पंप

शहरातील कुठलीही सदनिका असलेली इमारत असो की स्वतंत्र बंगला असो, त्यातील रहिवाशांना पाणी मिळणे हे एका यंत्रावर अवलंबून असते. आणि ते यंत्र बंद पडले की नळातले आणि लोकांच्या तोंडचेही पाणी पळते. शेतकऱ्यालाही पाणी मिळण्यासाठी दिवसाच्या कुठल्याही ठरलेल्या प्रहरी हे यंत्र सुरू करावे लागते. असे हे सर्वव्यापी यंत्र म्हणजे पाण्याचा पंप.
वातावरणातील हवेचा दाब (PRESSURE) या संकल्पनेच्या शोधाने अनेक समस्या सोडवण्याची दारे उघडली गेली. हा दाब जमिनीवरील किंवा जमिनीआतील पाण्यावरही असतो, हेही लक्षात आले. मग या दाबाचा उपयोग करून द्रव किंवा वायू जलदगतीने आणि कमी-जास्त दाबाने वहन करण्याकरता पंप शोधला गेला. सगळ्यात जुना पंप- म्हणजे हातपंप किंवा हापसा आजही आपल्याकडे वापरला जातो.
हातपंपाची रचना  
दट्टय़ा (piston) वापरून तयार होणाऱ्या पंपांमधला हा सर्वात आद्य-पंप. याची रचना वरील चित्रात दाखवली आहे. जमिनीमधील पाणी खेचण्याकरता या हापशाची नळी (पाइप) पाण्याच्या पातळीच्या आतमध्ये बुडेपर्यंत सोडलेली असते. जेव्हा आपण दांडा खाली दाबतो तेव्हा दट्टय़ा वर उचलला जातो आणि नळीवर बसवलेली झडप (VALVE) आणि दट्टय़ा यांच्यात अत्यल्प दाबाची पोकळी तयार होते. जमिनीमधील पाण्यावरील वातावरणाच्या दाबामुळे ते पाणी झडपेला वर उघडवते आणि त्या पोकळीत शिरते. तसेच दट्टय़ाच्या वरच्या भागातील पाणी दट्टय़ाबरोबर वर सरकून नळातून बाहेर पडते. जेव्हा दांडा वर उचलतो तेव्हा दट्टय़ा पुन्हा खाली जातो आणि त्याच्या दाबामुळे झडप बंद होते. दट्टय़ा आणि नळीमध्ये कमीत कमी मोकळी जागा ठेवणे आणि त्याचबरोबर कमीत कमी घर्षण घडवण्याचे काम दट्टय़ावरील एक रबराची चकती (ज्याला इंग्रजीत washerआणि मराठीत ‘वायसर (!)’ म्हणतात, ती करते.
या प्रकारच्या पंपामुळे पाण्याचा सलग पुरवठा न होता तो थांबून थांबून होतो. तसेच तो दाबविरहित असतो. त्यामुळे शहरातील उंच इमारती वा शेतातील विहिरी- जिथे पाणी जास्तीत जास्त उंचीवर पोचवण्याची/ खेचण्याची गरज असते, तिथे विद्युत शक्तीद्वारे चालणाऱ्या केंद्रोत्सारी centrifugal)  पंपाचा वापर केला जातो.
या पंपाविषयी जाणून घेण्याआधी आपल्याला ‘केंद्रोत्सारी बल’ (Centrifugal Force) ही भौतिकशास्त्रीय संकल्पना थोडक्यात समजावून घेणे गरजेचे आहे. कुठलीही वस्तू जेव्हा एका केंद्राभोवती फिरत असते, तेव्हा त्या वस्तूवर बाहेर फेकले जाणारे बल कार्यरत होत असते. आपण सर्वानी हे बल जत्रेतल्या एका आसाभोवती फिरणाऱ्या पाळण्यात बसल्यावर अनुभवलेले आहे. किंवा वेगाने जाणाऱ्या गाडीत बसलो असता वळणावर आपले शरीर वळणाच्या दिशेच्या विरुद्ध दिशेला झुकणे हाही केंद्रोत्सारी बलाचाच परिणाम आहे. याच बलाचा वापर केंद्रोत्सारी पंपाने पाणी अधिक वेगाने आणि दाबाने वहन करण्याकरता केलेला आहे.
