മലമറിക്കും ഹൈഡ്രോളിക്സ്

എട്ടു മുതൽ പതിമൂന്നാം നൂറ്റാണ്ടു വരെ ജലശക്തികൊണ്ടു പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഒട്ടേറെ ഉപകരണങ്ങൾ നിർമിക്കപ്പെടുകയുണ്ടായി. വൻ ജലസംഭരണികൾ, ജലചക്രങ്ങൾ, പൽചക്രങ്ങൾ തുടങ്ങിയവ യാന്ത്രിക ശാസ്ത്ര–സാങ്കേതിക വിദ്യയ്ക്കു പുതിയ മാനങ്ങൾ നൽകി. തുണിമില്ലുകൾ, കപ്പൽ നിർമാണശാലകൾ, ഉരുക്കു വ്യവസായം എന്നിവയ്ക്കെല്ലാം ഇത്തരം യന്ത്രങ്ങൾ നൽകിയ ഉണർവ് ചെറുതല്ല. മെസപ്പൊട്ടോമിയൻ മെക്കാനിക്കൽ എൻജിനീയറും ബഹുമുഖ പ്രതിഭയുമായ അൽജസാരി "The Book of Knowledge of Ingenious Mechanical Devices" എന്ന  പുസ്തകത്തിൽ അൻപതിൽപരം യാന്ത്രികോപകരണങ്ങളെ കുറിച്ചും അവയുണ്ടാക്കുന്ന രീതിയെക്കുറിച്ചും പ്രതിപാദിക്കുന്നുണ്ട്. ഇതിലധികവും ജലശക്തികൊണ്ടു പ്രവർത്തിക്കുന്നവയായിരുന്നു. പൗരാണിക കാലഘട്ടത്തിൽ ക്രിസ്തുവിനു മുൻപ് 6000 വർഷങ്ങൾക്കപ്പുറം തന്നെ മനുഷ്യൻ ജലശക്തി പ്രയോജനപ്പെടുത്തിയിരുന്നു. തുടർന്നങ്ങോട്ടുള്ള പരീക്ഷണങ്ങൾ പതിനേഴാം നൂറ്റാണ്ടിൽ ബ്ലെയിസ് പാസ്കലിന്റെ കാലഘട്ടത്തോടെ അഭിവൃദ്ധി പ്രാപിക്കുകയും ഹൈഡ്രോളിക്സ് എന്ന ശാസ്ത്ര–സാങ്കേതിക ശാഖയ്ക്കു പുതിയ വാതായനങ്ങൾ തുറക്കുകയും ചെയ്തു. എന്താണു ഹൈഡ്രോളിക്സ് എന്നു നോക്കാം. 

∙ഹൈഡ്രോളിക്സ്

ഒഴുകുന്ന പദാർഥങ്ങളാണ് ദ്രവങ്ങൾ (Fluid). ദ്രാവകങ്ങളും വാതകങ്ങളും ഇതിൽ പെടും. ഇതിൽ ദ്രാവകങ്ങളുടെ ചലനാത്മക സ്വഭാവ സവിശേഷതകളെയും അതിൽ മർദം ചെലുത്തുന്ന സ്വാധീനത്തെയും കുറിച്ചു  പഠിക്കുന്ന ശാസ്ത്ര–സാങ്കേതിക ശാഖയാണു ഹൈഡ്രോളിക്സ്. മണ്ണുമാന്തി യന്ത്രങ്ങൾ, മല തുരക്കുന്ന യന്ത്രങ്ങൾ, ഹൈഡ്രോളിക് ബ്രേക്ക്, പവർ സ്റ്റിയറിങ്, ലിഫ്റ്റ് തുടങ്ങിയവ ചില ഉദാഹരണങ്ങൾ മാത്രം. വളരെയധികം കായികാധ്വാനം വേണ്ടിവരുന്ന പല ജോലികളും അനായാസവും വേഗത്തിലും ചെയ്തെടുക്കാൻ ഹൈഡ്രോളിക് ഉപകരണങ്ങൾ സഹായിക്കുന്നു. ഹൈഡ്രോളിക് ദ്രവങ്ങൾ, സിലിണ്ടറുകൾ, പിസ്റ്റണുകൾ ഇവ ഉപയോഗിച്ചാണു മർദത്തിലും ബലത്തിലും വ്യതിയാനങ്ങൾ വരുത്തുന്നത്. മിനറൽ ഓയിൽ, ജലം ഇവയാണ് പ്രധാനപ്പെട്ട ഹൈഡ്രോളിക് ദ്രവങ്ങൾ. പെട്രോളിയം ബേസ്ഡ് മിനറൽ ഓയിൽ, ഇമൽഷൻസ്, ജലം, വാട്ടർ ഗ്ലൈക്കോൾ തുടങ്ങിയവ  ഇതിൽപെടും.

