धातु बेलौस

धातु बेलौस, लोचदार वाहिकाएं होती हैं जिन्हें बाह्य दबाव डालने पर या निर्वात के सापेक्ष विस्तारित करने पर संपीड़ित किया जा सकता है। दबाव या निर्वात को हटाने के उपरांत, यदि पदार्थ पर उसके मोड़ संघटन प्रतिरोध से अधिक दबाव न डाला गया हो तो बेलौस अपने मूल आकार में वापस आ जाता है। इनका उपयोग दबाव में विकृत होने की इनकी क्षमता और गति की अनुमति के साथ संचित सील प्रदान करने के कारण किया जाता है।

20वीं और 21वीं शताब्दी की सटीक बेलौस तकनीक धातु बेलौस पर केंद्रित है, जिसमें रबर और प्लास्टिक से बनी बेलौस का उपयोग कम होता है। ये उत्पाद पारंपरिक रूप से चिमनी और भट्ठी में उपयोग किए जाने वाले मूल बेलौस से कम समानता रखते हैं।

प्रकार

बेलौस के लिए गहरी खींची गई नलिकाएं

धातु बेलौस

धातु बेलौस के तीन मुख्य प्रकार हैं: गठित, वेल्डित तथा वैद्युत अभिरूपित।

गठित बेलौस का निर्माण नलिकाओं को पुनःरचित करके किया जाता है, जो सामान्यतः पश्च आरेखण द्वारा निर्मित होती है, जिसमें विभिन्न प्रकार की प्रक्रियाएँ होती हैं, जिनमें शीत गठन (रोलिंग), और जल गठन सम्मिलित हैं। इन्हें जटिल बेलौस या सिलफ़ोन भी कहा जाता है।

वेल्डित बेलौस, जिन्हे शीर्ष-वेल्डित या डायाफ्राम बेलौस भी कहा जाता है, का निर्माण कई व्यक्तिगत रूप से बने डायाफ्राम को एक-दूसरे से वेल्डित करके किया जाता है। नीचे दिए गए दो प्रकारों के सापेक्ष तुलना सामान्यतः लागत और प्रदर्शन पर केंद्रित होती है। जलगठित बेलौस की सामान्यतः यंत्र उपकरण लागत अधिक होती है, परंतु, बड़ी संख्या में उत्पादित होने पर, एकल मूल्य कम हो सकती है। यद्यपि, अपेक्षाकृत मोटी दीवारों और उच्च कठोरता के कारण जल गठित बेलौस की प्रदर्शन विशेषताएँ कम होती हैं। वेल्डित धातु बेलौस, कम प्रारंभिक उपकरण लागत के साथ उत्पादित की जाती है और उच्च प्रदर्शन विशेषताओं को बनाए रखती है। वेल्डित बेलौस का दोष वेल्ड जोड़ों पर धातु की कम शक्ति है, जो वेल्डिकरण प्रक्रिया के उच्च तापमान के कारण होता है।

वैद्युत अभिरूपित बेलौस का उत्पादन एक प्रारूप (मैंड्रेल) पर धातु की परत चढ़ाने (अभिरूपण) द्वारा किया जाता है, और बाद में मैंड्रेल को हटा दिया जाता है। इन्हें अल्प उपकरण लागत और पतली दीवारों (25 माइक्रोमीटर या उससे कम) के साथ उत्पादित किया जा सकता है, जो कई सटीक अनुप्रयोगों में उच्च संवेदनशीलता और सटीकता के साथ ऐसे बेलौस प्रदान करते हैं, और ऐसे आकार में भी उत्पादित किए जा सकते हैं जिन्हें अन्य विधियों से उत्पादन करना असाधारण रूप से कठिन होगा।

तुलना का एक अन्य क्षेत्र निर्माण मे प्रयोग किए जाने वाले धातुओं में है। जल गठित और गठित बेलौस उच्च प्लास्टिक बढ़ाव विशेषताओं वाली धातुओं तक ही सीमित हैं, जबकि वेल्डित बेलौस विभिन्न प्रकार के मानक और बाह्री मिश्र धातुओं, जैसे स्टेनलेस स्टील और टाइटेनियम, साथ ही अन्य उच्च शक्ति, संक्षारण प्रतिरोधी पदार्थ से निर्मित की जा सकती है। इवैद्युत अभिरूपित बेलौस का उत्पादन निकल(Ni), उसके उच्च-शक्ति मिश्र धातु और तांबे से किया जा सकता है।

