद घारे

स्टोव्हचा पंप आडवा असतो आणि सायकलीच्या चाकात म्हणजे तिच्या टायरच्या आतील ट्यूबमध्ये हवा भरणारा पंप उभा धरून चालवतात एवढा फरक सोडला तर सिलिंडर, पिस्टन, वॉशर वगैरे त्याचे भाग स्टोव्हच्या पंपासारखेच पण मोठ्या आकाराचे असतात. चाकात भरलेली हवा पंपात परत येऊ नये यासाठी आवश्यक असलेली झडप सायकलच्या चाकाच्या ट्यूबलाच जोडलेली असते. ट्यूबमध्ये हवा भरण्यासाठी पंपाची नळी त्या व्हॉल्व्हला जोडतात. पंपाचा दांडा वर ओढताना आजूबाजूची हवा सिलिंडरमध्ये शिरते आणि तो खाली दाबला की त्या हवेचा दाब वाढतो आणि व्हॉल्व्ह उघडून ती हवा सायकलच्या ट्यूबमध्ये भरली जाते. हवा भरून पंपाची नळी बाजूला केल्यानंतर तो व्हॉल्व्ह आतील हवेला एकदम बाहेर जाऊ देत नाही. पण सायकलीचा उपयोग करतांना ती सूक्ष्म प्रमाणात हळू हळू लीक होते आणि तिचा दाब कमी होत जातो. त्यामुळे चाकाचे टायर मऊ आणि चपटे होऊ लागतात, ते आपल्याला जाणवते. ट्यूबला एकादे छिद्र पडले किंवा झिजून ती फाटली तर त्यातून आतली सगळी हवा फुसकन बाहेर पडते. त्यानंतर ट्यूबचे पंक्चर काढून किंवा ट्यूबच बदलून तिच्यात पंपाने हवा भरून तिला फुगवतात.


आकृती ४

बंदिस्त जागेतल्या हवेचा दाब वाढवण्यासाठी त्यात आणखी हवेला घुसवणारे यंत्र तांत्रिक भाषेत 'काँप्रेसर' या नावाने ओळखले जाते. स्टोव्हचा पंप आणि सायकलचा पंप हे 'पंप' या नावाने ओळखले जातात, पण पंट्रोल पंपावर टायरमध्ये हवा भरण्यासाठी 'काँप्रेसर' ठेवलेले असतात. 'पॉझिटिव्ह डिस्प्लेसमेंट' या नावाची पंपांची एक जात आहे. काँप्रेसर हा या प्रकारच्या पंपाचा एक उपप्रकार आहे असे म्हणता येईल. 'पॉझिटिव्ह डिस्प्लेसमेंट' या शब्दाचा अनुवाद 'सकारात्मक विस्थापन' असा करता येईल. या प्रकारच्या पंपांमध्ये त्यातला द्रवपदार्थ रेटून पुढे ढकलला जात असतो, त्यामुळे त्याला 'रेटू' किंवा 'ढकलू' पंप म्हटले तर ते योग्य होईल, पण कदाचित ते हास्यास्पद वाटण्याची शक्यता आहे.

(आकृती - ४ पहा.) एक साधी पिचकारी घेतली तर त्यातील नळकांडीत (सिलिंडर) मागे-पुढे (किंवा खाली-वर) होऊ शकणारा दट्ट्या (पिस्टन) बसवलेला असतो. या दट्ट्याला पूर्णपणे मागे ओढून ते नळकांडे पाण्याने भरले जाते आणि तो दट्ट्या जोराने पुढे ढकलला की ते पाणी समोर असलेल्या छिद्रामधून वेगाने बाहेर ढकलले जाते. चित्रात दाखवल्याप्रमाणे दट्ट्या वर ओढला की त्या नळकांडीमध्ये निर्वात पोकळी तयार होते आणि हवेच्या दाबामुळे टाकीतले पाणी त्यात ढकलले जाते आणि त्या पाण्याने नळकांडे भरते. दुस-या चित्रात दाखवल्याप्रमाणे पिचकारी बाजूला घेऊन दट्ट्या खाली ढकलला की खाली असलेल्या छिद्रामधून त्या पाण्याचा फवारा बाहेर पडतो. ही पिचकारी एकाच जागी स्थिर ठेवून दट्ट्या वर खाली केला तर त्याच छिद्रामधून पाणी नळकांडीमध्ये वर खाली होत जाईल. याला पंप म्हणत नाहीत.

पण चित्रात दाखवल्याप्रमाणे त्यात थोडा बदल केला. त्याला दोन वेगवेगळ्या नळ्या जोडून त्यांना झडपा लावल्या तर या पिचकारीचेच रूपांतर एका पंपात होईल. दट्ट्या वर ओढताच पहिल्या नॉझलमधून पाणी सिलिंडरमध्ये शिरून त्यात भरले जाईल. पिस्टनला खाली ढकलले असताना या नॉझलला असलेला व्हॉल्व्ह बंद होऊन पाण्याला टाकीत परत जाऊ देणार नाही. त्या वेळी दुस-या नॉझलला जोडलेला व्हॉल्व्ह उघडेल आणि ते पाणी त्याला जोडलेल्या दुस-या पाइपातून उंचावर ठेवलेल्या दुस-या ड्रमात जाईल. अशा रीतीने हा पंप चालवत राहिल्यास खाली असलेल्या टाकीतील पाणी उचलले जाऊन वरचा ड्रम भरत जाईल. हा झाला पॉझिटिव्ह डिस्प्लेसमेंट पंपाचा अगदी प्राथमिक नमुना.


