झडप

झडप : (व्हाल्व). वायुरूप, द्रवरूप वा घनरूपही (धान्यासारख्या कोणत्याही दाण्यांच्या) प्रवाहांचे बंद किंवा उघड्या वाहिनीतून जाताना नियंत्रण करणारा घटक. मोठ्या प्रवाहांसाठी वापरलेल्या झडपांना दारे किंवा दरवाजे म्हणतात या झडपांचे आकार आणि आकारमाने दरवाजांसारखीच असतात म्हणून त्यांना तेच नाव पडले.

कार्य व भाग : झडपेचे कार्य म्हणजे प्रवाह बंद, चालू वा कमी- जास्त करणे हे असते. कार्यसाधनाच्या दृष्टीने प्रत्येक झडपेमध्ये पुढील भाग असतात : (१) अंतर्गामी व बहिर्गामी प्रवाहांसाठी असलेल्या दोन मुखांमध्ये पडदा घालून दोन भाग केलेली काया. या पडद्याला एक भोक असते व त्यातून प्रवाह जातो. (२) प्रवाहाच्या नियमनासाठी या भोकावर असलेली झडप. ही झडप म्हणजे एक लहानसा पडदाच असतो. हा पडदा म्हणजे प्रत्यक्ष झडप आणि वरील कवच व इतर भाग मिळून होणारे जे साधन त्यालाही झडपच म्हणतात. (३) झडपेंची उघडझडप करण्यासाठी योजना–स्क्रू, चावी, चाक किंवा विद्युत् चलित्र (मोटर). (४) झडप पूर्ण बंद केल्यानंतर पदार्थ एका बाजूकडून दुसरीकडे जाऊ नये यासाठी लाकूड, कातडे, रबर, प्लॅस्टिक अथवा धातूचा गुळगुळीत पृष्ठभाग यांचा उपयोग करून मुद्रणाची (गळती न होण्याची, सिलिंगची) व्यवस्था.

झडपेतून प्रवाह जात असता त्याला रोध निर्माण होतो आणि प्रवाहाचा दाब काही अंशी कमी होतो. हा रोध कमीत कमी असावा आणि तेवढ्याच आकाराच्या झडपेतून जास्तीत जास्त प्रवाह जावा या गोष्टीकडे झडपेचा अभिकल्प (आराखडा) व रचना ठरवताना लक्ष द्यावे लागते.

नियमन पद्धती : (१) लहान झडपा–हाताने, (२)मध्यम झडपा-हाताने पण मोठे चाक व दंतचक्रांच्या मदतीने, (३) मोठ्या झडपा–विद्युत् चलित्राने, (४) जल-शक्तिसंयंत्रात (शक्ती निर्माण करणाऱ्या यंत्रसामग्रीत) नळ मोठे असतात व त्यामुळे झडपाही मोठ्या होतात. तसेच मोठ्या शीर्षामुळे (पाण्याची वरची पातळी व खालची पातळी यांतील फरकामुळे) झडपेवर (दरवाजावर) खूप मोठा भार येतो. असे दरवाजे उघड-बंद करण्यासाठी याच उच्च दाबाच्या पाण्याचा (जलशक्तीचा) सिलिंडर-दट्ट्याच्या साहाय्याने उपयोग करतात. (५) सिलिंडर-दट्ट्या व दाबाखालील तेल, (६) संपीडित (दाब दिलेल्या) हवेने, (७) विद्युत् परिनलिका (दंडगोलाकार गाभ्यावर एकसारख्या थरात गुंडाळलेले व एकदिश प्रवाह वाहत असताना चुंबकाप्रमाणे कार्य करणारे तारेचे वेटोळे), (८) स्प्रिंगेच्या शक्तीने.

प्रकार : झडपांचे अनेक प्रकार प्रचलित आहेत. एकाच कामासाठी वेगवेगळ्या प्रकारच्या झडपांचा उपयोग करणे शक्य असते, तेव्हा त्यांचे पुढे दिलेले उपयोग, आकार व दाब यांच्या सीमा स्थूल स्वरूपाच्याच आहेत असे समजणे जरूर आहे. संशोधनामुळे यात सतत बदल होत असतात. वेगवेगळ्या प्रकारच्या काही झडपांची माहिती पुढे दिली आहे.

