केंद्रीय पंप क्या हैं?
केंद्रीय पंप का उपयोग अक्सर कम चिपचिपाहट वाले तरल पदार्थों जैसे पानी को पंप करने के लिए किया जाता है। यह पंप विशेष रूप से कम चिपचिपाहट वाले तरल पदार्थों की बड़ी मात्रा को पंप करने के लिए अनुकूलित है।
उनकी उच्च क्षमता प्रवाह दर, रखरखाव में आसानी और सामान्य मजबूती के कारण, केंद्रीय पंप का व्यापक रूप से दुनिया भर के कई औद्योगिक अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है।
रेडियल केंद्रीय पंप वोल्यूट केसिंग के साथ
केंद्रीय पंप के घटक
केंद्रीय पंप डिजाइन में अपेक्षाकृत सरल होते हैं और इनमें कुछ घटक होते हैं। कुछ सबसे सामान्य घटक नीचे सूचीबद्ध हैं।
वोल्यूट केसिंग और डिफ्यूज़र
एक वोल्यूट केसिंग या डिफ्यूज़र का उपयोग गतिज ऊर्जा को दबाव में बदलने के लिए किया जाता है।
वोल्यूट केसिंग इम्पेलर के साथ (a)
एक इम्पेलर घूर्णन करता है और घर्षण के कारण इसके चारों ओर के तरल पर गतिज ऊर्जा डालता है। जैसे ही इम्पेलर घूर्णन करता है, तरल इम्पेलर की बाहरी परिधि की ओर बढ़ता है और इसकी गतिज ऊर्जा दबाव में बदल जाती है।
संपीड़न पैकिंग और यांत्रिक सील
पंप की सीलिंग या तो संपीड़न पैकिंग (उर्फ पैकिंग), या, एक यांत्रिक सील का उपयोग करके प्राप्त की जाती है। पैकिंग एक बहुत पुरानी डिजाइन है (कई हजार साल) जबकि यांत्रिक सील एक हालिया विकास है।
पैकिंग दो विकल्पों में से सस्ता है हालांकि इसके कई नुकसान हैं जो यांत्रिक सील की तुलना में हैं। इनमें शामिल हैं:
- ग्लैंड पैकिंग शाफ्ट के खिलाफ भौतिक रूप से दबाव डालता है और धीरे-धीरे शाफ्ट पर एक खांचे का निर्माण करता है जिसे बाद में मरम्मत की आवश्यकता हो सकती है।
- ग्लैंड और शाफ्ट के बीच संपर्क घर्षण पैदा करता है जो खुद को गर्मी के रूप में प्रकट करता है। इस गर्मी को शाफ्ट और ग्लैंड को नुकसान से बचाने के लिए हटाया जाना चाहिए।
- ग्लैंड और शाफ्ट के बीच घर्षण का मतलब है कि पंप मोटर को समान मात्रा में काम पूरा करने के लिए अधिक एम्प्स की आवश्यकता होती है; इस प्रकार समग्र दक्षता में गिरावट होती है।
- पैकिंग को सही रिसाव दर बनाए रखने के लिए समय-समय पर कसना चाहिए।
- पैकिंग की सेवा जीवन आमतौर पर यांत्रिक सील की तुलना में बहुत कम होती है।
उपरोक्त के अलावा, एक लैंटर्न रिंग को भी पैकिंग की शीतलन की अनुमति देने के लिए स्थापित करने की आवश्यकता हो सकती है।
यांत्रिक सील पैकिंग से जुड़े समान समस्याओं से पीड़ित नहीं होते हैं हालांकि वे अधिक महंगे होते हैं और यदि प्राथमिक सीलिंग चेहरे पूरी तरह से साफ नहीं हैं तो रिसाव के प्रति संवेदनशील होते हैं।
वियर रिंग्स
वियर रिंग्स का उपयोग इम्पेलर और केसिंग के बीच की जगह को सील करने के लिए किया जाता है। इम्पेलर पर स्थापित वियर रिंग्स को 'इम्पेलर वियर रिंग्स' कहा जाता है, जबकि केसिंग पर स्थापित वियर रिंग्स को 'केसिंग वियर रिंग्स' कहा जाता है।
