आपल्या रोजच्या दैनंदिन कार्यात पंप महत्त्वाची भूमिका बजावत असतात. घरगुती जीवनात पाणी पुरवठ्यापासून औद्योगिक क्षेत्रात पाणी पुरवठा तसेच रासायनिक प्रक्रियेसाठी पंपाचा मोठ्या प्रमाणावर उपयोग केला जातो. हे पंप चालवण्यासाठी विद्युत चलित्राचा उपयोग केला जातो. काही ठरावीक ठिकाणी विद्युत शक्तीचा अभाव असल्यास पर्याय म्हणून पेट्रोल अथवा डीझेल इंजिनचा तसेच पवनशक्तीचाही वापर करण्यात येतो.
पंपाचे मुख्य कार्य द्रव पदार्थाचा निश्चित प्रवाह निर्माण करणे अथवा द्रव पदार्थाचा दाब वाढवणे. यासाठी यांत्रिकी ऊर्जा (Mechanical energy) द्रव पदार्थाचा दाब वाढविण्यासाठी वापरली जाते. पंप मुख्यत्वे दोन प्रकारांचे असतात : १) अपकेंद्री पंप (Centrifugal Pump), २) प्रत्यागामी पंप (Positive displacement or Reciprocating Pump).
१) अपकेंद्री पंप : अपकेंद्री पंपामध्ये प्रेरक (Impeller disk) चकती विशिष्ट आकाराच्या आच्छादनात (Volute) बसवली असते, या आच्छादनाचे आकारमान बाहेरील बाजूस – जेथून उच्च दाबाचा द्रव बाहेर पाठवला जातो – मोठे होत गेलेले असते, त्यामुळे प्रेरक चकतीपासून द्रव पदार्थाला प्राप्त झालेली गती द्रव पदार्थाचा दाब वाढवण्यात बदलली जात. अपकेंद्री पंपामध्ये मुख्यत्वे करून पुढील भाग असतात : १) प्रवेश द्वार (Inlet), २) प्रेरक चकती (Impellar), ३) प्रेरक चकतीवरील पाती (Impeller vanes), ४) विसारक (Diffuser), ५) विसारकावरील पाती (Diffuser vanes), ४) बाह्य द्वार (Outlet). हे सर्व भाग विशिष्ट आकाराच्या आच्छादनात (Volute) एकत्रित बसवलेले असतात. प्रेरक चकती विद्युत चलित्राला (Electric Motor) जोडलेली असते.
द्रव पदार्थ प्रवेश द्वारातून प्रेरक चकतीकडे निर्देशित केला जातो. विद्युत चलित्राच्या साहाय्याने प्रेरक चकतीला गती प्राप्त होते. प्रेरक चकतीवर बसवलेल्या पात्यांच्या साहाय्याने द्रव पदार्थ गतिमान होतो व विसारकाकडे निर्देशित केला जातो. विसारकावरील पात्याद्वारे द्रव पदार्थ बाह्य द्वाराकडे निर्देशित केला जातो, जिथे आच्छादनाचे आकारमान मोठे असल्यामुळे द्रव पदार्थाला प्राप्त झालेली गती उच्च दाबात बदलली जाते व उच्च दाबाचा द्रव बाह्य द्वारामार्फत वर चढवला जातो.
द्रव पदार्थ किती उंचीवर चढवला जातो, त्यावर आवश्यक असणारा दाब ठरवला जातो. त्यानुसार पंपाचे आकारमान व चलित्राची क्षमता ठरविण्यात येते. हे पंप बरच काळ कार्यरत राहीले नाहीत, तर आतल्या बाजूस हवेची पोकळी व बुडबुडे निर्माण होऊन प्रवाह निर्माण करण्यात अडचण येते म्हणून पंप चालू करण्याअगोदर वरून पाणी भरण्याची सोय केलेली असते (Priming of the pump).