गुडदी झडप : ही झडप (आ. १) सामान्यतः पाण्याच्या लहान नळांसाठी वापरतात. त्यामुळे ती पुष्कळांना परिचित वाटेल. हिच्यात एक निमुळती गुडदी तिला जुळती पोकळी असलेल्या द्विमुखी कवचात बसवतात. गुडदीला आरपार भोक असते. भोक व मुखे एका रेषेत आली की, झडप उघडी होते व गुडदी ९०°फिरवली की, झडप बंद होते. शंकूच्या आकारामुळे मुद्रण सोपे होते. ही १०० मिमी.पर्यंत व्यासाच्या नळात वापरतात. विशेष रचना करून मोठ्या दाबासाठीही हा प्रकार वापरता येतो.

या प्रकारच्या तोट्या काही ठिकाणी घरातल्या नळांना लावतात. या काही काळाने झिजल्यानंतर गळू लागतात व दुरुस्त करता येत नाहीत, त्या बदलाव्याच लागतात. यामुळे त्या आता मागे पडू लागल्या आहेत. या झडपांचा मोठा दोष म्हणजे त्या चटकन बंद होतात व त्यामुळे नळात हानिकारक जलाघात उत्पन्न होतात.

गोल झडप : हा प्रकार म्हणजे कुठल्याही कारखान्यात सामान्यतः नेहमी वापरली जाणारी झडप होय. आ. २ मध्ये दाखविलेली झडपेची रचना ही दाब असलेल्या वाफ, वायू, पाणी वगैरेंसाठी उपयुक्त आहे. झडपेतून जाणाऱ्या प्रवाहाचा मार्ग बाणांनी दाखविल्याप्रमाणे असतो. चाक एका दिशेने फिरविले असता झडप (पडदी) वर येऊन प्रवाहाला मार्ग मोकळा होतो व ते उलट दिशेने फिरविले असता झडप खाली येऊन बैठकीवर घट्ट बसते व प्रवाह बंद होतो. लहान आकारमानात (१०० मिमी.) पाण्यासाठी व ३०० मिमी. पर्यंत वाफेसाठी ही विशेष वापरली जाते.

बिब तोटी : घरातील नळांना ज्या मळसूत्री चावीच्या तोट्या बसवितात त्यांना बिब तोट्या म्हणतात. त्या वरील गोल झडपेच्या जातीच्याच असतात, पण त्या लहान व अगदी थोड्या दाबासाठी असल्याने त्यांची रचना अगदी साधी असते. त्यांत झडपेला निराळी बैठक नसते, वरच्या दोन खांबल्या व त्यांवरील जू नसते आणि चाकही नसते. झडपेच्या दांडीच्या मुद्रणाची पद्धत मात्र वरीलप्रमाणेच असते. तसेच झडप लहान व पातळ असून तिला चामड्याचा, रबराचा किंवा प्लॅस्टिकचा वायसर पाणी बंद होण्यासाठी बसवावा लागतो.

पाचर झडप : हिच्यातील प्रत्यक्ष झडप (आ. ३) म्हणजे एक रुंद पाचरीच्या आकाराचा दरवाजा असतो. झडप मोठी व वजनदार असल्याने ती वरखाली करण्यासाठी स्क्रू व चाक वापरावी लागतात. झडप बंद केल्यावर आकारामुळे मुद्रण चांगले होते. पूर्ण उघडल्यावर प्रवाहाला अडथळा होत नाही. एक मी. व्यासापर्यंत व १०० मी. पाण्याच्या शीर्षापर्यंत या प्रकारच्या झडपांचा वापर करतात. झडप उघडल्यावर प्रवाहाला होणारा रोध पाचर झडपेत सर्वांत कमी आणि गुडदी झडपेत सर्वांत जास्त असतो.

नळाचा व्यास आणि त्यातून जाणाऱ्या द्रायूचा (वायूचा वा द्रवाचा) दाब वरील मर्यादांच्या पलीकडे असतील, तर पुढील प्रकारच्या झडपांचा उपयोग करतात.

तबकडी झडप : ही झडप नळामध्ये उभ्या अथवा आडव्या आसावर (आ. ४) बसवलेली असते व हा आस नळाच्या बाहेरून फिरविण्याची व्यवस्था असते. पाच ते सहा मी. व्यासापर्यंत व २०० मी. पाण्याच्या शीर्षापर्यंत ही वापरता येते. आकृतीत झडपेचे शक्तीने (दाबाखालील पाण्याने वा संपीडित हवेने) चालन केलेले दाखविले आहे. झडप अर्धवट उघडी असताना तिच्या संतुलनासाठी एक वजन लावलेले असते.

