पॉपट वॉल्व

From Vigyanwiki
Revision as of 22:03, 24 January 2023 by alpha>KishanNayak
Poppet valves with valve springs and valve stem seals

एक छाताकार कपाट (जिसे मशरूम कपाट भी कहा जाता है[1]) एक कपाट है जो सामान्यतः यंत्र में गैस या वाष्प के प्रवाह के समय और मात्रा को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किया जाता है।

इसमें एक छिद्र या खुला अंत कक्ष होता है, आमतौर पर अनुप्रस्थ काट में वृतीय या अंडाकार होता है, और एक प्लग, आमतौर पर एक कपाट स्टेम के रूप में जाने वाले स्तम्भ के अंत में एक वर्तुलाकार होता है। इस प्लग का काम करने वाला अंत, कपाट तल ,आमतौर पर सील किए जा रहे कक्ष के रिम में संबंधित कपाट आधार ग्राउंड के खिलाफ सील करने के लिए 45 ° बेवल पर ग्राउंड होता है। शाफ्ट अपने संरेखण को बनाए रखने के लिए कपाट गाइड के माध्यम से यात्रा करता है।

कपाट के दोनों तरफ एक दबाव अंतर इसके प्रदर्शन में सहायता या खराब कर सकता है। निकास अनुप्रयोगों में कपाट के खिलाफ उच्च दबाव इसे सील करने में मदद करता है, और सेवन अनुप्रयोगों में कम दबाव इसे खोलने में मदद करता है।

छाताकार कपाट का आविष्कार 1833 में अमेरिकी ई o एo जीo द्वारा किया गया था। यंग ऑफ द न्यू कैसल और फ्रेंचटाउन टर्नपाइक और रेलरोड कंपनी यंग ने अपने विचार का एकस्व कराया था, लेकिन 1836 में अमेरिकी एकस्व कार्यालय में आग लगने से इसके सभी अभिलेख नष्ट हो गए।[2]


व्युत्पत्ति

पॉपेट शब्द [[ [[ कठपुतली ]] ]] के साथ व्युत्पत्ति साझा करता है: यह मध्य अंग्रेजी पोपेट (युवा या गुड़िया) से है, जो मध्य फ्रेंच पोपेट से है, जो कि पॉपी का एक छोटा रूप है। एक कपाट का वर्णन करने के लिए पॉपेट शब्द का उपयोग एक ही शब्द से आता है जो मैरियोनेट्स पर लागू होता है, जो छाताकार कपाट की तरह, रैखिक रूप से प्रसारित दूरस्थ गति के जवाब में शारीरिक रूप से चलता है।[3][4] अतीत में, कठपुतली कपाट छाताकार कपाट का पर्याय था;[5][6] हालाँकि, कठपुतली का यह प्रयोग अब अप्रचलित है।

रचना

File:Poppet valves activated by two mechanisms.gif
स्वचालित रूप से सक्रिय सेवन कपाट (लाल रंग में) और कैम-सक्रिय निकास कपाट (नीले रंग में) के साथ पिस्टन इंजन

छाताकार कपाट मूल रूप से सर्पण और दोलक कपाट से अलग है; एक द्वार को उजागर करने के लिए एक आधार पर फिसलने या हिलने के बजाय, छाताकार कपाट आधार से द्वार के सतह के लंबवत आंदोलन के साथ उत्थापन करता है। छाताकार कपाट का मुख्य लाभ यह है कि इसमें आधार पर कोई गति नहीं होती है, इस प्रकार स्नेहन की आवश्यकता नहीं होती है।[7]

ज्यादातर मामलों में प्रत्यक्ष-कार्यकारी कपाट में संतुलित पॉपेट होना फायदेमंद होता है। पॉपेट को स्थानांतरित करने के लिए कम बल की आवश्यकता होती है क्योंकि पॉपेट पर सभी बल समान और विपरीत बलों द्वारा निरस्त कर दिए जाते हैं। परिनालिका कुंडली को केवल स्प्रिंग बल का प्रतिकार करना पड़ता है।[8] छाताकार आंतरिक दहन और भाप यंत्रों में उनके उपयोग के लिए सबसे अच्छी तरह से जाने जाते हैं, लेकिन अर्द्धचालक उद्योग में दूध के प्रवाह को नियंत्रित करने से लेकर बाँझ हवा को अलग करने तक कई औद्योगिक प्रक्रियाओं में उपयोग किया जाता है।