यदि कोई वियर रिंग्स स्थापित नहीं किए गए थे, तो प्रक्रिया तरल पदार्थ पंप के डिस्चार्ज से सक्शन साइड तक अपेक्षाकृत बड़ी मात्रा में प्रवाहित हो सकता है और इससे पंप की दक्षता में गिरावट होती है (जितना 4% तक)। बिना वियर रिंग्स के पंप को संचालित करना संभव है, लेकिन इम्पेलर और केसिंग को होने वाले नुकसान के परिणामस्वरूप होगा और इम्पेलर या केसिंग को बदलने की लागत वियर रिंग्स को बदलने की लागत से कहीं अधिक है।
इम्पेलर का केसिंग के खिलाफ रगड़ना 'गैलिंग' नामक एक प्रक्रिया का कारण बन सकता है, जिसका अर्थ है कि दो धातुएं माइक्रो-वेल्डेड हो गई हैं। गंभीर मामलों में, गैलिंग पंप को पूरी तरह से जाम कर सकता है।
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केंद्रीय पंप कैसे काम करते हैं
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तरल को सक्शन पोर्ट (केसिंग में केंद्र छेद) के माध्यम से खींचा जाता है और डिस्चार्ज पोर्ट (केसिंग के शीर्ष पर छेद) के माध्यम से डिस्चार्ज किया जाता है।
एक बार जब तरल सक्शन पोर्ट से गुजरता है, तो यह एक इम्पेलर के माध्यम से गुजरता है और इम्पेलर की आंख (इम्पेलर का केंद्र) से रेडियली दूर डिस्चार्ज होता है। तरल इम्पेलर की आंख से दूर बहता है क्योंकि केंद्रीय बल के कारण, हालांकि इस प्रवाह गति को लगभग हमेशा केंद्रीय बल के लिए जिम्मेदार ठहराया जाता है, जो गलत है क्योंकि केंद्रीय बल वास्तव में एक काल्पनिक (वास्तविक नहीं) बल है।
इम्पेलर में वेन होते हैं जो चैनलों द्वारा अलग होते हैं, तरल इन चैनलों के माध्यम से बहता है। प्रत्येक चैनल में एक बढ़ता हुआ प्रवाह पथ क्षेत्र होता है। जैसे-जैसे प्रवाह पथ क्षेत्र फैलता है, तरल की गति घटती है और दबाव बढ़ता है। क्षेत्र, गति और दबाव के बीच संबंध को बर्नौली का सिद्धांत द्वारा वर्णित किया गया है।
वोल्यूट केसिंग के अद्वितीय आकार के कारण, तरल एक और गति में कमी और दबाव में वृद्धि का अनुभव करता है। फिर तरल को डिस्चार्ज पोर्ट के माध्यम से डिस्चार्ज किया जाता है।
प्रवाह द्वारा वर्गीकरण
केंद्रीय पंप को रेडियल, अक्षीय या मिश्रित प्रवाह के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।
रेडियल प्रवाह पंप तरल को मुख्य पंप शाफ्ट के लंबवत (मुख्य पंप शाफ्ट के अभिविन्यास से 90 डिग्री अलग) डिस्चार्ज करते हैं; इस प्रकार का पंप कई दबाव और प्रवाह अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है।
रेडियल प्रवाह केंद्रीय पंप
मिश्रित प्रवाह पंप तरल को पंप शाफ्ट के सापेक्ष 90 डिग्री से अधिक के कोण पर डिस्चार्ज करते हैं।
मिश्रित प्रवाह केंद्रीय पंप