गोलाकार झडप : (आ. ५) या झडपेसंबंधीचे संशोधन व प्रसार १९५० पासून जास्त झाला आहे. हिचा दरवाजा अर्धगोलाकार असून आसावर बसविलेला असतो व तबकडी झडपेप्रमाणेच बाहेरून यांत्रिक शक्तीच्या साहाय्याने त्याची उघडझाप करता येते. या झडपेचे विशेष फायदे म्हणजे प्रवाहास कमीत कमी अडथळा व झडपेचा उच्च दाब घेण्यायोग्य गोल आकार हे होत. चार मी. व्यासापर्यंत व ६०० मी. पाण्याच्या दाबापर्यंत अशा झडपा वापरात आलेल्या आहेत.

तबकडी आणि गोलाकार झडपा लहान आकारमानातही यंत्रांमध्ये योजण्यात आलेल्या आहेत.

नद्या, तलाव, बंधारे व धरणे यांतून निघणाऱ्या प्रवाहाचे नियंत्रण करण्यासाठी खालील प्रकारचे दरवाजे उपयोगात आणले जातात.

उभे उचल दरवाजे : यात आयताकार दरवाजा वर-खाली करता येईल असा बसविलेला असतो. मोठ्या आकारमानाच्या दरवाजावर असणाऱ्या पाण्याच्या उच्च दाबाविरुद्ध उघडझाप करणे सोईचे जावे. म्हणून दरवाजावर घर्षणस्थळी पितळेच्या पट्ट्या, चाके, धारवे (बेअरिंग्ज) यांचा उपयोग करण्यात येतो. दरवाजा बंद केल्यावर पाणी गळू नये म्हणून विशिष्ट आकाराच्या रबरी मुद्रा (सिले) वापरण्यात येतात. १० मी. उंच व २० मी. लांबीपर्यंत असे दरवाजे वापरण्यात येतात.

बेअर ट्रॅप दरवाजा : पाण्याच्या थोड्या उंचीकरिता (एक मी. पर्यंत) या दरवाजांचा (आ. ७) उपयोग नद्या, तलाव यांच्या बांधलेल्या  मोऱ्यांना लावण्यासाठी केला जातो. आ. ७ मध्ये १ हा दरवाजा असून २ हा त्याच्या मागचा आधार आहे. दरवाजा व आधार यांच्या तळाशी अनुक्रमे ३ व ४ या बिजागऱ्या लावल्या आहेत. दरवाजा व आधार जेथे एकमेकांना भिडतात तेथेही एक बिजागरी ५ ही लावलेली आहे. ही बिजागरी व दरवाजा-आधार सांधा ही सरकती असून दरवाजा व आधार हे एकमेकांना नेहमीच जोडलेले राहतात. आकृतीत १ या स्थितीत दरवाजा बंद आहे. उघडलेल्या ६ या स्थितीत आधार बांधकामातल्या खळग्यात बसतो व दर

वाजा त्यावर सपाट राहतो. दरवाजाचा तळ व बाजू तसेच आधाराचा तळही मुद्रणाने पाणबंद केलेला असतो.

दरवाजाच्या दोन्ही बाजूंना पाणी असते, पण मागच्या बाजूला पाण्याची पातळी थोडी खाली असते. दरवाजा उघडण्यासाठी (खाली पाडण्यासाठी ) मागच्या पाण्याचा दाब हळूहळू कमी करतात व बंद करण्यासाठी (वर उचलण्यासाठी) पुढच्या बाजूचे पाणी दरवाजाच्या खाली सोडतात. अशा जलीय परिचालन व्यवस्थेमुळे दरवाजा हवा तितकाच उघडता येतो.

पिंप दरवाजा : हा दरवाजा त्याच्या पिंपासारख्या रचनेमुळे पाण्यावर तरंगू शकतो. पाणी वाहून जाऊ देण्यासाठी दरवाजा पोकळीत खाली केला जातो. या पोकळीत धरणातील पाणी भरले म्हणजे दरवाजा वर येतो. सहा-सात मी. उंच व ३०–३५ मी. रुंदीपर्यंतच्या मोऱ्यांसाठी ही झडप वापरात आहे.

अरीय दरवाजा : ( आ. ८). हा दरवाजा दंडगोलाच्या पृष्ठाचा एक भाग असून तो एका आसावर बसविलेला असतो. दरवाजाचे वजन अंशतः दुसऱ्या वजनाने तोललेले असते. दरवाजाच्या दोन्ही बाजूंस व तो खाली टेकतो त्या ठिकाणी रबरी मुद्रा असतात.