अनुप्रयोग

धातु बेलौस का उपयोग बड़ी संख्या में औद्योगिक अनुप्रयोगों में किया जाता है। कुछ उदाहरण निम्नलिखित है;

• भारित सेल; यदि एक भारित सेल पर दबाव या तनाव के रूप में एक निश्चित भार लगाया जाता है तो वह विकृत हो जाता है। इस विकृति का पता तब एक विकृति प्रमापक द्वारा लगाया जाता है जिसके माध्यम से एक कम विभव प्रत्यक्ष धारा प्रवाहित हो रही है। विभव में परिवर्तन का पता लगाया जाता है जो एक कंट्रोल पैनल पर दिखाई देता है। प्रमापक को बाहरी प्रभावों से बचाने के लिए उसके ऊपर एक बेलौस लगाई जाती है।
• निर्वात अंतरायित्र; परिवर्तक केंद्रों में अत्यधिक उच्च विभव के स्विचन के लिए सेवा के समय संपर्कों के निकट एक उच्च निर्वात, या उच्च दबाव बनाए रखा जाना चाहिए ताकि चाप गठन को कम किया जा सके जो संपर्कों को नुकसान पहुंचाएगा और सुरक्षित परिपथ अवरोध को रोक सकता है। यहां बेलौस एक विश्वसनीय गैस सील बनाए रखते हुए संपर्कों को अंदर और बाहर जाने की अनुमति देती है।
• यांत्रिक सील; इनका उपयोग अधिकतर रासायनिक रिसाव को रोकने के लिए पंप के भीतरी भाग को बाह्य वातावरण से बंद करने के लिए किया जाता है। उस प्रयोजन के लिए, पंप शाफ्ट पर एक यांत्रिक सील लगाई जाती है। जैसे ही पंप शाफ्ट घूर्णित होता है, वहां एक स्थिर और घूर्णित चक्र से युक्त एक सीलिंग तत्व होना चाहिए। दो चक्रों पर पर्याप्त दबाव लागू करने के लिए एक में स्प्रिंग लगाया गया है, बेलौस बिना रिसाव के स्प्रिंग को मुक्त रूप से चलने की अनुमति देती है। बेलौस का निर्माण इस प्रकार किया जा सकता है कि यह स्प्रिंग के रूप में भी कार्य करे।
• दबाव नापने का यंत्र: यदि आक्रामक तरल पदार्थ या गैसों का दबाव मापना है, तो प्रमापक को प्रवाह से अलग करना होगा। महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए, प्रमापक में बॉर्डन प्रमापक नलिका के अतिरिक्त एक डायाफ्राम सीलिंग का उपयोग किया जाता है। इससे अधिक सुरक्षा मिलती है तथा आक्रामक पदार्थ लीक नहीं होता है। डायाफ्राम एक स्व-निहित संसूचक है, जो विस्थापन को मापने वाले उपकरण का कार्य करता है।
• संसूचक: इस अनुप्रयोग में डायाफ्राम या घुमावदार बेलौस को पूरी तरह से सील कर दिया जाता है और एक निश्चित गैस से भर दिया जाता है। दो विद्युतीय ध्रुव बेलौस के भीतर तक घुसते हैं। उन दोनों ध्रुवों की धारा को भिन्न-भिन्न करके बेलौस के अंदर के तापमान को नियंत्रित किया जा सकता है। बेलौस के विस्तार या संकुचन का उपयोग एक निश्चित गति को नियंत्रित करने के लिए प्रवर्तक के रूप में किया जाता है।
• वाल्व सीलिंग: बाह्य वातावरण से अंदर को पूरी तरह से सील करने के लिए आवास और वाल्व ध्रुव के बीच एक बेलौस का उपयोग किया जाता है। यूरोप में, इसका विशेष महत्व है क्योंकि टीए लूफ़्ट जैसे नियम किसी भी रिसाव पर रोक लगाते हैं।
• स्टेपर मोटर्स तथा सर्वो मोटर के लिए युग्मक: लचीला भाग, जो गलत संरेखण की भरपाई करने में सक्षम है, एक बेलौस द्वारा निर्मित किया जाता है। यह सुनिश्चित करता है कि दो युग्मन भागों के बीच कोई कोणीय स्थिति अंतर नहीं है। यदि स्थिति सटीकता अत्यंत सटीक करनी है तो यह आवश्यक है।
• निकास बेलौस: चलने वाले इंजन स्वतः कंपन का कारण बनते हैं। तापीय विस्तार के परिणामस्वरूप होने वाली गतिविधियों और तापमान अंतर की भरपाई के लिए, निकास गैस वाहिका को कीप से जोड़ने के लिए बेलौस का उपयोग किया जाता है।
• वाहिका विस्तार युग्म: इस अनुप्रयोग में, तापीय विस्तार और कंपन को अवशोषित करने के लिए वाहिकाओं के बीच बेलौस का एक छोटा खंड जोड़ा जाता है, जो उच्च-निर्वात, उच्च तापमान, क्रायोजेनिक, या उच्च शुद्धता प्रणालियों और फैक्ट्री-सीलबंद प्रणालियों में विशिष्ट होता है। लंबे समय तक कार्यात्मक रहने के लिए अंदर या अंदर से किसी भी गैस रिसाव की अनुमति प्रदान नहीं की जानी चाहिए।
• धातु बेलौस का उपयोग अन्य उत्पादों और बाजार क्षेत्रों में भी किया जाता है, जिसमें आरोप्य औषधि पंप जैसे चिकित्सा अनुप्रयोग, औद्योगिक प्रवर्तक, अंतरिक्ष अनुप्रयोग जैसे ऊंचाई संसूचक और द्रव प्रबंधन उपकरण सम्मिलित हैं। अंतरिक्ष अनुप्रयोगों में धातु की बेलौस भी पाई जाती है, जो पीने योग्य जल के सापेक्ष जलाशयों के साथ-साथ अपशिष्ट जल एकत्र करने के लिए संचयक प्रदान करती है।

