परिचय: हैंड वॉटर पंप
हैंड पंप मानव संचालित पॉजिटिव डिस्प्लेसमेंट पंप का एक प्रकार है। ये कई ग्रामीण क्षेत्रों में आम दृश्य हैं जहाँ पाइप द्वारा जल आपूर्ति नहीं होती। हैंड पंप का डिज़ाइन सरल और मजबूत होता है, इसे कम रखरखाव की आवश्यकता होती है, और यह संचालित करने में आसान होता है, जिसके कारण इसका व्यापक उपयोग पूरे विश्व में होता है।
हैंड पंप
इतिहास हैंड पंप का
हैंड संचालित पिस्टन पंप का आविष्कार यूरोप में हुआ और यह 1400s का है। आने वाले सदियों में, अधिकांश गाँव, कस्बे, और शहर, हैंड पंप या पारंपरिक जल कूप के माध्यम से विश्वसनीय जल आपूर्ति तक पहुँच प्राप्त कर चुके थे। आमतौर पर, हैंड पंप मौजूदा जल कूपों पर स्थापित किए जाते थे, इसलिए उनका अपनाना मौजूदा बुनियादी ढांचे में सुधार का प्रतिनिधित्व करता है, न कि पूरी तरह से नए बुनियादी ढांचे का।
मध्यकालीन पिस्टन पंप आरेख
क्योंकि हैंड पंप अक्सर समुदाय के केंद्र के पास स्थापित किए जाते थे ताकि स्थानीय निवासियों के लिए पहुँच आसान हो सके, उन्हें अक्सर ‘पैरिश पंप’ कहा जाता था; क्योंकि चर्च और पैरिश अधिकांश समुदायों में स्थानीय मिलन स्थल थे, इसलिए उनके पास जल पंप स्थापित करना समझदारी थी। इस प्रकार के कूप पंप के लिए व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला एक अन्य नाम ‘पिचर पंप’ है।
हैंड पंप / पैरिश पंप / पिचर पंप
जल का प्रदूषण हैंड पंप (या किसी भी कूप जल स्रोत) से संभव है क्योंकि जल मिट्टी से खींचा जाता है। हैजा एक ऐसा बैक्टीरिया है जो दूषित जल के सेवन से फैल सकता है। जॉन स्नो ने 1854 में लंदन के ब्रॉड स्ट्रीट में एक प्रकोप के बाद जल के माध्यम से हैजा के प्रसार को साबित किया। उन्होंने संदेह किया कि दूषित जल प्रकोप का स्रोत था, उन्होंने स्थानीय जल पंप से हैंडल हटा दिया और हैजा के मामलों की संख्या जल्द ही कम हो गई। उनकी सही धारणा और जिस विधि से उन्होंने इसे पाया, उसके कारण जॉन स्नो को आज महामारी विज्ञान (कैसे बैक्टीरिया और वायरस होते हैं और फैलते हैं) का संस्थापक माना जाता है।
जॉन स्नो – महामारी विज्ञान के संस्थापक
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हैंड पंप के घटक
एक हैंड पंप में अपेक्षाकृत कम भाग होते हैं, ये आमतौर पर नीचे सूचीबद्ध होते हैं, लेकिन भागों की संख्या और प्रकार व्यक्तिगत पंप डिज़ाइन पर निर्भर करता है।
सक्शन इनलेट – एक लंबी खोखली पाइप जो पंप सिलेंडर को जल आपूर्ति से जोड़ती है।
सिलेंडर – एक खोखला सिलेंडर जो पिस्टन, फुट वाल्व और पिस्टन वाल्व को संलग्न करता है।
डिस्चार्ज – एक खोखली पाइप जो सिलेंडर से उपभोक्ता बिंदु तक जल के प्रवाह की अनुमति देती है।
पिस्टन – एक असेंबली जो एक नॉन-रिटर्न वाल्व और रिटेनिंग केज की स्थापना की अनुमति देती है।
पिस्टन रॉड – एक ठोस धातु की छड़ जो पिस्टन को हैंडल/लीवर से जोड़ती है।
हैंडल/लीवर – ऑपरेटर को यांत्रिक लाभ देने के लिए उपयोग किया जाता है; कभी-कभी इसे ‘फोर्स रॉड’ कहा जाता है।
फुट वाल्व – सिलेंडर के आधार पर स्थित एक नॉन-रिटर्न वाल्व।
हैंड पंप के घटक
हैंड पंप संचालन का सिद्धांत
हैंड संचालित कूप पंप का उद्देश्य एक तरल को निचले स्तर से ऊँचे स्तर तक सुरक्षित और कुशलता से उठाना है। हैंड पंप हैंडल/लीवर का यांत्रिक लाभ उपयोगकर्ता की ताकत और हैंडल की लंबाई पर निर्भर करता है; इसे बल के क्षण की गणना देखते समय समझाया जा सकता है:
क्षण = बल x दूरी
M = F.d
जहाँ:
क्षण = धुरी बिंदु के चारों ओर बल का घुमावदार प्रभाव।
बल = ऑपरेटर द्वारा लगाया गया बल।
दूरी = धुरी बिंदु से दूरी।
हैंड पंप यांत्रिकी
हैंडल की लंबाई बढ़ाने से धुरी बिंदु से दूरी बढ़ जाती है और इस प्रकार परिणामी क्षण भी बढ़ जाता है। लगाए गए बल को बढ़ाने से भी क्षण बढ़ जाता है। ध्यान दें कि धुरी बिंदु से बल की दूरी बढ़ाकर लगाए गए क्षण को बढ़ाना संभव है; इसे निम्नलिखित दो उदाहरणों से देखा जा सकता है:
उदाहरण 1 – धुरी बिंदु के करीब अधिक बल लगाया गया।
बल (F) = 10
दूरी (D) = 5
क्षण (M) = बल.दूरी
क्षण (M) = 10 x 5 = 50
उदाहरण 2 – धुरी बिंदु से दूर कम बल लगाया गया।
बल (F) = 5
दूरी (D) = 10
क्षण (M) = बल.दूरी
क्षण (M) = 5 x 10 = 50
ध्यान दें कि दोनों उदाहरणों के लिए बल का परिणामी क्षण समान है। यह देखा जा सकता है कि यदि बल को स्थिर रखा जाए (बदला नहीं जाए) तो लंबा हैंडल अधिक यांत्रिक लाभ देगा। व्यावहारिक रूप से, इसका अर्थ है कि लंबा हैंडल कमजोर लोगों को पंप संचालित करने की अनुमति देगा क्योंकि एक दिए गए क्षण को प्राप्त करने के लिए कम ताकत (बल) की आवश्यकता होती है।
नोट – उदाहरणों में इकाइयों का उपयोग नहीं किया गया है, हालांकि बल आमतौर पर न्यूटन (N) में दिया जाता है, दूरी मीटर (m) में, और क्षण न्यूटन मीटर (Nm) में। उपयोग की गई इकाइयाँ इस पर निर्भर करती हैं कि मानक इकाइयाँ (SI इकाइयाँ) या इंपीरियल इकाइयाँ (पाउंड, इंच आदि) का उपयोग किया जा रहा है।
सरल व्याख्या: हैंड पंप कैसे काम करते हैं
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पॉजिटिव डिस्प्लेसमेंट पंप को प्राइम करना आवश्यक होता है इससे पहले कि प्रक्रिया द्रव को पंप किया जा सके। 'प्राइमिंग' शब्द का अर्थ है सिस्टम से हवा निकालना ताकि प्रक्रिया द्रव प्रवाहित हो सके। जब एक कूप हैंड पंप की बात की जाती है, तो सिस्टम से हवा निकाल दी जाती है और पानी द्वारा विस्थापित कर दिया जाता है।
जब पंप लीवर को नीचे दबाया जाता है तो पानी सिलेंडर में खींचा जाता है। पंप लीवर को नीचे दबाने से पिस्टन ऊपर की ओर चलता है और फुट वाल्व खुल जाता है; पिस्टन नॉन-रिटर्न वाल्व बंद रहता है जब पिस्टन ऊपर की ओर चलता है।
एक बार जब पिस्टन अपने उच्चतम बिंदु पर पहुँच जाता है, तो ऑपरेटर पंप लीवर को ऊपर खींचता है। पंप लीवर को ऊपर खींचने से पिस्टन नीचे की ओर चलता है और फुट वाल्व बंद हो जाता है; पिस्टन नॉन-रिटर्न वाल्व खुला रहता है जब पिस्टन नीचे की ओर चलता है। इस गति का परिणाम यह होता है कि पिस्टन नॉन-रिटर्न वाल्व के नीचे से पानी पिस्टन नॉन-रिटर्न वाल्व के ऊपर की ओर स्थानांतरित हो जाता है। जब पिस्टन अगली बार ऊपर की ओर चलता है, तो यह पानी को भी ऊपर की ओर ले जाता है जो अब उसके ऊपर की ओर मौजूद होता है।
हैंड पंप लीवर पर इस धक्का और खींचने की गति को दोहराने से सिलेंडर में अधिक तरल खींचा जाता है और सिलेंडर के भीतर जल स्तर बढ़ता है। जैसे ही जल स्तर बढ़ता है, यह डिस्चार्ज पाइप की ऊँचाई तक पहुँचता है और पंप से बाहर बहने लगता है।
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अतिरिक्त संसाधन
https://en.wikipedia.org/wiki/Hand_pump
https://innovationdiscoveries.space/water-hand-pump-parts-types-working-principle
https://engineeringinsider.org/water-hand-pump-parts-types-working