अरीय दरवाजात अभिकल्प व बांधणी या दृष्टींनी पुष्कळ फायदे असल्यामुळे त्यांचा उपयोग लहान तसेच पुष्कळ मोठ्या दरवाजांसाठी (१५ मी. उंच व २५ मी. लांब) केला जातो.

उभे उचल दरवाजे व अरीय दरवाजे यांचा उपयोग धरणातील कमी दाब असलेले पाणी चौकोनी वा गोल बोगद्यात किंवा नळात सोडण्यासाठी केला जातो. खूप मोठा दाब असलेले पाणी सोडण्यासाठी सूची (नीडल) झडप वापरतात.

विभेदी सूची झडप : (आ. ९). ही नावाप्रमाणे एक तऱ्हेची सूची झडपच आहे. सूचीचा पुढील भाग पाण्याच्या दाबाच्या साहाय्याने अथवा यांत्रिक शक्तीच्या साहाय्याने मागे-पुढे करता येतो व त्यामुळे प्रवाहाचे नियंत्रण होते. पाण्याचा झोत वेगाने पुढे जातो. ही झडप पेल्टन टरबाइनात [⟶ जल टरबाइन] वापरतात.

हॉवेल बंगर : पाण्याचा फार मोठा झोत बाहेर सोडल्यास त्यातील उर्जेमुळे खालच्या जमिनीचे नुकसान होण्याचा संभव असतो. तसे होऊ नये म्हणून या झडपेमध्ये पाण्याचा झोत विभागून बाहेर सोडतात व हवेच्या रोधामुळे तो तुषारमय बनतो. त्यामुळे खालची जमीन उखणली जात नाही.

अनेक यंत्रांच्या रचनेत झडपांचे कार्य महत्त्वाचे असते. यंत्रांतील अशा झडपांपैकी महत्त्वाच्या झडपांची रचना, कार्य व उपयोग खाली दिली आहेत.

फूल झडप : (आ. १०). या झडपेत एका लांब दांड्याच्या टोकाला एक चकती (झडप) असून तिच्या कडेला ३० अथवा ४५ अंशांची तिरप दिलेली असते. तशीच तिरप बैठकीलाही दिलेली असते व चकती स्प्रिंगेच्या दाबाने बैठकीवर बसली म्हणजे झडप बंद होते. झडपेच्या दांड्यावर दोलक तरफेच्या आणि कॅमाच्या [⟶ कॅम] साहाय्याने दाब दिला म्हणजे बैठकीवरून चकती खाली जाते व झडप उघडते. झडप बंद होण्याचे कार्य स्प्रिंगेमुळे घडते. या झडप पुष्कळ प्रकारच्या ⇨अंतर्ज्वलन एंजिनांत व पंपांत वापरल्या जातात.

गोलक झडप : (आ. ११). ही झडप कसल्याही द्रायूसाठी वापरता येते. मात्र द्रायू पुरेशा दाबाखाली असला पाहिजे. या झडपेत द्रायू मार्ग १ मधून आत जातो व स्प्रिंगेचा दाब असलेला गोलक वर ढकलून मार्ग २ ने बाहेर पडतो. द्रायूचा दाब कमी झाला की, गोलक स्प्रिंगेच्या दाबामुळे खाली येतो व झडप आपोआप बंद होते.

याच तऱ्हेच्या झडपेमध्ये गोलकाऐवजी शंकू वापरता येतो. अशा झडपेला शंकू झडप म्हणतात.

दट्ट्या झडप : (आ. १२). या झडपेमध्ये विशिष्ट ठिकाणी मार्ग असलेल्या सिलिंडरात एक विशिष्ट प्रकारचा दट्ट्या असतो. आकृतीत दाखविलेल्या स्थितीत मार्ग ३ मधून येणारा द्रव पुढे जाऊ शकत नाही. दट्ट्या उजव्या बाजूस सरकवला असता उजवीकडील मार्ग ४ बंद राहतो व द्रवाला डावीकडील मार्ग ४ खुला होतो. दट्ट्या डाव्या बाजूस सरकविला असता डावीकडील मार्ग ४ बंद होऊन उजवीकडील मार्ग ४ उघडा होईल व त्यातून द्रव जाईल. याच तत्त्वानुसार अधिक मार्ग असलेल्या झडपा उपयोगात आणतात.

