વાયુચાલિત સાધનો (pneumatic devices)

વાયુચાલિત સાધનો (pneumatic devices) : દાબિત હવા ઉત્પન્ન કરનારાં અથવા વાપરનારાં સાધનો. ખડક-શારડી (Rock drill), ફરસબંધી ભાંગવાનું સાધન, રિવેટર, ઘડતર-પ્રેસ (forging press), પેઇન્ટ-સ્પ્રેયર, બ્લાસ્ટ-ક્લીનર અને એટોમાઇઝરમાં વાયુચાલિત સાધનો વપરાય છે.

દાબિત હવાની શક્તિ નમ્ય (flexible), ઓછી ખર્ચાળ અને સહીસલામત હોય છે. આ જાતનાં સાધનોમાં, તણખા થકી અન્ય સાધનોમાં લાગતો સંભવિત વિસ્ફોટાદિનો ભય રહેતો નથી. ભીના વાતાવરણમાં પણ આ સાધન વીજળીના આંચકા વગર વાપરવું શક્ય છે. નાનું દાબક (compressor) આંતરે આંતરે થતા (inter-mittent) ઉપયોગ માટે દાબિત હવા માટેની સંગ્રહ-ટાંકી (storage tank) ભરવા માટે પૂરતું છે. આ જાતનાં સાધનો, ખાસ સેવા(service)ની જરૂરિયાત સંતોષી શકે છે. આવા એક સાધનને અન્ય સાધનની જોડે ટ્યૂબ અથવા પાઇપથી જોડવું સરળ છે. આ સાધન ઘણાં કાર્યો, વાલ્વની મદદથી સહેલાઈથી કરી શકે છે. સિલિંડરની અંદર પિસ્ટનની ગતિ કોઈ પણ જાતના આઘાત વગર બદલવી શક્ય છે. ગતિના નિયંત્રણમાં હવાની પ્રણાલી (system) ઘણી જ નમ્યતા (flexibility) આપે છે. આ પ્રણાલીનું રક્ષણ કરવા માટે રિલીફ વાલ્વને સરળતાથી બદલવો શક્ય છે અને તેથી હાનિ નિવારી શકાય છે. નિયંત્રણનું પ્રચાલન (operation) સરળ, કાર્યદક્ષ અને એકહથ્થુ (centralized) હોય છે. સામાન્યત: હવા-પ્રણાલીમાં ગતિ કરતા ભાગ પ્રમાણમાં ખૂબ જ ઓછા હોય છે. આથી આ જાતની પ્રણાલી વધુ ભરોસાપાત્ર છે. તેનો નિભાવખર્ચ આથી ઓછો આવે છે.

વાયુચાલિત સાધનોનો વિકાસ : લુહાર વડે ધાતુ કે લોખંડને પિગાળવા માટે વપરાતી ધમણ એ એક સાદા પ્રકારનું હવાદાબક જ છે. ઘણાં જ કાણાંઓની મદદ વડે હવા ધમણમાં દાખલ કરવામાં આવે છે. એક સાદો ચેકવાલ્વ નિષ્કાસ ઉપર મૂકેલો હોય છે. આ વાલ્વની મદદથી, હવા ધમણ તરફ પાછી મોકલાતી રોકાય છે. પ્રથમ સદીની શરૂઆતમાં હીરો વડે સાદા જેટ પ્રકારના હવાદાબકનો ઉપયોગ કરાયો હતો. જેમનો ઉપયોગ તેમણે ધાતુગાળણ (smelting) માટે કર્યો હતો. હવાદાબકમાં સારા પ્રમાણમાં સુધારાઓ સત્તરમી સદીમાં કરાયા. 1829માં સંયુક્ત દાબક(compound compressor)નો વિકાસ થયો. 1872 બાદ, દાબકના સિલિંડરને જૅકેટની અંદર રહેલા ઠંડા પાણીની મદદથી ઠંડું કરવાની પદ્ધતિનો વિકાસ થયો. વીસમી સદીમાં, હવાદાબકોથી ચાલતાં સાધનોના ઉપયોગમાં ઘણો જ વધારો જોવા મળ્યો. અક્ષ-પ્રવાહદાબક (axial flow compressor) અને કેન્દ્રત્યાગી વાયુદાબક(centrifugal compressor)નો ત્યારબાદ વિકાસ થયો. વાયુચાલિત સાધનોનો ઉપયોગ સ્વસંચાલિત મશીનરી, શ્રમ બચાવનાર સાધનો અને સ્વચલિત નિયંત્રણનો વિકાસ થવાથી વધ્યો. 1960ના અંત ભાગમાં નવા પ્રકારનાં વાયુદાબક સાધનોનો વિકાસ થયો.

વાયુચાલિત સાધનોના મુખ્ય પ્રકાર : વાયુચાલિત સાધનોમાં વાયુદાબકો અને વાયુચાલિત ઓજારો મુખ્ય છે. રંગ-છંટકાવ કરવા માટેનાં યંત્રો, વાયુચાલિત પદાર્થોનું વહન કરતી, નળીઓ અને ટ્રેનની બ્રેકપદ્ધતિમાં વાયુચાલિત સાધનો વપરાય છે.