कसा चालतो हा पंप?
सोबत दाखविलेल्या चित्रामध्ये आपण नेहमी बघतो त्या पंपाची रचना दाखविली आहे. याचे मुख्य घटक (components) पुढीलप्रमाणे-
१.    खेचणाऱ्या नळीला जोडणारी चकती (flange)- याला टाकीत किंवा विहिरीत सोडलेली पाणी खेचणारी नळी जोडलेली असते.
२.     इम्पेलर- याला केंद्रस्थानी पाणी आत येण्याकरता एक भोक (डोळा) असते आणि त्याच्या पूर्ण क्षेत्रामध्ये विशिष्ट आकार दिलेल्या मार्गिका असतात. यात खेचलेले पाणी प्रवेश करते आणि त्याच्याबरोबर फिरते आणि पंप केसिंगमध्ये वेगाने आणि दाबाने फेकले जाते.
३.        दंड- हा इम्पेलर आणि मोटरला जोडतो आणि मोटरची यांत्रिक ऊर्जा इम्पेलपर्यंत आणतो.
४.        पंप केसिंग-  याच्या विशिष्ट आकारामुळे पाण्याचा दाब नियंत्रित करता येतो.
जेव्हा मोटर चालू होते तेव्हा इम्पेलर त्याच गतीने केंद्राभोवती फिरू लागतो. त्याच्या फिरण्यामुळे इम्पेलरमधील पाण्याला गती मिळते आणि ते वेगाने केसिंगमध्ये ढकलले जाते. हे पाणी पुढे ढकलले गेल्यामुळे तयार झालेल्या दाबविरहित पोकळीमध्ये बाहेरील वातावरणाच्या दाबाखाली असलेले टाकीतील पाणी खेचले जाते. त्याचवेळी केसिंगमधील पाणी त्याला लावलेल्या नळीद्वारे बाहेर फेकले जाते.
यात सगळ्यात महत्त्वाचे म्हणजे पाण्याच्या टाकीपासून ते इम्पेलपर्यंतचा सर्व मार्ग कायम पाण्याने भरलेला असणे आवश्यक आहे. कारण त्यात हवा आल्यास पाणी खेचण्यासाठी आवश्यक असलेला दाबातील फरक मिळत नाही आणि पंप पाणी खेचू शकत नाही. त्यासाठी टाकीत सोडलेल्या नळीला एक एकमार्गी झडप (non-return valve) लावलेली असते; जी पंप बंद झाल्यावरही नळीत पाणी धरून ठेवते.
 एकमार्गी झडप (foot valve)
सोबतच्या चित्रात दाखवल्याप्रमाणे पाण्याचा पंप सुरू झाल्यावर झडपेची चकती तिच्यावरील खेचणाऱ्या बलामुळे वर उचलली जाते आणि टाकीतील पाण्याला वाट मोकळी होते. जेव्हा पंप बंद होतो तेव्हा चकतीवरील खेचणारे
बल शून्य होते व चकतीच्या खाली लावलेली स्प्रिंग चकतीला सतत खाली खेचत राहत असल्यामुळे
चकती खाली बसते आणि नळीतील पाण्याचा खाली येण्याचा मार्ग बंद करते आणि पंपामध्ये कायम पाणी भरलेले राहते. खाली लावलेली जाळी पाण्यातील कचरा चकतीपर्यंत न पोहोचण्याची काळजी घेते. त्यामुळे चकती मधेच अडकत नाही आणि पंप विनातक्रार आपले काम करत राहतो.    
 दीपक देवधर