गोलक व दट्ट्या झडपांचा उपयोग दाबाखालील तेलावर चालणाऱ्या अनेक यांत्रिक साधनांत केला जातो.

चकती झडप व पाय झडप : चकती झडपेमध्ये (आ. १३ अ) पडदा म्हणून एक गोल चकती असते व तिच्यावर एक स्प्रिंग असते. दाबाखालील द्रव पडदा वर ढकलून चहूबाजूने पुढे जातो. पाय झडपेतही (आ. १३ आ)  हीच क्रिया घडते. मात्र तीत पडद्यावर स्प्रिंग नसून तो बंद होण्याचे कार्य त्याचे वजनच करते. पाय झडपेला फूल झडपेसारखीच ३० अथवा ४५ अंशांची तिरप दिलेली असते.

अटक झडप : (आ. १४). हीत पडदा (झडप) वरच्या बाजूस बारीक आसावर बसविलेला असतो. प्रवाह इच्छित दिशेने असल्यासप्रवाहाच्यादाबामुळे पडदा वर उचलला जाऊन प्रवाह पुढे सरकतो. प्रवाह थांबल्यास पडदास्वतःच्या वजनामुळे खाली येऊन मार्ग बंद करतो त्यामुळे विरुद्ध दिशेने द्रववाहू शकत नाही. ही झडप पंपाच्या नळावर, पंप बंद झाल्यावर पाणी उलट दिशेनेवाहू नये म्हणून वापरली जाते. गोलक झडप व इतर काही झडपाही अटक झडपा म्हणूनवापरल्या जातात. या प्रकारच्या झडपांना अनिवर्ती झडपा असेही म्हणतात.

पटल झडप : ( आ. १५). हिच्यात झडप म्हणून रबर, प्लॅस्टिक अथवा तत्सम लवचिक पदार्थांचे पटल वापरतात. या पटलावर स्क्रू व तबकडीच्या साहाय्याने खाली दाब दिला म्हणजे झडप बंद होते. स्क्रू वर घेतला म्हणजे पटल वर जाऊन झडप उघडी होते. या झडपेमधून वाहणारा द्रव पदार्थ स्क्रू व इतर यांत्रिक भागांच्या सान्निध्यात येत नाही हा मुख्य फायदा होय. ही झडप औद्योगिक रासायनिक प्रक्रियांत विशेष वापरली जाते.

डी-सरक झडप : (आ. १६). ही झडप वाफेच्या एंजिनात सिलिंडरामध्ये दाबाखालील वाफ आत जाऊ देणे व निष्कास वाफ बाहेर सोडणे या कामांसाठी वापरली जाते. हिच्या इंग्रजी D अक्षरासारख्या आकारावरून तिला डी हे नाव पडले. ही आकृतीत बाणाने दाखविल्याप्रमाणे मागे-पुढे केली जाते व त्यामुळे वाफ येण्या-जाण्याचे मार्ग उघडले-झाकले जातात.

वाफेच्या एंजिनात याच कामासाठी सिलिंडर झडपही वापरली जाते. तिची रचना व तत्त्व दट्ट्या झडपेप्रमाणेच असते.

संपीडक झडप : हवा अथवा इतर वायुरूप पदार्थ दाबाखाली पुरवणाऱ्या संपीडकात या झडपांचा उपयोग केला जातो. यांची रचना इतर झडपांपेक्षा पुष्कळच भिन्न असते. यांतील एक झडप आ. १७ मध्ये दाखविलेली आहे. या झडपेत वर्तुळाकार बैठकीला हवा जाण्यासाठी आयताकृती गाळे असतात. त्यांवर पातळ स्थितिस्थापक (दाब काढून घेतल्यावर मूळ स्थितीत परत येणाऱ्या) पट्ट्या झडपा म्हणून बसविलेल्या असतात. हवेचा खालून दाब वाढला की, या पट्ट्या वर उचलल्या जाऊन हवेस जाण्याला मार्ग मिळतो. दाब कमी झाला की, पट्ट्या खाली बसल्यामुळे हवेचा मार्ग बंद होतो. पट्ट्यांची उघड-झाप मर्यादित राहावी म्हणून अटका बसविलेल्या असतात.

संदर्भ : 1. Davis, C. V., Ed. Handbook of Applied Hydraulics, Tokyo, 1952.

   2. Pearson. G. H.  Design of Valves and Fittings, London, 1964.

कुलकर्णी, प्रि. खं.

“