હવાદાબક મુખ્યત્વે વાતાવરણની હવાને બહારની શક્તિ વડે દબાવી, જરૂરી ઊંચું દબાણ ઉત્પન્ન કરે છે. આ હવાદાબકો બે પ્રકારના હોય છે : (1) નિશ્ચિત વિસ્થાપન-દાબક (positive displacement compressor). (2) ગતિકદાબક (dynamic compressor).

વાયુચાલિત ઓજારો (tools) તેમની ચાલક-પદ્ધતિ (driving method) મુજબ બે પ્રકારે વિભાજાય છે :

(1) પરિભ્રામક પિસ્ટન (Rotor piston) પ્રકારનું.

(2) પ્રત્યાગામી પિસ્ટન (Reciprocating piston) પ્રકારનું.

પરિભ્રામક પ્રકારનું દાબક ઊલટી દિશામાં ફેરવાય તો તે એક પ્રકારની મોટર જ છે. દબાયેલી હવા આવરણ(housing)માં દાખલ થાય છે અને તે વેન્સને ધક્કો મારે છે. આથી મધ્યમાં રહેલા શાફ્ટને ગતિ મળે છે. આ શાફ્ટની જોડે ડ્રિલ, સરાણચક્ર (grinding wheel) અથવા અન્ય સાધનો જોડેલાં હોય છે.

વિરુદ્ધ દિશામાં કાર્ય કરતું પ્રત્યાગામી દાબક મોટર તરીકે પણ કાર્ય કરે છે. દબાયેલી હવા સિલિંડરમાં દાખલ થાય છે. તેનું તેમાં પ્રસારણ થાય છે. તે પ્રસારણથી પિસ્ટનને ગતિ મળે છે. વળતા ફટકાની ગતિ, પિસ્ટનની બીજી બાજુએ દબાયેલી હવા અથવા સ્પ્રિંગની મદદથી મેળવાય છે. રિવેટિંગ હથોડી (riveting hammer) જેવાં સાધનો પ્રત્યાગામી પિસ્ટનની જોડે જોડવામાં આવે છે. વાયુચાલિત સાધનોમાં આશરે 0.63 MPa જેટલા દબાણવાળી દબાયેલી હવા આપવામાં આવે છે.

શક્તિનો સ્રોત દાબિત હવા હોવાથી આ જાતનાં સાધનો વજનમાં હલકાં હોય છે. તેઓ સરળતાથી એક જગ્યાએથી બીજી જગ્યાએ લઈ જઈ શકાય તેવાં, વાપરવામાં સરળ, અને ઓછી જગ્યા રોકનારાં હોય છે. આ સાધનોમાં વીજળીના ઝાટકાનો કે તણખાનો ભય હોતો નથી. પાણીની અંદર પણ આ સાધનો વાપરી શકાય છે. આવે વખતે દાબિત હવા પાણીને હવામોટર(air motor)માં આવતું રોકે છે.

સાધનોના પ્રકાર મુજબ આ પ્રકારનાં સાધનો બે વિભાગમાં વિભાજાય છે : (1) સુવાહ્ય (portable) અને (2) ખડક-શારડી (rock drill).

સુવાહ્ય વાયુચાલિત સાધનોમાં ગ્રાઇન્ડર, બફર, ડ્રિલ રીમર, સ્ટડ બેસાડનાર રેન્ચ વગેરે અપઘર્ષક (abrasive) સાધનોનો સમાવેશ થાય છે. આ જાતનાં સાધનો સામાન્યત: પરિભ્રામી (rotary) પાંખ (vane) પ્રકારની ઍર-મોટર વડે ચાલે છે. મોટરની ગતિ, દાબિત હવાના પ્રવાહને ઓછોવત્તો કરી ઓછીવત્તી કરી શકાય છે. હવા વડે ચાલતી મોટર જ્યારે ઓવરલોડ થાય છે ત્યારે ગરમ થતી નથી. આ પ્રકારની મોટર વારંવાર થતા સ્તંભન (stalling) અને વ્યુત્ક્રમણ(reversal)થી થતા નુકસાનને સહન કરી શકે છે. આ જાતનાં ઓજારોમાં ચિપિંગ હૅમર અને હવા-ઉત્થાપક(air-hoist)નો સમાવેશ થાય છે. તેની મદદથી ચિઝલ અથવા સંરૂપણ-ઓજાર (forming tool) ઉપર ઉત્તરોત્તર આઘાત (blow) આપવામાં આવે છે. વાલ્વ પ્રકારનાં ઓજારોમાં જુદી યંત્રરચના હોય છે અને તેની મદદથી પિસ્ટનની ઉપર મોકલાતી હવાનો પ્રવાહ નિયંત્રિત થાય છે. આની મદદથી આ સાધન વાપરનાર ગતિનું નિયંત્રણ કરી શકે છે.

ખાસ પ્રકારનાં સુવાહ્ય સાધનો પણ ઉપલબ્ધ છે. તેઓ જુદા જુદા ઉપયોગ માટે વપરાય છે.

ઉપયોગો : દબાયેલી હવાની ગાદી બસ અને ટ્રેનમાં વપરાતી બ્રેકમાં તેમજ હૉવરક્રાફ્ટમાં વપરાય છે. વાયુપ્રેરિત વાહક (conveyor) પદાર્થને એક જગ્યાએથી બીજી જગ્યાએ લઈ જવા વપરાય છે.

પ્રદીપ સુરેન્દ્ર દેસાઈ