आकृती ५

(आकृती ५ पहा.) पारंपरिक पद्धतीच्या आडातून पाणी काढण्यासाठी एक घागर दोरीच्या एका टोकाला बांधून ती पाण्यात सोडतात आणि रहाटाचे चाक फिरवून ती भरलेली घागर पाण्याबाहेर उचलून घेतात. लहानसा हातपंप बसवण्यासाठी मोठी विहीर खोदण्याची गरज नसते. जिथे जमिनीखाली भरपूर पाणी असते अशा जागी पुरेसे खोलवर खणून एक उभा पाईप त्यात गाडतात आणि त्यावर हातपंप बसवतात. या पंपाची रचना बरीचशी रॉकेलच्या पंपासारखीच असते. त्याचे हँडल एका तरफेमार्फत पिस्टनला जोडलेले असते. ते खाली ओढले की वरील पाण्यासह पिस्टन वर येतो आणि ते पाणी तोटीतून बाहेर पडते. या पंपातसुद्धा विहिरीतील पाणी उचलून वर आणले जाते. पिचकारी उडवताना त्यात असलेले रंगीत पाणी आपण दट्ट्याने ढकलून बाहेर उडवतो. अशा प्रकारे द्रव पदार्थ एका भांड्यात घालून उचलता येतात किंवा बंद नळीतून पुढे ढकलता येतात. हाताने दांडा वर खाली करून पाणी उपसण्याचे हँडपंप पूर्वीच्या काळापासून वापरले जात होते आणि ते आजपर्यंत अनेक प्रदेशांतल्या लहान गावांमध्ये पहायला मिळतात. ज्या ठिकाणी विजेचा पुरवठा भरवशाचा नसतो अशा जागी हे पंप हमखास उपयोगी पडतात.

तीनशे वर्षांपूर्वी ज्या वेळी वाफेवर चालणारे इंजिन अस्तित्वात आले नव्हते त्या काळात अशा प्रकारचे हँडपंप बनवले जात असावेत. न्यूकॉम याने तयार केलेले जगातले पहिले वाफेचे इंजिन सिलिंडर आणि पिस्टनचा वापर करून बनवले गेले होते आणि हाताने पिस्टनला ओढण्याऐवजी त्याला वाफेने पुढे ढकलले होते. त्याने या इंजिनाचा उपयोगसुद्धा अशा प्रकारच्या पंपाला जोडून पाणी उपसण्यासाठीच केला होता. एका बाजूच्या सिलिंडरमधला पिस्टन वाफेने बाहेर ढकलला की त्याला जोडलेला दुस-या सिलिंडरमधला पिस्टन विहिरीतील पाण्याला वर उचलत असे. पुढे जेम्स वॅट याने या इंजिनात खूप सुधारणा करून त्याला स्वयंचलित केले. त्यामुळे जेम्स वॅटलाच वाफेच्या इंजिनाचा जनक मानले जाते. त्याने तयार केलेल्या पहिल्या इंजिनाचा उपयोग देखील पाणी उपसण्यासाठीच केला होता.

पाणी उपसण्यासाठी आणि इतर द्रवपदार्थांना वाहते करण्यासाठी अशा प्रकारच्या पंपांचा उपयोग होत राहिलाच. मात्र गरजेनुसार आणि सोयीसाठी त्यांच्या रचनेत आमूलाग्र फरक होत गेले. मुख्य म्हणजे या पंपाचा लांब दांडा हा हाताने वर खाली करण्यासाठी सोयीचा असला आणि इंजिनाच्या दांड्याला थेट जोडता येत असला तरी त्याला फिरत्या चाकाबरोबर जोडणे गैरसोयीचे असते. त्यासाठी खूप मोठे चाक बनवावे लागते. त्यामुळे लहानशा आकाराच्या विजेच्या मोटरला जोडण्यासाठी या पंपाचा आकार लहान होत गेला आणि पिस्टनची लांबी लहान होत होत पिस्टनचा 'प्लंजर' झाला. निरनिराळ्या कामासाठी आता अनेक प्रकारचे पॉझिटिव्ह डिस्प्लेसमेंट पंप तयार केले जातात. पिस्टन किंवा प्लंजरच्या रचनेत बदल करून अनेक प्रकारांनी त्यांचा उपयोग केला जातोच, शिवाय सरळ रेषेत मागेपुढे सरकण्याऐवजी त्यांना गोल फिरवून त्यातून तशाच प्रकारचा परिणाम साधण्याचा प्रयत्न केला जातो. सध्याच्या काळात चार प्रमुख प्रकारांचे पॉझिटिव्ह डिस्प्लेसमेंट पंप पहायला मिळतात. ते असे आहेत-

१. पिस्टन पंप किंवा प्लंजर पंप
२. व्हेन पंप
३. गियर पंप
४. स्क्रू पंप

पिस्टन पंपाचे वर्णन विस्ताराने आले आहेच. व्हेन आणि गियर पंपांमध्ये एका चाकाला जोडलेली लहान लहान पाती त्या चाकासोबत गोल फिरतात आणि दोन पात्यांमध्ये असलेला द्रवपदार्थ पुढे ढकलला जाऊन इकडून तिकडे नेला जातो. स्क्रू पंपामध्ये स्क्रूच्या आट्यांसारखी हेलिकल आकाराची पाती गोल फिरतात आणि दोन आट्यांमधील पोकळीतून द्रवपदार्थ किंवा वाळू, सिमेंट, धान्य यासारखे कणयुक्त घनपदार्थ पुढे ढकलले जातात.