अक्षीय प्रवाह पंप कम दबाव, उच्च प्रवाह अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किए जाते हैं। तरल पर लगभग कोई रेडियल बल नहीं डाला जाता है, लेकिन पंप को अभी भी केंद्रीय के रूप में वर्गीकृत किया जाता है क्योंकि तरल की गति का कुछ छोटा हिस्सा रेडियल होता है।
अक्षीय प्रवाह केंद्रीय पंप
इम्पेलर द्वारा वर्गीकरण
इम्पेलर तीन सामान्य डिजाइनों में उपलब्ध हैं, ये हैं बंद, अर्ध-खुला और खुला।
खुला, अर्ध-खुला और बंद इम्पेलर
बंद – बंद प्रकार के इम्पेलर में दो श्रोड होते हैं। इम्पेलर के वेन पूरी तरह से दो श्रोड के बीच सैंडविच होते हैं। इस प्रकार का इम्पेलर कम चिपचिपाहट वाले तरल पदार्थों को पंप करने के लिए बहुत कुशल होता है जिनमें कुछ निलंबित कण होते हैं (पानी, समुद्री जल, आदि)। बंद प्रकार के इम्पेलर में सभी इम्पेलर डिजाइनों की सबसे बड़ी यांत्रिक शक्ति होती है क्योंकि श्रोड से वेन को समर्थन मिलता है।
अर्ध-खुला/अर्ध-बंद – इस प्रकार के इम्पेलर को 'आंशिक रूप से खुला' या 'आंशिक रूप से बंद' प्रकार का इम्पेलर भी कहा जाता है। अर्ध-खुले इम्पेलर में केवल एक श्रोड होता है। इस प्रकार का इम्पेलर मध्यम मात्रा में निलंबित कणों वाले तरल पदार्थों को पंप करने के लिए उपयोग किया जाता है। अर्ध-खुले इम्पेलर पूरी तरह से बंद इम्पेलर के रूप में कुशल नहीं होते हैं क्योंकि पंप किए गए तरल को सीधे वेन के साथ निर्देशित नहीं किया जाता है।
खुला – खुले प्रकार के इम्पेलर में कोई श्रोड नहीं होते हैं। इस प्रकार का इम्पेलर उच्च चिपचिपाहट वाले तरल पदार्थों को पंप करने के लिए आदर्श रूप से उपयुक्त होता है (बशर्ते वे उत्तेजित होने पर फोम न करें) और कई निलंबित कणों वाले तरल पदार्थों के लिए। इस प्रकार के इम्पेलर के लिए विशिष्ट अनुप्रयोगों में सीवेज और कागज का गूदा शामिल होगा। कभी-कभी इम्पेलर के केंद्र को भी इम्पेलर की आंख में खींचे जाने पर निलंबित कणों को काटने के लिए एक दांतेदार चाकू के साथ फिट किया जाएगा।
स्टेज द्वारा वर्गीकरण
केंद्रीय पंप या तो एकल या मल्टी-स्टेज हो सकते हैं।
एक एकल स्टेज इम्पेलर एक पंप है जिसमें केवल एक इम्पेलर होता है। एकल स्टेज पंप आमतौर पर वोल्यूट केसिंग का उपयोग करते हैं, हालांकि यदि स्थान सीमित है तो एक डिफ्यूज़र का उपयोग किया जा सकता है।
एक मल्टी-स्टेज पंप एक पंप है जिसमें एक से अधिक इम्पेलर होते हैं। मल्टी-स्टेज पंप आमतौर पर डिफ्यूज़र का उपयोग करते हैं क्योंकि प्रत्येक इम्पेलर के लिए वोल्यूट केसिंग स्थापित करना आकार के विचारों के कारण अव्यावहारिक है।
मल्टी-स्टेज पंप को एक सामान्य शाफ्ट पर स्थापित इम्पेलर की संख्या के अनुसार संदर्भित किया जाता है, उदाहरण के लिए, एक पांच स्टेज पंप एक मल्टी-स्टेज पंप है जिसमें पांच इम्पेलर होते हैं (नीचे दिखाया गया है)।