वायुचालित टायर पर इस्तेमाल किए जाने वाले प्रेस्टा कपाट और श्रेडर कपाट छाताकार कपाट के उदाहरण हैं। प्रेस्टा कपाट में कोई स्प्रिंग नहीं है और फुलाए जाने पर खोलने और बंद करने के लिए दबाव अंतर पर निर्भर करता है।

पनडुब्बियों से टारपीडो लॉन्च करने में छाताकार कपाट बड़े पैमाने पर कार्यरत हैं। कई प्रणालियाँ टारपीडो नली से टारपीडो को बाहर निकालने के लिए संपीड़ित हवा का उपयोग करती हैं, और छाताकार कपाट इस हवा की एक बड़ी मात्रा (समुद्री जल की एक महत्वपूर्ण मात्रा के साथ) को बुलबुले के टेल-टेल क्लाउड को कम करने के लिए पुनर्प्राप्त करता है जो अन्यथा नाव की जलमग्न स्थिति को धोखा दे सकता है। ।[9]


आंतरिक दहन इंजन में उपयोग

एक विशिष्ट ओवरहेड कैंषफ़्ट इंजन में छाताकार कपाट

सिलेंडर सिर के माध्यम से और दहन कक्ष में सेवन और निकास गैसों के प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए अधिकांश पिस्टन इंजन ों में छाताकार कपाट का उपयोग किया जाता है। छाताकार कपाट का वह भाग जो दहन कक्ष के अंदर बैठता है, एक सपाट डिस्क है, जबकि दूसरी तरफ डिस्क के आकार से एक पतली बेलनाकार छड़ में टेपर होती है जिसे कपाट स्टेम कहा जाता है।

सामग्री और स्थायित्व

एक विशिष्ट आधुनिक बड़े पैमाने पर उत्पादन इंजन में, कपाट ठोस होते हैं और स्टील मिश्र धातु ओं से बने होते हैं। हालांकि कुछ इंजन गर्मी हस्तांतरण में सुधार के लिए सोडियम से भरे खोखले कपाट का उपयोग करते हैं।

कई आधुनिक इंजन एल्यूमीनियम सिलेंडर हेड का उपयोग करते हैं। हालांकि यह बेहतर गर्मी हस्तांतरण प्रदान करता है, इसके लिए स्टील कपाट आधार आवेषण का उपयोग करने की आवश्यकता होती है; पुराने कच्चा लोहा सिलेंडर सिर में, कपाट आधार अक्सर सिलेंडर सिर का हिस्सा होते हैं। का अंतराल 0.4–0.6 mm (0.016–0.024 in) कपाट स्टेम के आसपास मौजूद है, इसलिए दहन गैसों को इस अंतराल या तेल को दहन कक्ष में खींचे जाने से रोकने के लिए कपाट स्टेम सील का उपयोग किया जाता है। आमतौर पर, एक रबर लिप-टाइप सील का उपयोग किया जाता है। पहने हुए कपाट गाइड और / या दोषपूर्ण तेल मुहरों का एक आम लक्षण निकास पाइप से नीले धुएं का एक कश होता है, जब सेवन में कई गुना वैक्यूम होता है, जैसे कि जब थ्रॉटल अचानक बंद हो जाता है।

ऐतिहासिक रूप से, कपाट ों के साथ दो प्रमुख मुद्दे थे, जिनमें से दोनों को आधुनिक धातु विज्ञान में सुधार के द्वारा हल किया गया है। पहला यह था कि शुरुआती आंतरिक दहन इंजनों में, कपाट ों की उच्च पहनने की दर का मतलब था कि कपाट ों को फिर से पीसने के लिए नियमित अंतराल पर कपाट की नौकरी की आवश्यकता होती थी। दूसरा, 1920 के दशक से पेट्रोल (गैसोलीन) में टेट्राइथाइललेड#इन_मोटर_ईंधन का इस्तेमाल किया जाता रहा है, ताकि इंजन को खटखटाने से रोका जा सके और कपाट ों को चिकनाई प्रदान की जा सके। 1990 के दशक के मध्य तक कई औद्योगिक देशों में कपाट ों (जैसे स्टेनलेस स्टील) और कपाट आधार ्स (जैसे कि सितारे ) के लिए आधुनिक सामग्री सीसे वाले पेट्रोल को चरणबद्ध तरीके से समाप्त करने की अनुमति दी गई।

