ஆற்றல் சேமிப்பு கொண்ட ஹைட்ராலிக் பாறைத் துளையிடும் கருவி: குறைந்த ஆற்றல் நுகர்வு மற்றும் அதிக உற்பத்தித்திறன்

நிலையான இடப்பெயர்ச்சி காற்று அமைப்பில், கம்ப்ரஸர் உற்பத்தி செய்யும் ஒவ்வொரு லிட்டர் காற்றும், டிரில் உடனே பயன்படுத்தாத விட்டால், விடுபடும் வால்வின் வழியாக வெளியேறி மறைந்துவிடும். சுமை உணர்வு இல்லாத திறந்த-சுழற்சி ஹைட்ராலிக் அமைப்பில், அதிகப்படியான எண்ணெய் ஓட்டமும் அதே விளைவை ஏற்படுத்தும்—அது விடுபடும் வால்வின் வழியாக மீண்டும் டேங்கிற்குத் திரும்பும், அந்த அழுத்த ஆற்றல் முழுவதையும் வெப்பமாக மாற்றும். டிரில் அதன் தரப்பட்ட தட்டச்சு செயல்பாட்டு சுழற்சியின் 50% வேகத்தில் இயங்கும்போது, பம்ப் முழு சக்தியையும் முழு ஷிப்ட் நேரமும் செலவழிக்கிறது; அதில் பாதி வீண் வெப்பமாக இழக்கப்படுகிறது, ஏனெனில் பம்புக்கு இடைவெளிக் காலங்களில் வெளியீட்டைக் குறைக்க எந்த வழியும் இல்லை.

அதுதான் சுமை-உணர்வு இயற்கை திரவ அமைப்புகள் தீர்க்கும் முக்கிய ஆற்றல் சிக்கல். பம்ப் உண்மையில் சுற்றுச்சூழலின் தேவையை வாசித்து, அந்த நேரத்தில் தட்டுதல், சுழற்சி மற்றும் ஊட்டு சுற்றுகளுக்கு தேவையான அளவை மட்டுமே உருவாக்குகிறது. காலர் பணிகள், மீண்டும் நிலையமைத்தல் மற்றும் கம்பி மாற்றங்கள்—எந்த ஒரு ஷிப்டிலும் சுமார் 30–40%—போது, பம்ப் தனது ஸ்ட்ரோக்கைக் குறைத்து, ஓட்டத்தையும் அழுத்தத்தையும் ஒரே நேரத்தில் குறைக்கிறது, இதனால் மூடிய-சுழற்சி அமைப்புகளில் திறந்த-சுழற்சி சமமான அமைப்புகளை விட 15–20% எரிபொருள் நுகர்வு குறைகிறது. இது ஒரு சிறிய வித்தியாசம் அல்ல; இது ஒரு பொருளின் முழு வாழ்நாளிலும் முக்கியமான சேமிப்பாகும்.

இயற்கை திரவம் vs. காற்றழுத்தம்: ஆற்றல் இடைவெளி அமைப்பு ரீதியாகும்

இயற்கை எண்ணெய் அடிப்படையிலான பாறைத் துளையிடும் கருவிகள், அதே பாறை வகையில் துளையிடும் போது காற்று அடிப்படையிலான சமமான கருவிகளை விட தோராயமாக மூன்றில் ஒரு பங்கு மட்டுமே ஆற்றலை நுகர்கின்றன. இது விளம்பர கூற்று அல்ல — இது ஊடகத்தின் சுருங்காமையின் விளைவாகும். காற்று சுருங்கக்கூடியது: ஆற்றல் அதைச் சுருக்குவதற்கு செலவழிக்கப்படுகிறது, மேலும் அதன் சில பகுதி விரிவாகும் போது வெப்பமாக இழக்கப்படுகிறது. இயற்கை எண்ணெய் சுருங்காமையுடையது; எனவே பம்ப் உருவாக்கும் அழுத்த ஆற்றல் சிறிய மாற்ற இழப்புடன் நேரடியாக உந்திகளின் இயக்கத்திற்கு மாற்றப்படுகிறது. மேலும், இயற்கை எண்ணெய் அடிப்படையிலான துளையிடும் கருவிகள், அதே அளவுள்ள காற்று அடிப்படையிலான கருவிகளை விட ஒவ்வொரு அடியிலும் அதிக தாக்க ஆற்றலை வழங்குகின்றன, ஏனெனில் அதிக இயக்க அழுத்தம் (இயற்கை எண்ணெய் அடிப்படையிலானவைக்கு 160–220 பார், காற்று அடிப்படையிலானவைக்கு 6–10 பார்) சிறிய, இலேசான உந்தியை அதே அல்லது அதிக உந்தத்துடன் இயக்க அனுமதிக்கிறது.

