ইলেকট্রিক হাইড্রোলিক পাম্প ইউনিটগুলির কেন স্টার্ট-স্টপ চাপ সুইচ প্রয়োজন?

একটি হাইড্রোলিক পাওয়ার ইউনিট যা একটি ফিক্সড ডিসপ্লেসমেন্ট পাম্পকে একটি রিলিফ ভাল্ভের বিরুদ্ধে চালায়, শক্তির দিক থেকে দেখলে এটি একটি যন্ত্র যা বিদ্যুৎকে অতিরিক্ত ধাপে তাপে রূপান্তরিত করে। পাম্পটি চলতেই থাকে, তেল প্রবাহিত হতেই থাকে, এবং রিলিফ ভাল্ভটি নির্ধারিত চাপে তেলকে ট্যাঙ্কে ফিরিয়ে দিতেই থাকে। এই প্রক্রিয়ায় কোনও উপযোগী কাজ হয় না—শুধুমাত্র তেলটি গরম হয়ে যায় এবং বিদ্যুৎ মিটারটি ঘুরতেই থাকে। একটি স্টার্ট-স্টপ চাপ সুইচ এই চক্রটিকে বাধা দেয়। এটি সিস্টেমের চাপ পর্যবেক্ষণ করে এবং মোটর কনটাক্টরকে কখন বিদ্যুৎ কাটতে হবে এবং কখন আবার চালু করতে হবে তা নির্দেশ দেয়। এই অংশটি পাম্প বা মোটরের তুলনায় ছোট এবং সস্তা। কিন্তু এটিকে বাদ দেওয়া বা ভালোভাবে সেট না করা হলে যে পরিণতি ঘটে, তা কোনওভাবেই ছোট বা সস্তা হয় না।

রিলিফ ভাল্ভ শক্তি নিয়ন্ত্রণ করে না, এটি শক্তি বিলুপ্ত করে

একটি রিলিফ ভাল্ভ সার্কিটকে অতি-চাপ থেকে রক্ষা করে। এটাই এর কাজ। এটি শক্তি ব্যবস্থাপনার অর্থে কোনো চাপ নিয়ন্ত্রক নয়। যখন একটি স্থির বিস্থাপন পাম্প অ্যাকচুয়েটর স্টল হয়ে যাওয়ার পর বা ক্ল্যাম্প বন্ধ হয়ে যাওয়ার পরও চালু থাকে, তখন লোডের প্রয়োজনের চেয়ে প্রতি মিনিটে যত লিটার তেল বেশি প্রবাহিত হয়, সেই সমস্ত তেল সেট চাপে মূল রিলিফ ভাল্ভের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয়। এই প্রবাহ চাপ ও প্রবাহের গুণফলের সমানুপাতিক হারে তাপে পরিণত হয়। ওয়েবার-হাইড্রাউলিক-এর গ্যাটিঙ্গার ও শ্বিমার কর্তৃক অধ্যয়ন করা একটি ক্ল্যাম্পিং পাওয়ারপ্যাকে মোটরটি ৪৮৩ সেকেন্ডের চক্রের প্রায় ষাট শতাংশ সময় চালু ছিল, এবং সেই সময়ের অধিকাংশ সময় তেল মূল রিলিফ ভাল্ভের উপর দিয়ে প্রবাহিত হয়েছিল। তেলের তাপমাত্রা ৯০°সেলসিয়াসের কাছাকাছি স্থিতিশীল হয়েছিল, যদিও ক্ল্যাম্পিং চাপটি নিজেই মাত্র ৮০ বারের কাছাকাছি ছিল। এটি হলো এমন একটি পাম্পের বৈশিষ্ট্য, যাকে চাপ-ভিত্তিক বন্ধ নির্দেশ ছাড়াই চালু রাখা হয়েছিল।

ওই গবেষণায় প্রয়োগ করা সমাধানটি কোনো নতুন পাম্প বা পরিবর্তনশীল বিস্থাপন আপগ্রেড ছিল না। চাপ পোর্টে একটি ছোটো অ্যাকিউমুলেটর যোগ করা হয়েছিল, এবং পৃথক চাপ সুইচটিকে মোটর কনটাক্টরের সঙ্গে তারযুক্ত করা হয়েছিল যাতে পাম্পটি শুধুমাত্র তখনই পুনরায় চালু হয় যখন অ্যাকিউমুলেটরের চাপ সুইচের সীমা মানের নীচে নেমে যায়। মোটরের চালু থাকার সময় প্রতি চক্রে কয়েকটি সংক্ষিপ্ত পুনরায় লোড করার ঘটনায় কমে গেল। পরিমাপ করা শক্তি খরচ প্রতি চক্রে ৯৬ ওয়াট-ঘণ্টা থেকে কমে ১১ ওয়াট-ঘণ্টা হলো, এবং তেলের তাপমাত্রা ৯০°সে না হয়ে ঘরের তাপমাত্রায় স্থির হয়ে গেল। সুইচটি এমন কাজ করেছিল যা একটি রিলিফ ভাল্ভ করতে পারে না: এটি যে চাপ ব্যবহার করা হচ্ছিল না, তার জন্য শক্তি খরচ বন্ধ করে দিয়েছিল।