सक्रियण विधि

See also: Camshaft

1890 और 1900 के शुरुआती इंजनों में एक स्वचालित सेवन कपाट का उपयोग किया गया था, जिसे दहन कक्ष में वैक्यूम द्वारा खोला गया था और एक हल्के वसंत द्वारा बंद कर दिया गया था। सिलेंडर में दबाव के खिलाफ इसे खोलने के लिए निकास कपाट को यंत्रवत् संचालित किया जाना था। स्वचालित कपाट ों के उपयोग ने तंत्र को सरल बना दिया, लेकिन कपाट फ्लोट ने उस गति को सीमित कर दिया जिस पर इंजन चल सकता था, और लगभग 1905 तक यांत्रिक रूप से संचालित इनलेट कपाट ों को वाहन इंजनों के लिए तेजी से अपनाया गया।

यांत्रिक संचालन आमतौर पर कपाट स्टेम के अंत में दबाकर होता है, आमतौर पर कपाट को बंद स्थिति में वापस करने के लिए वसंत का उपयोग किया जाता है। उच्च इंजन की गति (प्रति मिनट क्रांतियों) पर, कपाट रेल के वजन का मतलब है कि कपाट स्प्रिंग कपाट को इतनी जल्दी बंद नहीं कर सकता है, जिससे कपाट फ्लोट या कपाट बाउंस हो जाता है। डेस्मोड्रोमिक कपाट यांत्रिक रूप से कपाट (कपाट स्प्रिंग्स का उपयोग करने के बजाय) को बंद करने के लिए एक दूसरे रॉकर आर्म का उपयोग करते हैं और कभी-कभी उच्च आरपीएम पर काम करने वाले इंजनों में कपाट फ्लोट से बचने के लिए उपयोग किया जाता है।

अधिकांश बड़े पैमाने पर उत्पादित इंजनों में, कैंषफ़्ट (एस) कई मध्यवर्ती तंत्रों (जैसे पुशरोड्स, रोलर घुमाव ्स और वॉल्व को उठाने वाला ्स) के माध्यम से कपाट ों के उद्घाटन को नियंत्रित करते हैं। कैंषफ़्ट पर कैम का आकार कपाट उत्थापन को प्रभावित करता है और कपाट के खुलने का समय निर्धारित करता है।

कपाट ों की संख्या और स्थान

Flathead engine (valve shown in light blue)
Overhead camshaft engine
See also: Multi-valve

शुरुआती चपटा इंजन (जिसे एल-हेड इंजन भी कहा जाता है) ने सिलेंडर के बगल में स्थित कपाट को सिलेंडर के समानांतर उल्टा ओरिएंटेशन में देखा।[10] हालांकि इस डिजाइन को सरलीकृत और सस्ते निर्माण के लिए बनाया गया था, सेवन और निकास गैसों के मुड़ने वाले रास्ते में एयरफ्लो के लिए बड़ी कमियां थीं, जो इंजन आरपीएम को सीमित करती थीं।[11] और इंजन ब्लॉक को निरंतर भारी भार के तहत ज़्यादा गरम करने का कारण बन सकता है। फ्लैथहेड डिजाइन IOE इंजन में विकसित हुआ। इनटेक ओवर एग्जॉस्ट (IOE) इंजन, कई शुरुआती मोटरसाइकिलों और कई कारों में इस्तेमाल किया गया। एक हाँ इंजन में, इनटेक कपाट सीधे सिलेंडर (बाद के ओवरहेड कपाट इंजन की तरह) के ऊपर स्थित थे, हालांकि निकास कपाट सिलेंडर के बगल में उल्टा ओरिएंटेशन में रहता है।