मल्टी-स्टेज पंप पंप किए गए तरल को डिस्चार्ज करने से पहले कई इम्पेलर और डिफ्यूज़र के माध्यम से गुजरने की अनुमति देते हैं; यह प्रत्येक पंप स्टेज पर दबाव को धीरे-धीरे बढ़ाने की अनुमति देता है।
सक्शन प्रकार द्वारा वर्गीकरण
इम्पेलर या तो एकल सक्शन या डबल सक्शन हो सकते हैं।
एकल सक्शन इम्पेलर में केवल एक सक्शन इनलेट होता है।
डबल सक्शन इम्पेलर में दो सक्शन इनलेट होते हैं।
एकल और डबल सक्शन
बीच के बियरिंग्स या ओवरहंग
केंद्रीय पंप इम्पेलर को एक छोर पर एक कैंटिलीवर व्यवस्था में या दोनों छोरों पर समर्थित किया जा सकता है।
केवल एक छोर पर समर्थित इम्पेलर को ओवरहंग पंप कहा जाता है, क्योंकि इम्पेलर केसिंग के भीतर 'लटका' होता है।
दोनों तरफ समर्थित इम्पेलर को बीच के बियरिंग्स पंप कहा जाता है, क्योंकि इम्पेलर (इम्पेलर) शाफ्ट बियरिंग्स के बीच स्थापित होते हैं। बड़े केंद्रीय पंप और मल्टी-स्टेज केंद्रीय पंप लगभग हमेशा बीच के बियरिंग्स पंप होते हैं।
पंप कर्व्स
पंप कर्व्स का उपयोग कुछ विशेषताओं के आधार पर इष्टतम पंप स्थितियों को खोजने के लिए किया जाता है, जैसे कि पंप किया जा रहा तरल, वांछित दबाव और वांछित प्रवाह दर। वांछित विशेषताएं आवश्यकताओं पर निर्भर करती हैं; कुछ पंपों में कई स्थितियां होती हैं जिन्हें सेवा में डालने से पहले संतुष्ट किया जाना चाहिए।
पंप कर्व की दो सबसे महत्वपूर्ण विशेषताएं हैं शट-ऑफ हेड और पंप रनआउट।
शट-ऑफ हेड पंप द्वारा उत्पन्न अधिकतम स्थैतिक हेड का प्रतिनिधित्व करता है।
रनआउट मान वह अधिकतम अनुमत प्रवाह है जो पंप के माध्यम से बिना पंप को नुकसान पहुंचाए जा सकता है।
पंप कर्व
शट-ऑफ हेड – वह अधिकतम स्थैतिक हेड (कभी-कभी 'कुल हेड' कहा जाता है) है जो पंप द्वारा एक निश्चित गति पर उत्पन्न किया जा सकता है। एक बार जब शट-ऑफ हेड तक पहुंच जाता है, तो कोई प्रवाह नहीं होता है।
उदाहरण
कल्पना करें कि आप एक 10 मीटर लंबी ऊर्ध्वाधर पाइप के माध्यम से तरल पंप कर रहे हैं। आप शट-ऑफ हेड नहीं जानते हैं, इसलिए आप ऊर्ध्वाधर पाइप में छेद ड्रिल करना शुरू करते हैं जब तक कि पानी बाहर नहीं बहता। आप 10 मीटर की ऊंचाई पर ड्रिल करते हैं, फिर 9 मीटर की ऊंचाई पर और पानी तब बाहर बहता है जब आप 8 मीटर की ऊंचाई पर ड्रिल करते हैं। फिर आप ऊर्ध्वाधर पाइप के शीर्ष 1 मीटर को काट देते हैं और देख सकते हैं कि पानी का स्तर लगभग 8.5 मीटर पर है। आप देखते हैं कि कोई प्रवाह नहीं है। जो पानी का स्तर आप देखते हैं वह शट-ऑफ हेड का प्रतिनिधित्व करता है।
हमारे उदाहरण में, 'ऊंचाई' को 'डिस्चार्ज हेड' के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है, यह वह दबाव हेड है जो तरल को पंप डिस्चार्ज पाइप से अंतिम आउटलेट तक उठाता है।
'स्थैतिक हेड' (उर्फ 'कुल हेड') वह ऊर्ध्वाधर ऊंचाई का अंतर है जो पंप किए जा रहे तरल के शीर्ष से उस उच्चतम बिंदु तक है जहां तरल डिस्चार्ज होता है।