চাপ সুইচ এবং আনলোডিং সার্কিট ভিন্ন ভিন্ন সমস্যার সমাধান করে

স্টার্ট-স্টপ সুইচ এবং আনলোডিং ভাল্ভ বা আনলোডিং সার্কিটকে আলাদা করা উচিত। এদের প্রায়শই একসাথে আলোচনা করা হয় এবং কাজের ক্ষেত্রে ওভারল্যাপ হয়, কিন্তু এরা সিস্টেমের ভিন্ন ভিন্ন অংশে কাজ করে। একটি আনলোডিং ভাল্ভ পাম্পকে ঘুরতে দিয়ে কম চাপে পাম্প ফ্লোকে ট্যাঙ্কে বাইপাস করে। একটি স্টার্ট-স্টপ চাপ সুইচ মোটরে বিদ্যুৎ সরবরাহ বন্ধ করে দেয়। প্রথমটি পাম্পের মধ্য দিয়ে চাপ হ্রাস কমিয়ে হাইড্রোলিক শক্তি সাশ্রয় করে; দ্বিতীয়টি প্রাইম মুভারকে বন্ধ করে বিদ্যুৎ শক্তি সাশ্রয় করে।

একটি ফিক্সড-ডিসপ্লেসমেন্ট পাওয়ারপ্যাকে এই দুটি পদ্ধতির তুলনা করলে পার্থক্যটি স্পষ্ট হয়ে ওঠে।

তৃতীয় সারিটি হলো যেখানে স্টার্ট-স্টপ সুইচ তার স্থান অর্জন করে। ওয়েবার-হাইড্রোলিকের ক্ষেত্রে, চাপ সুইচটি উচ্চ-স্তরের মেশিন কন্ট্রোলার থেকে সময়-ভিত্তিক মোটর কমান্ডকে প্রতিস্থাপন করেছিল। কন্ট্রোলারটি প্রতিটি ক্ল্যাম্প বা আনক্ল্যাম্প ঘটনার আগেই মোটর চালু করছিল এবং চাপ ইতিমধ্যে পাওয়া গেছে কিনা তা না দেখেই একটি নির্দিষ্ট টাইমারে তা বন্ধ করছিল। সুইচটি মোটরকে একটি নির্দিষ্ট সময়সূচীর পরিবর্তে প্রকৃত হাইড্রোলিক চাহিদার উপর প্রতিক্রিয়া জানাতে সক্ষম করেছে।

ডেডব্যান্ড হলো সেই সামঞ্জস্য যা নির্ধারণ করে যে সুইচটি সহায়তা করছে না ক্ষতি করছে

একটি স্টার্ট-স্টপ চাপ সুইচ একক চাপে কাজ করে না। এটির একটি কাট-আউট চাপ আছে, যেখানে মোটর বন্ধ হয়ে যায়, এবং একটি কাট-ইন চাপ আছে, যেখানে মোটর পুনরায় চালু হয়। এই দুটি চাপের মধ্যে পার্থক্যকে ডেডব্যান্ড বলা হয়, যা কখনও কখনও ডিফারেনশিয়াল বা হিস্টেরিসিস নামেও পরিচিত। ডেডব্যান্ড খুব সংকীর্ণ করলে, পাম্পটি প্রতিবার ছোট লিক বা তাপীয় সংকোচনের কারণে কাট-ইন বিন্দুর নীচে চাপ কমে গেলে সংক্ষিপ্ত চক্রে (শর্ট-সাইকেল) কাজ করবে। আবার, এটি খুব বেশি প্রশস্ত করলে সিস্টেমের চাপ এতটাই ওঠানামা করবে যে, মোটর পুনরায় চালু হওয়ার আগে অ্যাকচুয়েটর বা ক্ল্যাম্পটি প্রয়োজনীয় চাপ পাবে না।

