द्रव शक्ति

जुड़े हाइड्रोलिक सिलेंडरों द्वारा बल गुणन का चित्रण, द्रव शक्ति की एक मूलभूत विशेषता।

द्रव शक्ति शक्ति उत्पन्न करने, नियंत्रित करने और संचारित करने के लिए दबाव में तरल पदार्थों का उपयोग है। द्रव शक्ति को खनिज तेल या पानी जैसे तरल का उपयोग करके जलगति विज्ञान में और हवा या अन्य गैसों जैसे गैस का उपयोग करके वायु-विद्या में विभाजित किया जाता है। विस्तारित भौगोलिक क्षेत्रों में औद्योगिक उपयोगकर्ताओं के लिए एक केंद्रीय स्रोत से बिजली संचारित करने के लिए एक बार संपीड़ित-वायु और जल-दबाव प्रणाली का उपयोग किया जाता था; द्रव शक्ति प्रणालियाँ आज आमतौर पर एक ही इमारत या मोबाइल मशीन के भीतर होती हैं।

फ्लुइड पावर सिस्टम एक सिलेंडर में या एक द्रव मोटर में सीधे पिस्टन पर दबाव वाले द्रव द्वारा काम करते हैं। एक द्रव सिलेंडर एक बल उत्पन्न करता है जिसके परिणामस्वरूप रैखिक गति होती है, जबकि एक द्रव मोटर टोक़ उत्पन्न करती है जिसके परिणामस्वरूप रोटरी गति होती है। एक द्रव शक्ति प्रणाली के भीतर, सिलेंडर और मोटर (जिसे एक्ट्यूएटर भी कहा जाता है) वांछित कार्य करते हैं। वाल्व जैसे नियंत्रण घटक सिस्टम को नियंत्रित करते हैं।

तत्व

See also: Hydraulic machinery

एक फ्लुइड पॉवर सिस्टम में एक प्राइम मूवर (जैसे कि एक इलेक्ट्रिक मोटर या आंतरिक दहन इंजन) द्वारा संचालित एक पंप होता है जो यांत्रिक ऊर्जा को द्रव ऊर्जा में परिवर्तित करता है, दबाव वाले तरल पदार्थ को नियंत्रित किया जाता है और वाल्व द्वारा हायड्रॉलिक सिलेंडर या वायवीय जैसे एक्ट्यूएटर डिवाइस में निर्देशित किया जाता है। सिलेंडर, रैखिक गति प्रदान करने के लिए, या एक हाइड्रोलिक मोटर या वायवीय मोटर, रोटरी गति या टोक़ प्रदान करने के लिए। घूर्णी गति निरंतर या एक से कम क्रांति तक सीमित हो सकती है।

हाइड्रोलिक पंप

गतिशील (गैर सकारात्मक विस्थापन) पंप

इस प्रकार का उपयोग आम तौर पर कम दबाव, उच्च मात्रा प्रवाह अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है। चूंकि वे उच्च दबावों का सामना करने में सक्षम नहीं हैं, द्रव शक्ति क्षेत्र में बहुत कम उपयोग होता है। उनका अधिकतम दबाव 250-300 पीएसआई (1.7 - 2.0 एमपीए) तक सीमित है। इस प्रकार के पंप का उपयोग मुख्य रूप से तरल पदार्थों को एक स्थान से दूसरे स्थान तक ले जाने के लिए किया जाता है। केन्द्रापसारक और अक्षीय प्रवाह प्रोपेलर पंप दो सबसे सामान्य प्रकार के गतिशील पंप हैं। सकारात्मक विस्थापन पंप

इस प्रकार का उपयोग सार्वभौमिक रूप से द्रव विद्युत प्रणालियों के लिए किया जाता है। इस पंप के साथ, पंप शाफ्ट रोटेशन की प्रति क्रांति हाइड्रोलिक प्रणाली में एक निश्चित मात्रा में द्रव को बाहर निकाल दिया जाता है। ये पंप सिस्टम पर यांत्रिक भार के साथ-साथ घर्षण के कारण प्रवाह के प्रतिरोध से उत्पन्न दबाव पर काबू पाने में सक्षम हैं। द्रव शक्ति पंपों में ये दो विशेषताएं अत्यधिक वांछनीय हैं। गैर-सकारात्मक विस्थापन पंपों पर इन पंपों के निम्नलिखित फायदे भी हैं:

• उच्च दाब क्षमता (12,000 psi तक, लगभग 80 MPa)
• छोटा कॉम्पैक्ट आकार
• उच्च मात्रा दक्षता
• डिज़ाइन प्रेशर रेंज में दक्षता में छोटे बदलाव

विशेषताएं

विद्युत चालित प्रणालियों की तुलना में द्रव शक्ति प्रणालियाँ कम मात्रा में उच्च शक्ति और उच्च बल उत्पन्न कर सकती हैं। लगाए गए बलों को गेज और मीटर द्वारा सिस्टम के भीतर आसानी से मॉनिटर किया जा सकता है। बिजली या ईंधन के माध्यम से बल प्रदान करने वाली प्रणालियों की तुलना में, तरल ऊर्जा प्रणालियों को ठीक से बनाए रखने पर लंबी सेवा जीवन के लिए जाना जाता है। द्रव मोटर से गुजरने वाला काम करने वाला द्रव स्वाभाविक रूप से मोटर को ठंडा करता है, जिसे इलेक्ट्रिक मोटर के लिए अलग से व्यवस्थित किया जाना चाहिए। द्रव मोटर्स सामान्य रूप से कोई चिंगारी नहीं पैदा करते हैं, जो ज्वलनशील गैसों या वाष्प वाले खतरनाक क्षेत्रों में विद्युत उपकरणों में प्रज्वलन या विस्फोट का स्रोत हैं।

द्रव शक्ति प्रणालियां पाइप और नियंत्रण उपकरणों के भीतर दबाव और प्रवाह के नुकसान के लिए अतिसंवेदनशील होती हैं। द्रव शक्ति प्रणालियाँ कार्यशील तरल पदार्थ की स्वच्छता को बनाए रखने के लिए फिल्टर और अन्य उपायों से सुसज्जित हैं। सिस्टम में कोई गंदगी सील और रिसाव के पहनने का कारण बन सकती है, या नियंत्रण वाल्वों को बाधित कर सकती है और अनियमित संचालन का कारण बन सकती है। हाइड्रोलिक तरल पदार्थ कुछ हद तक संपीड़ित होने के साथ-साथ तापमान और दबाव के प्रति संवेदनशील होता है। ये सिस्टम ठीक से नहीं चलने का कारण बन सकते हैं। यदि ठीक से नहीं चलाया जाता है, तो गुहिकायन और वातन हो सकता है।

आवेदन

एक हाइड्रोलिक उत्खनन

फाइल:अमेरिकी नौसेना 030212-एन-0975आर-002 एक अग्निशामक ^ldquo,Jaws of Life^ का उपयोग करता हैrdquo,.jpg|thumb|right| क्षतिग्रस्त कारों से घायल लोगों को निकालने के लिए हाइड्रोलिक रेस्क्यू टूल का उपयोग किया जाता है।

द्रव शक्ति के मोबाइल अनुप्रयोग व्यापक हैं। लगभग हर स्व-चालित पहिए वाले वाहन में या तो हाइड्रॉलिक रूप से संचालित या [[एयर ब्रेक (सड़क वाहन)]] | वायवीय रूप से संचालित ब्रेक होते हैं। अर्थमूविंग उपकरण जैसे बुलडोज़र, backhoe और अन्य खुदाई के लिए और प्रणोदन के लिए भी शक्तिशाली हाइड्रोलिक सिस्टम का उपयोग करते हैं। एक बहुत ही कॉम्पैक्ट द्रव शक्ति प्रणाली कई वाहनों में पाया जाने वाला स्वचालित ट्रांसमिशन है, जिसमें एक हाइड्रोलिक टोर्क परिवर्त्तक शामिल है।

द्रव शक्ति का उपयोग स्वचालित प्रणालियों में भी किया जाता है, जहां द्रव शक्ति का उपयोग करके उपकरण या काम के टुकड़े को स्थानांतरित या आयोजित किया जाता है। सटीक मशीन टूल्स के लिए परिवर्ती-प्रवाह नियंत्रण वाल्व और स्थिति संवेदक को सर्वोमैकेनिज्म प्रणाली में शामिल किया जा सकता है। नीचे उन अनुप्रयोगों और श्रेणियों की अधिक विस्तृत सूची दी गई है जिनके लिए द्रव शक्ति का उपयोग किया जाता है:

• औद्योगिक (स्थिर के रूप में भी जाना जाता है)
  • धातु का काम
  • अंतः क्षेपण ढलाई
  • नियंत्रक
  • सामग्री हैंडलिंग
• एयरोस्पेस
  • लैंडिंग गियर्स
  • ब्रेक

वायवीय और हाइड्रोलिक सिस्टम की तुलना

लागत

न्यूमेटिक्स बनाने और संचालित करने के लिए कम खर्चीला है। वायु को संपीड़ित माध्यम के रूप में प्रयोग किया जाता है, इसलिए तरल पदार्थ को निकालने या पुनर्प्राप्त करने की कोई आवश्यकता नहीं होती है। हाइड्रोलिक सिस्टम बड़े काम के दबाव का उपयोग करते हैं, और न्यूमेटिक्स की तुलना में बड़े भागों की आवश्यकता होती है।

प्रेसिजन

तरल पदार्थों के विपरीत, दबाव डालने पर गैसों की मात्रा काफी बदल जाती है जिससे सटीकता हासिल करना मुश्किल हो जाता है।

सामान्य हाइड्रोलिक सर्किट अनुप्रयोग

तुल्यकालन

यह सर्किट सिंक्रोनाइज़ेशन से काम करता है। जैसे ही एक सिलेंडर एक निश्चित बिंदु पर पहुंचता है, दूसरा सक्रिय हो जाएगा, या तो हाइड्रोलिक लिमिट स्विच वाल्व द्वारा या सिलेंडर में दबाव के निर्माण से। इन सर्किट का उपयोग निर्माण में किया जाता है। इसका एक उदाहरण असेंबली लाइन पर होगा। जैसे किसी वस्तु को हथियाने के लिए हाइड्रोलिक आर्म को सक्रिय किया जाता है। इसके बाद यह विस्तार या वापसी के एक बिंदु पर पहुंच जाएगा, जहां अन्य सिलेंडर ऑब्जेक्ट पर कैप या टॉप को स्क्रू करने के लिए सक्रिय होता है। इसलिए शब्द तुल्यकालन।

पुनर्योजी

पुनर्योजी सर्किट में, एक डबल एक्टिंग सिलेंडर का उपयोग किया जाता है। इस सिलेंडर में एक पंप होता है जिसका एक निश्चित आउटपुट होता है। पुनर्योजी सर्किट का उपयोग किसी दिए गए अनुप्रयोग के लिए छोटे आकार के पंप के उपयोग की अनुमति देता है। यह तरल पदार्थ को टैंक में वापस करने के बजाय टोपी में फिर से रूट करके काम करता है. उदाहरण के लिए, एक ड्रिलिंग प्रक्रिया में एक पुनर्योजी सर्किट एक समान गति से ड्रिलिंग की अनुमति देगा, और बहुत तेज गति से पीछे हटना। यह ऑपरेटर को तेज और अधिक सटीक उत्पादन देता है।

विद्युत नियंत्रण

द्रव शक्ति तत्वों के विद्युत नियंत्रण के संयोजन स्वचालित प्रणालियों में व्यापक हैं। विद्युत रूप में मापने, संवेदन या नियंत्रण तत्वों की एक विस्तृत विविधता उपलब्ध है। इनका उपयोग सोलेनोइड वाल्व या सर्वो वाल्व को संचालित करने के लिए किया जा सकता है जो द्रव शक्ति तत्व को नियंत्रित करता है। विद्युत नियंत्रण का उपयोग अनुमति देने के लिए किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, दूर से स्थित मैनुअल कंट्रोल वाल्व पर लंबी नियंत्रण रेखाएँ चलाए बिना द्रव शक्ति प्रणाली का रिमोट कंट्रोल।

यह भी देखें

• हाइड्रोलिक सर्किट
• हाइड्रोलिक पावर नेटवर्क
• लंदन हाइड्रोलिक पावर कंपनी
• वायवीय सर्किट
• नयूमेटिक एक्चुएटर

संदर्भ

• Esposito, Anthpny, Fluid Power With Applications,ISBN 0-13-513690-3
• Esposito, Anthony, Fluid Power with Applications, ISBN 0-13-010225-3
• Hydraulic Power System Analysis, A. Akers, M. Gassman, & R. Smith, Taylor & Francis, New York, 2006, ISBN 0-8247-9956-9