∙മണ്ണുമാന്തി

ഹൈഡ്രോളിക് യന്ത്രങ്ങളെക്കുറിച്ചു പറയുമ്പോൾ നമ്മുടെ മനസ്സിൽ ആദ്യം ഓടിയെത്തുന്നത് മണ്ണുമാന്തി യന്ത്രം ആണ്. വിവിധ കമ്പനികളുടെ മണ്ണുമാന്തി യന്ത്രങ്ങൾ ഉണ്ടെങ്കിലും നാം പൊതുവേ എല്ലാറ്റിനെയും ജെസിബി എന്നാണു പറയാറ്. യഥാർഥത്തിൽ ജെസിബി എന്നത് ഒരു വ്യാപാര നാമമാണ് (Trade Mark). ഇംഗ്ലണ്ടുകാരനായ ജോസഫ് സിറിൽ ബാംഫോർഡ് 1945ൽ സ്ഥാപിച്ച കമ്പനിയാണ് JCB Excavators Ltd. ഇംഗ്ലണ്ട് കേന്ദ്രമായി സ്ഥാപിച്ച ഈ കമ്പനിക്ക് ഇന്നു ലോകത്താകമാനം  ശാഖകളുണ്ട്. മണ്ണുമാന്തി യന്ത്രങ്ങൾ ഒട്ടനവധി വിമർശനങ്ങൾക്കു വിധേയമായിട്ടുണ്ടെങ്കിലും നിർമാണ മേഖലയ്ക്കും മറ്റും ഇതു നൽകിയ കുതിപ്പുശക്തി ചെറുതല്ല.

ഹൈഡ്രോളിക് സിസ്റ്റം

ഒരു ഹൈഡ്രോളിക് യന്ത്രഭാഗത്തിന്റെ പ്രവർത്തനം വളരെ ലഘുവായി നമുക്കു നോക്കാം. ഹൈഡ്രോളിക് സിസ്റ്റത്തിന്റെ പ്രധാന ഭാഗങ്ങൾ ഇവയാണ്.

1. ഹൈഡ്രോളിക് ടാങ്ക്: ഈ ടാങ്കിലാണ് ഹൈഡ്രോളിക് ദ്രവം നിറച്ചു വച്ചിരിക്കുന്നത്. ഒട്ടേറെ മാനദണ്ഡങ്ങൾ മുൻനിർത്തിയാണ് ഹൈഡ്രോളിക് ദ്രവങ്ങൾ തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നത്. നോൺ കംപ്രസിബിൾ, നല്ല തെർമൽ കപ്പാസിറ്റി, ഉയർന്ന തിളനില, ഉയർന്ന ഖരാങ്കം ഇവ ചില മാനദണ്ഡങ്ങൾ മാത്രം.

2. ഹൈഡ്രോളിക് കുഴലുകൾ: ഈ കുഴലുകൾ വഴിയാണു ഹൈഡ്രോളിക് ദ്രവം മറ്റു ഭാഗങ്ങളിലേക്കു സഞ്ചരിക്കുന്നത്.

3. ഹൈഡ്രോളിക് പമ്പ്: ഇത്തരം പമ്പുകളുടെ സഹായത്തോടെയാണു ഹൈഡ്രോളിക് ദ്രവത്തെ ഹൈഡ്രോളിക് സിസ്റ്റത്തിന്റെ മറ്റു ഭാഗങ്ങളിലേക്ക് എത്തിക്കുന്നത്.

4. മെയിൻ റിലീഫ് വാൽവ്: അമിത മർദം, ഓവർ ലോഡിങ് ഇവയുണ്ടാകുമ്പോൾ പമ്പുകളെ കേടുവരാതെ സൂക്ഷിക്കുന്നത് ഈ വാൽവാണ്.

5. വാൽവ് ബ്ലോക്ക്: ഇവിടെയാണു നാം പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്ന ലിവറുകൾ കാണപ്പെടുന്നത്.

6. ആക്ടുവേറ്റർ: ഹൈഡ്രോളിക് സിസ്റ്റത്തിന്റെ പ്രവർത്തനഫലം ലഭിക്കുന്നത് ഇവിടെയാണ്. ഇവ പിസ്റ്റണുകളോ, വൻ ലിവറുകളോ അഥവാ മറ്റു യന്ത്രഭാഗങ്ങളോ ആയിരിക്കും.