প্রকাশিত সুইচ ডেটা ব্যবহারযোগ্য পরিসরের ধারণা দেয়। শিল্পক্ষেত্রে চাপ সুইচগুলি সাধারণত একটি ন্যূনতম নির্দিষ্ট মান থেকে সেট পয়েন্টের প্রায় ৪৫ শতাংশ পর্যন্ত ডেডব্যান্ড অনুমতি দেয়। হাইড্রোলিক পাওয়ার ইউনিটের কাজে একটি সাধারণ নিয়ম হলো কাট-আউট চাপের ১০ থেকে ১৫ শতাংশ ডেডব্যান্ড দিয়ে শুরু করা এবং চক্র গণনা যদি অত্যধিক স্টার্ট দেখায় তবে তা বাড়ানো। সঠিক সংখ্যাটি নির্ভর করে অ্যাকুমুলেটর আয়তন, চেক ভাল্ভের লিকেজ এবং ডাউনস্ট্রিম প্রক্রিয়া যতটুকু চাপ পরিবর্তন সহ্য করতে পারে তার উপর। ০.৫ বার ডিফারেনশিয়াল সক্ষম একটি চাপ সুইচ অবশ্যই ২০০ বার সিস্টেমে এতটাই টাইট সেট করা উচিত নয়।

মোটর বেয়ারিং এবং কন্টাক্টগুলি স্টার্ট ফ্রিকোয়েন্সি নিয়ে উদ্বিগ্ন

প্রতিটি স্টার্ট-আপ মোটর গতি অর্জনের আগে স্থির অবস্থায় কয়েক সেকেন্ডের জন্য লকড-রটর কারেন্ট টানে। এই কারেন্ট স্টেটর ওয়াইন্ডিং-এ তাপ উৎপন্ন করে এবং রটর বারগুলিতে তাপীয় চাপ সৃষ্টি করে। মোটর নির্মাতারা প্রতি ঘণ্টায় অনুমোদিত স্টার্ট-আপ সংখ্যা প্রকাশ করেন, এবং এই সীমাবদ্ধতাগুলি নির্দিষ্ট কারণেই বিদ্যমান। যদি চাপ সুইচের ডেডব্যান্ড অপ্রয়োজনীয়ভাবে সংকীর্ণ হয়, তবে মোটরটি তার স্টার্ট-আপ ডিউটি ছাড়িয়ে যেতে পারে—যা কোনো ব্যক্তির নজরে আসবে না, যতক্ষণ না কোনো কনটাক্টর স্থায়ীভাবে সংযুক্ত হয়ে যায় বা কোনো ওয়াইন্ডিং বিফল হয়।

একই যুক্তি চাপ সুইচের সংযোগস্থলগুলির ক্ষেত্রেও প্রযোজ্য। একটি যান্ত্রিক সুইচ যার মধ্যে স্ন্যাপ-অ্যাকশন মাইক্রোসুইচ রয়েছে, তার একটি সীমিত বৈদ্যুতিক আয়ুষ্কাল রয়েছে, এবং প্রতিটি মোটর স্টার্ট-আপ সেই সংযোগস্থলগুলিকে চক্রায়িত করে। সাধারণত সুইচটি দুর্বলতম অংশ হয় না, কিন্তু যখন ডেডব্যান্ড এত সংকীর্ণ করা হয় যে পাম্পটি প্রতি কয়েক সেকেন্ড পরপর পুনরায় চালু হয়, তখন সেটি দুর্বলতম অংশ হয়ে ওঠে। একটি ছোট অ্যাকুমুলেটর বা সামান্য বেশি ডিফারেনশিয়াল সেটিং নিয়মিতভাবে কনটাক্টর প্রতিস্থাপনের চেয়ে কম খরচ সাপেক্ষে। সুইচটিকে একটি নিয়ন্ত্রণ যন্ত্র হিসেবে বিবেচনা করা উচিত যার একটি নির্দিষ্ট ডিউটি সাইকেল রয়েছে, প্যাসিভ সেন্সর হিসেবে নয়।