शट-ऑफ हेड कुल हेड मान है जब कोई प्रवाह नहीं होता है।
कुल दबाव हेड (स्थैतिक हेड)
रनआउट – पंप को नुकसान पहुंचाए बिना पंप के माध्यम से अधिकतम अनुमत प्रवाह है। उच्च प्रवाह दर अक्सर कैविटेशन की ओर ले जाती है जो वांछनीय नहीं है।
कैविटेशन
कैविटेशन पंप इम्पेलर के माध्यम से यात्रा करते समय तरल द्वारा अनुभव किए गए दबाव भिन्नताओं के कारण होता है। इस अचानक दबाव परिवर्तन के कारण फंसे हुए वाष्प बुलबुले बनते हैं और ढह जाते हैं। जबकि कैविटेशन छोटे पैमाने पर महत्वहीन है, यह पंप के लिए बहुत हानिकारक है जब प्रति सेकंड हजारों बार दोहराया जाता है।
वाष्प बुलबुले पर दबाव परिवर्तन का प्रभाव (कैविटेशन)
कैविटेशन अक्सर पंप को ऐसा लगता है जैसे पंप केसिंग के अंदर संगमरमर हिलाए जा रहे हैं। यदि कैविटेशन का संदेह है, तो कैविटेशन को कम करने या रोकने के लिए जल्द से जल्द सुधारात्मक कार्रवाई की जानी चाहिए।
गैस बाइंडिंग
पंप किया जा रहा तरल पंप का एक आवश्यक हिस्सा माना जा सकता है। तरल के बिना, पंप सही ढंग से काम नहीं करेगा। गैस बाइंडिंग उस स्थिति को संदर्भित करता है जहां पंप के भीतर बहुत कम तरल मौजूद होता है और एक नकारात्मक सक्शन दबाव प्राप्त नहीं किया जा सकता है। यदि कोई नकारात्मक सक्शन दबाव प्राप्त नहीं किया जा सकता है, तो पंप में कोई तरल नहीं खींचा जा सकता है और कोई प्रवाह नहीं होगा।
नोट: पॉजिटिव डिस्प्लेसमेंट पंप गैस बाइंडिंग से पीड़ित नहीं होते हैं क्योंकि इन प्रकार के पंप स्व-प्राइमिंग होते हैं (हवा पंप कर सकते हैं)।
प्राइमिंग
पंप जो हवा पंप कर सकते हैं उन्हें 'स्व-प्राइमिंग' कहा जाता है। पॉजिटिव डिस्प्लेसमेंट पंप के विपरीत, एक केंद्रीय पंप हवा पंप नहीं कर सकता है और इस प्रकार स्व-प्राइमिंग नहीं है। यह आमतौर पर एक आवश्यकता होती है कि पंप शुरू होने पर एक दबाव का हेड उपलब्ध हो, इसका मतलब अक्सर होता है कि पंप को पंप किए जा रहे तरल के स्तर से नीचे स्थापित किया जाता है (तरल गुरुत्वाकर्षण के कारण पंप में खींचा जाता है)। पंप को प्राइम करने का एक अन्य साधन मुख्य केंद्रीय पंप को तब तक खिलाने के लिए एक अतिरिक्त पंप का उपयोग करना है जब तक कि सक्शन प्राप्त नहीं हो जाता।
पंप तरल के नीचे स्थापित किया जा रहा है
3डी मॉडल विवरण
यह 3डी मॉडल एक विशिष्ट केंद्रीय पंप से जुड़े सभी प्रमुख घटकों को दिखाता है, इनमें शामिल हैं:
- इम्पेलर
- वोल्यूट केसिंग
- शाफ्ट
- यांत्रिक सील
- सक्शन और डिस्चार्ज पोर्ट
- शाफ्ट की
- बियरिंग
- नट्स और बोल्ट्स
- वियर रिंग्स
- संपीड़न पैकिंग
- लैंटर्न रिंग
यह एक केंद्रीय पंप का 3डी मॉडल है।
3डी मॉडल एनोटेशन
डिस्चार्ज/आउटलेट
तरल इस कनेक्शन के माध्यम से डिस्चार्ज किया जाता है।
सक्शन/इनलेट