7. ഫിൽറ്റർ: ഹൈഡ്രോളിക് ദ്രവത്തെ അരിച്ച് വീണ്ടും ടാങ്കിനകത്തേക്ക് എത്തിക്കുന്ന ഭാഗമാണിത്. പ്രവർത്തനം: ഹൈഡ്രോളിക് സിസ്റ്റം ഒരു ക്ലോസ്ഡ് ലൂപ്പാണ്. പമ്പിന്റെ സഹായത്തോടെ ടാങ്കിനുള്ളിലെ ദ്രവം കുഴലുകളിലൂടെ സഞ്ചരിക്കുന്നു. ഈ പാതയിലാണു നാം പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്ന ചെറിയ ലിവറുകൾ കാണപ്പെടുന്നത്. ലിവറുകളിൽ നാം ചെലുത്തുന്ന ചെറിയ മർദം, പാസ്കൽ നിയമമനുസരിച്ച്, ദ്രവത്തിലൂടെ മർദശക്തി കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുകയും ഇത് ആക്ടുവേറ്ററുകളിൽ വൻ ബലങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുകയും ചെയ്യും. ഈ പ്രവർത്തനത്തിനിടയിൽ ദ്രവങ്ങളിൽ ഉണ്ടാകുന്ന കരടുകളെ ഫിൽറ്ററിലൂടെ അരിച്ച് വീണ്ടും ടാങ്കിലെത്തിക്കുന്നു. അമിത മർദംമൂലം സിസ്റ്റത്തിനുണ്ടാവുന്ന കേടുപാടുകൾ പരിഹരിക്കുന്നതിനായി പ്രത്യേകം വാൽവ് ക്രമീകരണങ്ങൾ‌ ഉണ്ട്.

∙ഹൈഡ്രോളിക്സിന്റെ അടിസ്ഥാന വേർതിരിവാണ് ഹൈഡ്രോസ്റ്റാറ്റിക്, ഹൈഡ്രോ ഡൈനാമിക്സ്. ഹൈഡ്രോസ്റ്റാറ്റിക്–കൂടിയ മർദത്തിലും കുറഞ്ഞ വേഗതയിലും ദ്രവങ്ങളെ ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നു.

ഹൈഡ്രോ ഡൈനാമിക്–കുറഞ്ഞ മർദത്തിലും കൂടിയ വേഗതയിലും ദ്രവങ്ങളെ പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്നു.

∙ഭൂരിഭാഗം മണ്ണുമാന്തി യന്ത്രങ്ങളുടെയും നിറം മഞ്ഞയാണ്. കാരണമെന്തെന്നോ? മഞ്ഞനിറം കണ്ണുകളെ ആകർഷിക്കുന്നതിനാൽ പകലും രാത്രിയിലും ഖനന മേഖലകളിൽ ഇത്തരം യന്ത്രങ്ങളെ വേഗം തിരിച്ചറിയാൻ കഴിയും.

∙ ദിനോസറുകൾ കഥാപാത്രമായി വരുന്ന ജുറാസിക് പാർക്ക് സിനിമയിൽ ‘ആനിമട്രോണിക്സ്’ വിദ്യയാണ് ഉപയോഗിച്ചിരിക്കുന്നത്. ഹൈഡ്രോളിക്സ്കൂടി കടന്നുവരുന്ന വിദ്യയാണിത്. 20 അടി ഉയരവും 40 അടി നീളവും 4000 കിലോഗ്രാമിലധികം ഭാരവുമുള്ള ഭീമൻ ദിനോസറുകൾക്കു ചലനം സൃഷ്ടിക്കാൻ വാൽവുകളും പമ്പുകളുംകൊണ്ടുള്ള ഹൈഡ്രോളിക് സംവിധാനങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു. ഒരു മിനിറ്റിൽ 275 ലീറ്റർ ഹൈഡ്രോളിക് ദ്രവം പമ്പു ചെയ്താണത്രേ ഇതു സാധിച്ചത്.

∙ ഹൈഡ്രോളിക് എൻജിനീയറിങ്ങിലെ പ്രമുഖനായിരുന്നു ജോസഫ് ബ്രാമ. ഇംഗ്ലണ്ടുകാരനായ ഇദ്ദേഹമാണ് ഹൈഡ്രോളിക് പ്രസ് കണ്ടുപിടിച്ചത്. ഉലകളിലും വസ്തുക്കൾ രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിലും ഇന്നും വ്യാപകമായി ഇത് ഉപയോഗിക്കുന്നു.

∙ഹൈഡ്രോളിക്സിൽ ദ്രാവകങ്ങൾ പ്രയോജനപ്പെടുത്തുമ്പോൾ വാതകങ്ങൾ പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്ന ശാഖയാണ് ന്യൂമാറ്റിക്സ് (pneumatics). ഉദാഹരണത്തിനു ബസുകളിലും ട്രക്കുകളിലും ട്രെയിനുകളിലും കാണുന്ന എയർ ബ്രേക്ക്, എയർ കംപ്രസർ, ദന്തചികിത്സയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഡെന്റൽ ഡ്രിൽ മുതലായവ.

∙ഉയർന്ന മർദം പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്ന ഹൈഡ്രോളിക് ഉപകരണങ്ങളിൽ പരമാവധി ഉപയോഗപ്പെടുത്താവുന്ന മർദം 10,000 psi (Pounds per Square Inch) ആണ്. അതായത് 6.89x107 pascal.

Content Summary : Hydraulic system