যেখানে স্টার্ট-স্টপ সুইচ ভুল যন্ত্রপাতি

এমন কিছু বৈধ ক্ষেত্র আছে যেখানে একটি স্টার্ট-স্টপ চাপ সুইচ উপযুক্ত সমাধান নয়। যদি পাম্পটি একটি অনুপাতিক ভালভ বা একটি সার্ভো অ্যাকচুয়েটরে স্থির প্রবাহ সরবরাহ করতে অবিচ্ছিন্নভাবে চালিত হতে হয়, তবে মোটরটি বন্ধ করা উদ্দেশ্য ব্যর্থ করে। যদি সিস্টেমে কোনো অ্যাকুমুলেটর না থাকে এবং মোটর বন্ধ হওয়ার পরে চাপ ধরে রাখার জন্য কোনো চেক ভালভ না থাকে, তবে সুইচটি প্রায় তৎক্ষণাৎ পাম্পটিকে পুনরায় চালু করবে, ফলে শক্তি সাশ্রয়ের পরিবর্তে সংক্ষিপ্ত চক্রায়ন (শর্ট সাইক্লিং) ঘটবে। যদি প্রক্রিয়াটি খুব সংকীর্ণ পরিসরের মধ্যে চাপ বজায় রাখতে বাধ্য করে, তবে ব্যবহারযোগ্য ডেডব্যান্ড সহ একটি সুইচ সেই সহনশীলতা পূরণ করতে পারে না, এবং একটি বন্ধ-লুপ অনুপাতিক চাপ নিয়ন্ত্রণ অধিকতর উপযুক্ত হবে।

সুইচটি রিলিফ ভাল্ভের পরিবর্তে ব্যবহার করা যায় না। এটি একটি নিয়ন্ত্রণ যন্ত্র, নিরাপত্তা যন্ত্র নয়। একটি রিলিফ ভাল্ভ এখনও সুইচের কাট-আউট চাপের উপরে সেট করতে হবে, যাতে বিফল সুইচ বা ওয়েল্ডেড কনটাক্টর পাম্পকে অবরুদ্ধ সার্কিটে চাপ দিয়ে বন্ধ করে দেওয়া না হয়। এই দুটি যন্ত্র একই ইউনিটে থাকা উচিত, কিন্তু তাদের কাজ আলাদা এবং একে অপরের প্রতিকরণ করার জন্য সামঞ্জস্য করা উচিত নয়।

একটি উৎপাদন পাওয়ার ইউনিটে ভালোভাবে একীভূত চাপ সুইচ কেমন দেখতে হয়

সঠিকভাবে নির্মিত একটি বৈদ্যুতিক হাইড্রোলিক পাম্প ইউনিটে, স্টার্ট-স্টপ সুইচটি শেষ চিন্তা নয়। এর পোর্টটি এমন স্থানে অবস্থিত যেখানে এটি প্রকৃত সিস্টেম চাপ পর্যবেক্ষণ করে, বায়ু আটকে যাওয়া একটি ডেড লেগ বা একটি লাইন নয় যেখানে চাপ শুধুমাত্র একটি অ্যাকচুয়েটর স্ট্রোকের সময় পর্যবেক্ষণ করা যায়। বৈদ্যুতিক এনক্লোজারটি পরিবেশের সাথে মেলে—যে it হোক না কেন একটি ওয়াশডাউন এলাকা, একটি বহিরঙ্গন লিফট ইনস্টলেশন, অথবা বায়ুতে সূক্ষ্ম তেলের কুয়াশা থাকা একটি মেশিন টুল। সুইচের সেট পয়েন্ট এবং ডেডব্যান্ড নথিভুক্ত করা হয়, এবং মোটর কনটাক্টরটি ফলাফল স্টার্ট ডিউটির জন্য রেটেড।

হাইড্রারাইট এই সমন্বয় বিবরণগুলিকে ফিল্ড অপশন হিসাবে না রেখে বরং অ্যাসেম্বলির অংশ হিসাবে গণ্য করে হাইড্রোলিক পাওয়ার ইউনিট তৈরি করে। উৎপাদন পক্ষটি এখানে গুরুত্বপূর্ণ, কারণ যদি চাপ সুইচটি সঠিকভাবে নির্দিষ্ট করা হয়ে থাকে কিন্তু একটি সীমিত সেন্সিং পাসেজ সহ ম্যানিফোল্ডে ইনস্টল করা হয়, তবে সুইচটি যে চাপ দেখা উচিত তা দেখতে পাবে না। ধ্রুব পোর্ট মেশিনিং, পরিষ্কার অ্যাসেম্বলি এবং লাইনের শেষে কাট-আউট ও কাট-ইন চাপের নথিভুক্ত পরীক্ষা—এই তিনটি ব্যাপারই একটি ক্যাটালগ উপাদানকে কার্যকরী নিয়ন্ত্রণ উপাদানে পরিণত করে। সুইচটি সরল। কিন্তু এর চারপাশের সিস্টেমই নির্ধারণ করে যে এটি কাজ করবে কি না।