இரண்டாவது கட்டமைப்பு நன்மை என்பது, ஹைட்ராலிக் அமைப்புகள் மாறும் இயக்கத்திறன் கொண்ட சுமை-உணர்வு பம்புகளுடன் இயல்பாக ஒருங்கிணைக்கப்படுகின்றன என்பதாகும். நிலையான இயக்கத்திறன் கொண்ட வாயு சுருக்கிகள் மாறாத வெளியீட்டில் இயங்குகின்றன—ஒரு ஸ்க்ரூ சுருக்கியில் சுமை-உணர்வு ஸ்வாஷ்பிளேட் போன்ற ஏதும் இல்லை. மாறாக, ஒரு எக்ஸ்கவேட்டர் அல்லது டிரில் ரிக் ஹைட்ராலிக் பம்பு, ஓய்வு நேரங்களில் இயக்கத்திறனை சுமார் பூஜ்ஜியத்திற்குக் குறைக்க முடியும்; மேலும், தட்டுதல் அழுத்தம் தேவைப்படும்போது மில்லிசெகண்டுகளில் அதன் தரப்பட்ட வெளியீட்டிற்கு மீண்டும் உயர்த்த முடியும். உண்மையான செயல்பாட்டு சுழற்சி நிலைமைகளில், இது அதே வேலையைச் செய்யும் நிலையான இயக்கத்திறன் அமைப்புகளுடன் ஒப்பிடும்போது 15–30% எரிபொருள் சேமிப்பை வழங்குகிறது.

சேமிப்புகள் எங்கிருந்து வருகின்றன: நான்கு இயந்திரங்கள்

சுமை-உணர்வு மாறுபட்ட இடப்பெயர்ச்சி (Load-sensing variable displacement) ஆற்றல் சேமிப்பின் மிகப்பெரிய பகுதியைப் பிடிக்கிறது—நன்றாக பொருத்தப்பட்ட அமைப்புகளில் முழு ஷிப்ட் முழுவதும் 15–20% ஆற்றல் சேமிப்பு. இரண்டாவது வழிமுறை தாக்க சுற்று மேம்பாடு (impact circuit optimization) ஆகும்: எண்ணெய் கேலரிகளை அகலப்படுத்துவதன் மூலமும், இரு-விடியம் பிஸ்டன் வடிவமைப்புகளைப் பயன்படுத்துவதன் மூலமும் தடுப்பு இழப்புகளை (throttling losses) குறைப்பதன் மூலம், தட்டுமான வால்வில் (percussion valve) உள் பைபாஸ் 50–55% இலிருந்து 56–57% ஆக ஹைட்ராலிக் உள்ளீட்டு மாற்றத்தில் குறைக்கப்படுகிறது. மூன்றாவது வழிமுறை வெப்ப மேலாண்மை (heat management) ஆகும்: குறைந்த வீணாகும் ஆற்றல் என்பது குளிர்ந்த திரும்பும் எண்ணெயைக் குறிக்கிறது, இது குளிரூட்டியின் சுமையைக் குறைக்கிறது மற்றும் பாகுத்தன்மை சிதைவைக் குறைக்கிறது, இது எண்ணெய் மாற்ற இடைவெளிகளை நீட்டிக்கிறது. நான்காவது வழிமுறை கழுவும் சுற்று திறன் (flushing circuit efficiency) ஆகும்: கழுவும் நீர் பம்பை நிலையான திறனில் இயக்குவதற்குப் பதிலாக, உண்மையான குழித் துளைத் தேவைக்கு ஏற்ப சரியான அளவில் வடிவமைத்தல், துணை மின்சக்தி நுகர்வைக் குறைக்கிறது, குறிப்பாக துளைகளுக்கு இடையில் கழுவும் சுற்று தொடர்ந்து இயங்கும் சுரங்கப்பாதைகளில்.

ஆற்றல் திறன் ஒப்பீடு: காற்று இயக்க முறை, தரநிலை ஹைட்ராலிக் மற்றும் மேம்படுத்தப்பட்ட ஹைட்ராலிக்

25–57% மாற்ற விகித வரம்பு முக்கியமானது, ஏனெனில் அடிப்படை விகிதம் முக்கியமானது. 25% (வாயு அடிப்படை) என்றால், ஒரு மில்லிமீட்டர் கூட பாறையைத் துளைக்கும் முன்னரே உள்ளீட்டு ஆற்றலின் மூன்றில் இரண்டு பங்கை நீங்கள் வீணாக்குகிறீர்கள். 57% (மேம்படுத்தப்பட்ட ஹைட்ராலிக்) என்றால், இழப்பு 43% ஆக குறைகிறது—இன்னும் குறிப்பிடத்தக்கது தான், ஆனால் மேம்பாடு மிகவும் குறிப்பிடத்தக்கது, அது என்ன துளைக்க மதிப்புள்ளது என்பதை மாற்றுகிறது. வாயு அடிப்படை அமைப்புகளுடன் செயல்படாத எல்லை நிலை பாறை வடிவமைப்புகளில் ஆழமான துளைகளை, திறமையான ஹைட்ராலிக் உபகரணங்கள் மூலம் செயல்திறன் கொண்டவையாக மாற்ற முடியும்.