इन डिजाइनों को बड़े पैमाने पर ओवरहेड कपाट इंजन द्वारा प्रतिस्थापित किया गया था। ओवरहेड कपाट (OHV) इंजन 1904 के बीच 1960 के दशक के अंत तक / 1970 के दशक के मध्य तक, जिससे सेवन और निकास कपाट दोनों सीधे सिलेंडर के ऊपर स्थित होते हैं (केमशाफ्ट के साथ स्थित) इंजन के नीचे)। बदले में, ओएचवी इंजनों को 1950 से 1980 के दशक के बीच बड़े पैमाने पर ओवरहेड कैंषफ़्ट इंजन | ओवरहेड कैंषफ़्ट (OHC) इंजनों द्वारा प्रतिस्थापित किया गया। ओएचवी और ओएचसी इंजनों के बीच कपाट ों का स्थान मोटे तौर पर समान है, हालांकि ओएचसी इंजनों ने कपाट के साथ इंजन के शीर्ष पर स्थित कैमशाफ्ट को देखा और ओएचसी इंजनों में अक्सर प्रति सिलेंडर अधिक कपाट होते हैं। अधिकांश ओएचसी इंजनों में अधिकांश ओएचवी इंजनों द्वारा उपयोग किए जाने वाले दो कपाट प्रति सिलेंडर के डिजाइन की तुलना में प्रति सिलेंडर एक अतिरिक्त सेवन और एक अतिरिक्त निकास कपाट (चार-कपाट सिलेंडर हेड) होता है। हालाँकि कुछ OHC इंजनों ने प्रति सिलेंडर तीन या पाँच कपाट ों का उपयोग किया है।


भाप इंजन में प्रयोग

यूएस एकस्व 339,809 से संतुलित छाताकार । उच्च दाब वाली भाप A में प्रवेश करती है और B से बाहर निकलती है। कपाट डिस्क C को खोलने के लिए कपाट स्टेम D ऊपर जाता है
चैपलॉन के पुनर्निर्माण किए गए 4-6-2 लोकोमोटिव में से एक पर दोलक छाताकार कपाट ।

1770 के दशक में जेम्स वॉट अपने बीम इंजन के सिलेंडरों में भाप के प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए छाताकार कपाट का उपयोग कर रहे थे। डिवाइस का उपयोग करते हुए 1774 के वाट के बीम इंजन का एक अनुभागीय उदाहरण थर्स्टन 1878:98 में पाया जाता है,[12] और लार्डनर (1840) वाट द्वारा छाताकार कपाट के उपयोग का सचित्र वर्णन प्रदान करता है।[13]

जब उच्च दबाव अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, भाप इंजनों पर प्रवेश कपाट के रूप में, वही दबाव जो छाताकार कपाट ों को सील करने में मदद करता है, उन्हें खोलने के लिए आवश्यक बल में भी महत्वपूर्ण योगदान देता है। इसने संतुलित पॉपेट या डबल बीट कपाट के विकास को प्रेरित किया है, जिसमें दो कपाट प्लग एक सामान्य स्टेम पर सवारी करते हैं, एक प्लग पर दबाव बड़े पैमाने पर दूसरे पर दबाव को संतुलित करता है।[14][15] इन कपाट ों में, कपाट को खोलने के लिए आवश्यक बल दबाव और दो कपाट खोलने के क्षेत्रों के बीच के अंतर से निर्धारित होता है। फ्रेडरिक एल्सवर्थ सिकल ्स ने 1842 में डबल-बीट छाताकार कपाट के लिए एक कपाट गियर का एकस्व कराया था। 1889 में विज्ञान पत्रिका में पैडल स्टीमर इंजन के लिए उपयोग किए जाने वाले संतुलन छाताकार कपाट (लेख द्वारा डबल या संतुलित या अमेरिकी कठपुतली कपाट कहा जाता है) की आलोचना की सूचना दी गई थी। कि इसकी प्रकृति से यह 15 प्रतिशत लीक होना चाहिए।[16] भाप लोकोमोटिव पर छाताकार का उपयोग अक्सर ह्यूगो लेंटेज़ या कैप्रोटी कपाट गियर के संयोजन के साथ किया जाता है। ब्रिटिश उदाहरणों में शामिल हैं:

प्रहरी वैगन वर्क्स ने अपने स्टीम वैगन और भाप गतिविशिष्ट में छाताकार कपाट का इस्तेमाल किया। रिवर्सिंग एक साधारण स्लाइडिंग कैंषफ़्ट सिस्टम द्वारा प्राप्त किया गया था।

फ़्रांस में कई लोकोमोटिव, विशेष रूप से जो एसएनसीएफ 240पी पी जैसे आंद्रे चैपलॉन के डिजाइनों के लिए पुनर्निर्माण किए गए थे, लेंटेज़ दोलक -कैम छाताकार कपाट का इस्तेमाल करते थे, जो वॉल्सचर्ट कपाट गियर द्वारा संचालित थे, लोकोमोटिव पहले से ही सुसज्जित थे।

अमेरिकी पेंसिल्वेनिया रेलमार्ग के पीआरआर टी 1 डुप्लेक्स इंजनों पर छाताकार कपाट का भी इस्तेमाल किया गया था, हालांकि कपाट आमतौर पर विफल रहे क्योंकि लोकोमोटिव आमतौर पर अधिक से अधिक संचालित होते थे 160 km/h (100 mph), और कपाट ऐसी गति के तनाव के लिए नहीं बने थे। छाताकार कपाट ने लोकोमोटिव को एक विशिष्ट चफ़िंग ध्वनि भी दी।

यह भी देखें


संदर्भ

  1. ↑ A.L. Dyke (1921), Dyke's Automobile and Gasoline Encyclopedia, St. Louis, A. L. Dyke, archived from the original on 2016-06-11
  2. ↑ White, John H. (1979). A History of the American Locomotive. North Chelmsford, MA: Courier Corporation. p. 145.
  3. ↑ "Poppet at Merriam-Webster". Merriam-webster.com. Archived from the original on 2011-10-17. Retrieved 2011-12-06.
  4. ↑ "Puppet at Merriam-Webster". Merriam-webster.com. Archived from the original on 2012-01-12. Retrieved 2011-12-06.
  5. ↑ "Puppet valve from 1913 Webster's dictionary". Websters-online-dictionary.org. Archived from the original on 2006-02-21. Retrieved 2011-12-06.
  6. ↑ "U.S. Patent No. 339809, "Puppet Valve", issued April 13, 1886". Patimg1.uspto.gov. Archived from the original on January 10, 2017. Retrieved 2011-12-06.
  7. ↑ Fessenden, Charles H. (1915). Valve Gears. New York: McGraw Hill. pp. 159–168. Archived from the original on 2016-06-03.
  8. ↑ Wahl, Philipp (2013). Piston spool valves and poppet valves. Esslingen: Festo AG & Co. KG.
  9. ↑ Torpedo Tube Manual books.google.com
  10. ↑ "fsoc". fsoc. Archived from the original on 18 March 2018. Retrieved 24 April 2018.
  11. ↑ "A Handy Guide to Clinton Engines" (PDF). 1956. p. 2. Archived (PDF) from the original on October 3, 2015. Retrieved October 2, 2015. R. P. M. 2200 — 3600
  12. ↑ Thurston, R.H. (1878). A History of the Growth of the Steam Engine. New York: Appleton & Co. pp. 98.
  13. ↑ Lardner, Dionysius (1840). The steam engine explained and illustrated. London: Taylor and Walton. pp. 189–91. Archived from the original on 2013-10-04.
  14. ↑ Jacques Mouchly, Valve and Valve Gear for Locomotives and Other Engines, U.S. Patent 1,824,830, issued Sept. 29, 1931.
  15. ↑ Herman G. Mueller, Steam Engine Valve, U.S. Patent 1,983,803, issued Dec. 11, 1934.
  16. ↑ Criticism by E.N. Dickerson in lecture to the Electric Club of New York 17/01/1889, reported by Science vol.13 No.314, Feb 8 1889 p.95 sciencemag.org
Retrieved from ‘https://www.vigyanwiki.in/index.php?title=पॉपट_वॉल्व&oldid=72392’