तरल इस कनेक्शन के माध्यम से इम्पेलर में खींचा जाता है।
वियर रिंग
एक इम्पेलर वियर रिंग को केसिंग और इम्पेलर के बीच की निकासी को कम करने के लिए स्थापित किया जाता है। निकासी को कम करने से इम्पेलर के डिस्चार्ज से सक्शन साइड तक रिसाव की मात्रा कम हो जाती है; यह अंततः पंप की दक्षता में सुधार करता है।
इम्पेलर
तरल इम्पेलर की आंख में प्रवेश करता है और फिर रेडियली बाहर की ओर जाता है। जैसे ही तरल इम्पेलर वेन के माध्यम से बाहर की ओर बढ़ता है, इसकी गतिज ऊर्जा दबाव ऊर्जा में बदल जाती है। केंद्रीय इम्पेलर के तीन प्रकार होते हैं, ये हैं बंद, आंशिक रूप से बंद और खुले प्रकार; उपयोग किया गया प्रकार इस बात पर निर्भर करता है कि कौन सा तरल पंप किया जा रहा है।
वोल्यूट केसिंग
केंद्रीय पंप केसिंग डिफ्यूज़र या वोल्यूट प्रकार के होते हैं। एकल स्टेज पंप (एक इम्पेलर) लगभग हमेशा वोल्यूट केसिंग का उपयोग करते हैं, जबकि मल्टीस्टेज पंप (>1 इम्पेलर) आमतौर पर डिफ्यूज़र केसिंग का उपयोग करते हैं।
संपीड़न पैकिंग
संपीड़न पैकिंग शाफ्ट और केसिंग के बीच की जगह को सील करता है। संपीड़न पैकिंग को आमतौर पर केवल 'पैकिंग' के रूप में संदर्भित किया जाता है। संपीड़न पैकिंग का एक विकल्प यांत्रिक सील है।
स्टफिंग बॉक्स
वह क्षेत्र जहां पैकिंग और लैंटर्न रिंग स्थापित की जाती है, उसे 'स्टफिंग बॉक्स' के रूप में जाना जाता है। पैकिंग को इस स्थान में 'स्टफ' किया जाता है। इस मॉडल पर, एनोटेशन मार्कर को स्टफिंग बॉक्स के ऊपर रखा गया है।
लैंटर्न रिंग
लैंटर्न रिंग्स का उपयोग पैकिंग को शीतलन तरल वितरित करने के लिए किया जाता है। तरल पैकिंग को ठंडा और चिकनाई करता है, जो इसे अधिक गर्म होने से रोकने में मदद करता है।
ग्लैंड फॉलोअर
एक ग्लैंड फॉलोअर का उपयोग पैकिंग को संपीड़ित करने के लिए किया जाता है, लेकिन यह महत्वपूर्ण है कि पैकिंग के माध्यम से एक रिसाव दर बनाए रखी जाए। रिसाव दर को प्रति मिनट बूंदों में मापा जाना चाहिए और यदि रिसाव दर अत्यधिक हो जाती है तो ग्लैंड फॉलोअर को समायोजित किया जाना चाहिए।
बॉल बियरिंग्स
बियरिंग्स पंप द्वारा उत्पन्न अक्षीय और रेडियल भार को वहन करते हैं जब यह स्थिर और सेवा में होता है। उपयोग किए गए बियरिंग का प्रकार कई कारकों पर निर्भर करता है, हालांकि बॉल बियरिंग्स को कई सेवा अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बियरिंग माना जाता है। बॉल बियरिंग्स एक प्रकार के एंटी-फ्रिक्शन बियरिंग होते हैं।
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हैंड पंप कैसे काम करते हैं (हाइड्रोलिक वाटर पंप)
अतिरिक्त संसाधन
https://en.wikipedia.org/wiki/Centrifugal_pump
https://www.powerzone.com/resources/glossary/centrifugal-pump
https://www.introtopumps.com/pumps-101/what-is-a-centrifugal-pump