நீண்டகால எரிபொருள் செலவு: தொடர் விளைவு

ஆண்டுக்கு 250 நாட்கள், இரண்டு ஷிப்ட்களில், ஒவ்வொரு ஷிப்ட்டிலும் உண்மையில் 4 மணி நேரம் தட்டுதல் செயல்பாடு கொண்ட 20 kW ஹைட்ராலிக் டிரிப்டர் ஒன்று ஆண்டுக்கு தோராயமாக 2,000 தட்டுதல் மணிநேரங்களை இயக்கும். அதனை ஆதரிக்கும் பவர் பேக், அமைப்பு நிறுவுதல், மீண்டும் நிலையமைத்தல் மற்றும் இயங்காமல் இருத்தல் போன்ற விரிவான நேரச்சாளரத்தில் இயங்கும். லோட்-சென்சிங் (சுமை-உணரும்) கொண்ட ஒரு அமைப்பு, நிலையான டிஸ்ப்ளேஸ்மென்ட் (இடப்பெயர்வு) அமைப்பு முழு வெளியீட்டில் எரிக்கும் அனைத்து தட்டுதல் அல்லாத மணிநேரங்களிலும் 15–20% எரிபொருள் சேமிப்பை வழங்கும்.

லோட்-சென்சிங் அமைப்பு மற்றும் நிலையான டிஸ்ப்ளேஸ்மென்ட் அமைப்பு ஆகியவற்றுக்கு இடையே ஓய்வு நிலைகளைக் கணக்கில் கொண்டு, மணிக்கு 10 லிட்டர் என மிக முன்னெச்சரிக்கையான வேறுபாடு எடுத்துக்கொண்டால், ஆண்டுக்கு 3,000 கேரியர் இயக்க மணிநேரங்களில் இது ஆண்டுக்கு 30,000 லிட்டர் டீசலைச் சேமிக்கும். பெரும்பாலான சுரங்கத் துறைகளில் மிக முன்னெச்சரிக்கையான விலையான $1.00/லிட்டர் எனக் கொண்டால், இது ஒவ்வொரு இயந்திரத்திற்கும் ஆண்டுக்கு $30,000 ஆகும். 5 ஆண்டுகள் கால உபகரண ஆயுளில், இந்த ஆற்றல் சேமிப்பு மட்டுமே லோட்-சென்சிங் ஹைட்ராலிக்ஸை நிலையான டிஸ்ப்ளேஸ்மென்ட் வடிவமைப்புகளை விட கணிசமான கூடுதல் விலைக்கு நியாயப்படுத்தும்.

சீல் நிலை மற்றும் ஆற்றல் திறன்: மறைந்திருக்கும் இணைப்பு

இயந்திர ஆற்றல் திறன் செயல்பாட்டு காலத்தின் முழு வாழ்க்கைக்கும் மாறாதது அல்ல. நல்ல நிலையில் உள்ள ஒரு தட்டு அடிப்பு பிஸ்டன் சீல், சக்தி தட்டு அடிப்பின் போது அதிக அழுத்தப் பகுதியிலிருந்து குறைந்த அழுத்தப் பகுதிக்கு மிகக் குறைந்த அளவு எண்ணெயை கடத்தும்—அதாவது, கிடைக்கும் அனைத்து அழுத்த வேறுபாடும் பிஸ்டனை முடுக்கும். சீல் தேய்மானமடையும் போது, கடத்தும் ஓட்டம் (bypass flow) அதிகரிக்கிறது. கடத்தும் ஓட்டத்தில் ஒவ்வொரு சதவீத அதிகரிப்புக்கும், தட்டு அடிப்பு அழுத்தத்தின் செயல்திறன் குறைகிறது மற்றும் திரும்பும் சுற்றுப்பாதையில் வெப்பமாக மாறும் எண்ணெயின் அளவு அதிகரிக்கிறது. 8–10% கடத்தும் ஓட்டத்தை உருவாக்கும் அளவுக்கு சீல் தேய்மானமடைந்தால், டிரிப்டர் தன்னை ஒரு சரியாக முறையாக வடிவமைக்கப்படாத வடிவமைப்பின் திறனுக்கு மீண்டும் கொண்டு செல்லப்படுகிறது; இது வன்பொருள் மேம்பாடுகளை ரத்து செய்கிறது.

ஒரு நன்றாக பொறியியல் முறையில் வடிவமைக்கப்பட்ட ஆற்றல்-சேமிப்பு துளையிடும் கருவியை அதன் வடிவமைக்கப்பட்ட திறன் மதிப்பீட்டில் பராமரிப்பது என்பது, சீல் மாற்றத்தை ஒரு செயல்திறன் பராமரிப்புப் பணியாகக் கருதுவதையும், கசிவைத் தடுப்பதற்கான பணியாக மட்டுமே கருதுவதையும் உள்ளடக்கும். HOVOO பெரும்பாலான டிரிப்டர் மாடல்களுக்கான சீல் கிட்களை வழங்குகிறது — பொதுவான இயக்க வரம்புகளுக்கு PU, உயர் வெப்பநிலை பயன்பாடுகளுக்கு HNBR (இதில் அதிகரித்த எண்ணெய் திருப்பித் தரும் வெப்பநிலை PU ஐ முன்கூட்டியே சீர்குலைக்கும்). hovooseal.com இல் மாடல் குறிப்புகள்.