अपकेंद्री पंप हे तुलनेने निश्चित प्रत्यागामी पंपापेक्षा (Positive displacement or reciprocating pump) कमी कार्यक्षम असतात परंतु हे पंप जास्त गतिमान असल्याने त्यांची द्रव पदार्थ हाताळणी क्षमता जास्त असते. तसेच त्यांच्या उभारणीला कमी वेळ लागतो व तुलनात्मक देखभाल कमी प्रमाणात करावी लागते. याकारणास्तव हे पंप जास्त प्रमाणात वापरले जातात. लहान क्षमतेचे पंप एक कला चलित्रावर चालतात तर मोठ्या क्षमतेच्या पंपांसाठी तीन कला चलित्राचा उपयोग केला जातो. रासायनिक प्रक्रिया किंवा मध्यवर्ती पाणी पुरवठा केंद्रात फार मोठ्या क्षमतेच्या पंपांची गरज असते अशा ठिकाणी मध्यम दाबाच्या तीन कला चलित्राचा वापर केला जातो. अपकेंद्री पंप पातळ द्रव पदार्थासाठी जास्त वापरले जातात, चिकट व घट्ट द्रव पदार्थ वापरल्यास या पंपाची कार्यक्षमता कमी होते. अपकेंद्री पंपाची मूलभूत रचना आकृती – १ मध्ये दाखविली आहे.
२) प्रत्यागामी पंप : याप्रकारचे पंप प्रत्येक आवर्तनात निश्चित आकारमानाचे द्रव हाताळत असतात. हे पंप मुख्यत्वे करून परस्पर विरुद्ध स्पंदन प्रकारातले असतात. यांतील मुख्य भाग : १) दंडगोल (Cylinder), २) दट्ट्या (Piston). दंडगोलामध्ये दट्ट्या एकरेषेत मागे-पुढे सरकत असतो. जेंव्हा दट्ट्या बाहेरील बाजूस जातो, त्यावेळी दंडगोलामध्ये जागेचे घनफळ वाढते व काही प्रमाणात निर्वात जागा तयार होते. त्यामुळे बाहेरील द्रव प्रवेश द्वारातून दंडगोलामध्ये प्रवेश करतो. दट्ट्या आतील बाजूस जात असताना हा द्रव दाबला जातो. जास्त दाबाचा द्रव बाह्य द्वारातून बाहेर जातो. पंपाची द्रव बाहेर पाठवण्याची गती दट्ट्याच्या स्थितीनुसार बदलत असते. जेंव्हा दट्ट्या पूर्णपणे दंडगोलाच्या बाहेरील बाजूस असतो, तेव्हा पंपाची गती शून्य असते व दट्ट्या दंडगोलाच्या मध्यभागी असताना ती सर्वात जास्त असते. दट्ट्याच्या दोन्ही बाजूस द्रव पदार्थ हाताळला तर असा गतीतील बदल कमी करता येतो. अशा पंपांना दुहेरी क्रियाशील पंप म्हणतात.
दट्ट्याची दंडगोलात एका रेषेत हालचाल करण्यासाठी विद्युत चलित्र एका चाकाला जोडलेले असते आणि दट्ट्या चाकाच्या बाह्यभागावर जोडलेला असतो. ज्यामुळे चाकाची वर्तुळाकार गती दट्ट्याच्या एकरेषा हालचालीत बदलली जाते. या पंपांची मूलभूत रचना आ. २ मध्ये दाखविली आहे. पंपाच्या क्षमतेनुसार एक कला, तीन कला अथवा मध्यम विद्युत दाबाच्या चलित्राची निवड करण्यात येते. या प्रकाराचे पंप अतिशय कार्यक्षम असतात व त्यांची जास्त देखभाल करावी लागत नाही. अशा पंपाच्या उभारणीसाठी विशेष काळजी घ्यावी लागते व उभारणीस तुलनेने जास्त वेळ लागतो. हे पंप चिकट व घट्ट द्रव पदार्थासाठी जास्त उपयुक्त आहेत.