निर्माण

वेल्डित बेलौस विभिन्न प्रकार की विजातीय धातुओं और मिश्र धातुओं से बनाई जा सकती है, जबकि गठित बेलौस सूक्ष्म विस्तार के साथ मिश्र धातुओं तक सीमित होती है - पीतल इसका प्रमुख उदाहरण है। मौलिक रूप से खराब वेल्डीकरण क्षमता के कारण वेल्डित बेलौस पीतल से नहीं बनाई जाती है। वेल्डित बेलौस के अन्य लाभों में ठोसपन, बिना किसी क्षति के ठोस विस्तार तक संपीड़ित होने की क्षमता, खरोंच और क्षति के लिए प्रतिरोध और विस्तृत रूप से अधिक लचीलापन सम्मिलित है।

धातु बेलौस का वेल्डिकरण एक सूक्ष्म वेल्डित प्रक्रिया है, जो सामान्यतः उच्च आवर्धन पर प्रयोगशाला स्थितियों के अंतर्गत की जाती है।

बेलौस के आकार के सांचे के अंदर एक धातु नलिका को द्रवचालित दबाव के अंतर्गत विस्तारित करके जल गठित बेलौस का उत्पादन किया जाता है, और सांचे के घुमावदार आकार को ग्रहण किया जाता है।

विद्युत रूपित बेलौस का निर्माण बेलौस के आकार के प्रारूप (मैंड्रेल) पर धातु चढ़ाकर किया जाता है, और उसके बाद रासायनिक या भौतिक विधियों से मैंड्रेल को हटाया जाता है। कम उपकरण लागत और कम विनिर्माण चक्र के कारण, बेलौस का वैद्युत अभिरूपण न केवल एक सस्ती विनिर्माण विधि है, बल्कि एक आदर्श आदिप्ररूप उपकरण भी है।

विक्षेपण

विभिन्न प्रकार के विस्तार युग्म हैं और प्रत्येक कोई एक ही प्रकार के विक्षेपण को स्वीकार नहीं कर सकता है। विभिन्न प्रकार के विक्षेपण अक्षीय, पार्श्व, कोणीय, मरोड़ वाले, चक्रीय संयोजन हैं जो एक ही समय में क्रियान्वित किए जा सकते हैं।