पाण्यात बुडणारे पंप (Submersible pump) : वरील दोन्ही प्रकारांचे पंप द्रव पदार्थाच्या बाहेरील बाजूस असून नळीच्या साहाय्याने द्रव पदार्थ वितरित केला जातो. शेतीच्या कामासाठी अथवा जेथे जमिनीत पाण्याचा मुबलक साठा असतो तेथे विहीर अथवा कूपनलिकेद्वारे पाण्याचा पुरवठा केला जातो. पूर्वापार पद्धतीने रहाटगाडग्याचा उपयोग करून विहिरीतून शेतीला पाणी पुरवठा करण्यात येत असे. आजकाल विद्युत पंप वापरून पाण्यात बुडणाऱ्या पंपांचा उपयोग केला जातो. पाण्यात बुडणारे पंप दोन प्रकारांचे असतात.
१) विहिरीत पाण्याच्या पातळी खाली बसवलेले पंप (Open well submersible pump) आणि २) कूपनलिकेत बसवलेले पंप (Bore well submersible pump).
या पंपांचे कार्य अपकेंद्री पंपाप्रमाणे असते. चलित्र, प्रेरक चकती व विसारक चकती यांची जोडणी पाण्याखाली बसवलेली असते. चलित्रात पाणी जाऊ नये म्हणून जलनिरोधक आवरणात बंदिस्त केले असते, चलित्राच्या साहाय्याने प्रेरक चकतीला गती प्राप्त झाल्यावर पाण्याच्या दाबाने पाणी आत प्रवेश करते व प्रेरक चकतीवरील पात्यांच्या साहाय्याने विसारकावर निर्देशित केले जाते. येथे प्रेरक चकतीवर प्राप्त झालेली गतिज ऊर्जा (Kinetic Energy) दाब वाढण्यात बदलली जाते व पाणी वर चढवले जाते.
विहिरीत बसवले जाणारे पंप साधारणतः बाहेरील बाजूस बसवले जाणाऱ्या पंपासारखेच असतात परंतु जलनिरोधक आवरणात बंदिस्त केलेले असतात. कूपनलिकेसाठी वापरले जाणारे पंप लंबरेषेत उभ्या आकारत असतात. आकारमान लहान असल्याने सतत पाण्याखाली असणे गरजेचे असते, अन्यथा उष्णतेमुळे चलित्र व जलनिरोधक चकत्या खराब होऊन पंप निष्क्रिय होतो.
पाण्यात बुडणाऱ्या पंपाचे मुख्य फायदे : १) पंप पाण्यात असल्याने पाण्याच्या दाबाने पाणी आत प्रवेश करते. यामुळे वर खेचण्यासाठी लागणाऱ्या ऊर्जेची बचत होते व त्यामुळे तुलनात्मक कमी अश्वशक्तीचे चलित्र पुरेसे होते, २) पाण्याच्या दबावाखाली असल्याने हवेची पोकळी अथवा हवेचे बुडबुडे यामुळे प्रवाह निर्माण करण्यात अडथळा येत नाही. त्यामुळे चालू करण्याअगोदर वरून पाणी भरण्याची आवश्यकता नसते. ३) लहान आकारमान व वजनाने कमी असल्याने सहजपणे ने-आण करता येते.
पाण्यात बुडणाऱ्या पंपाचे मुख्य तोटे : १) सतत पाण्याखाली असल्याने जलनिरोधक आच्छादनावरील चकत्या खराब होऊन पंप निष्क्रिय होतो. २) पाण्याच्या पातळीवर सतत लक्ष ठेवणे आवश्यक असते अन्यथा अतिउष्णतेने चलित्र खराब होते.
एकंदर सुविधा व फायदे पहाता अपकेंद्री पंप व पाण्यात बुडणारे पंप जास्त सोयीचे असल्याने रोजच्या जीवनात त्यांचा मोठ्या प्रमाणावर वापर होतो.
संदर्भ :
