Uvolňovací ventil a zpětný ventil vrtáku: funkce, poruchy a výměna

Uvolňovací ventily a zpětné ventily sdílejí stejnou polohu v obvodu pneumatického systému, avšak plní opačné funkce a porouchají se způsobem, který je také opačný. Uvolňovací ventil omezuje maximální tlak – otevře se, jakmile tlak překročí jeho nastavenou hodnotu, čímž chrání obvod před přetížením. Zpětný ventil udržuje tlak v jednom směru – uzavře se, aby zabránil zpětnému toku, když se změní směr tlakového rozdílu. Zaměnění toho, který typ ventilu způsobuje konkrétní poruchu, vede přímo k nesprávné opravě. Pokud se uvolňovací ventil otevírá příliš snadno, vzniká nízká energie úderu; zpětný ventil, který se nedokáže uzavřít, způsobuje stejný příznak zcela odlišným mechanismem.

Výchozím bodem diagnostiky je pochopení toho, kde v obvodu který ventil stojí a jaký pozorovatelný důsledek má jeho porucha. Na tomto základě se rozlišení mezi oběma typy ventilů podle jejich vzoru poruchy stává cestou ke správné opravě namísto systematické výměny součástí.

Uvolňovací ventil: horní hranice tlaku a její posun

Uvolňovací ventil rázového obvodu chrání válec pístu, akumulátor a blok ventilů před tlakovými špičkami přesahujícími návrhové limity. Jeho nastavená hodnota je obvykle o 10–15 % vyšší než normální provozní rázový tlak – takže vrták pracující za provozního tlaku 180 bar má uvolňovací ventil nastavený přibližně na 200–207 bar. Když píst narazí do nástavce a odražená vlna se vrátí, dojde krátkodobě k nárůstu tlaku v zadní komoře; v tomto okamžiku se uvolňovací ventil nesmí otevřít (jinak by docházelo k ztrátě energie přes přetlakovou cestu), avšak musí se otevřít v případě skutečné události přetížení (prázdné výstřely, zablokování přívodního systému).

Posun nastavení tlakového ventilu je nejčastější poruchou tlakového ventilu v obvodech pro rázové provozování. Kontaminace degradovaným hydraulickým olejem způsobuje neustálé a nekonzistentní uzavírání kuželky a sedla; po 500–600 provozních hodinách se efektivní nastavení postupně snižuje, protože částečná kontaminace udržuje kuželku mírně otevřenou pod jmenovitou hodnotou nastavení. Drifter, který při uvedení do provozu vykazoval tlak 180 bar a dodával správnou rázovou energii, může šest měsíců později vykazovat tlak pouze 165 bar bez jakéhokoli zřejmého indikátoru poruchy – manometr stále ukazuje „normální“ stav, protože měří tlak v rázovém obvodu, nikoli efektivní nastavení tlakového ventilu.

Diagnostika změny nastavení tlakové pojistného ventilu vyžaduje měření tlaku v obvodu nárazového mechanismu při izolovaném akumulátoru – ne běžnou kontrolu během provozu, ale statické tlakové zkoušení proti pojistnému ventilu. Nastavte vstupní průtok tak nízko, aby byl omezujícím prvkem právě pojistný ventil; změřte tlak, při němž se zvyšování průtoku zastaví. Pokud je tento tlak nižší než stanovená hodnota nastavení o více než 5 %, je třeba pojistný ventil znovu nastavit nebo vyměnit.

Zpětný ventil: zpětný tok a jeho důsledky

Zpětný ventil obvodového úderového obvodu – umístěný mezi hydraulickou přívodní trubkou a olejovým přípojem akumulátoru – brání vytékání uloženého oleje z akumulátoru zpět do přívodního obvodu, když dojde během cyklu přepínacího ventilu k dočasnému poklesu úderového tlaku. Pokud se tento ventil neprotiúplně uzavře, akumulátor se vybíjí při každém přepnutí ventilu místo toho, aby udržel svůj uložený objem až do dalšího pracovního zdvihu. Výsledkem je, že pracovní zdvih začíná s nižší množstvím uložené energie z akumulátoru, úderová činnost se stává nepravidelnou a zubatý tlakový průběh na manometru je diagnostickým znakem.

Zpětný ventil obvodového promývacího okruhu brání vstupu oleje ze strany rázové části do promývací vodní linky v případě, že se tlak při promývání na chvíli sníží pod tlak návratu rázové části. Pokud tento ventil selže, dochází k kontaminaci promývacího okruhu hydraulickým olejem – což je patrné jako vzhled oleje ve vodě ve vracené promývací vodě. Tato porucha je často nesprávně diagnostikována jako porucha těsnění promývací skříně, protože obě poruchy způsobují výskyt oleje v promývací vodě. Rozdíl spočívá v tom, že porucha těsnění promývací skříně vede k výskytu mléčného hydraulického oleje ve vzorku z odvodňovacího otvoru vrtacího stroje (voda se dostává do oleje), zatímco porucha zpětného ventilu promývacího okruhu vede k výskytu olejové promývací vody a čistého hydraulického oleje ve vzorku z odvodňovacího otvoru (olej se dostává do vody).

Porucha vs. typ ventilu: rychlá průvodní tabulka pro rozlišení

Výměna ústupního ventilu: Nastavení správného tlaku

Vyměna úlevového ventilu bez ověření nastavení po instalaci způsobuje stejný problém o několik měsíců později, pokud nový ventil nebyl předem nastaven na specifikaci. Správný postup: po instalaci se na perkusijní obvod aplikuje řízený průtok s izolovaným akumulátorem; pomalu se zvyšuje tlak, dokud se průtok nezvyšuje. Nahrázněte tlak. Srovnávat se se specifikací (obvykle 200210 bar pro provozní obvod o výkonu 180 barů). Nastavte šroub úlevového ventilu, pokud je nastavitelný, nebo si vyměňte náhradu, která je předem nastavená na specifikaci, pokud je to typ s pevným nastavením.

Uzavírací matice na šroubu pro nastavení pojistného ventilu musí být po každé úpravě nastavené hodnoty plně utažena. Volná uzavírací matice umožňuje šroubu otáčet se pod vlivem vibrací způsobených rázy, čímž dochází k posunu nastavené hodnoty mezi servisními intervaly. Toto je nejčastější příčina posunu nastavené hodnoty pojistného ventilu u vrtacích strojů, u nichž byl pojistný ventil nedávno servisován – nastavení bylo provedeno správně, ale uzavírací matice nebyla plně dotáhnutá.

Výměna zpětného ventilu: čištění před instalací

Hlavním důvodem, proč se zpětné uzavírací ventily po výměně porouchají již po krátké době, je kontaminace obvodu nadřazeného k tomuto ventilu. Částice, které byly příliš velké na to, aby projely porouchaným ventilem, se usadily v nadřazeném potrubí a při prvním tlakovém cyklu dosáhnou nového ventilu. Před instalací náhradního zpětného uzavíracího ventilu je třeba spojovací obvod promýt čistým olejem – a to nejen blok rozvaděče, ale celou délku nadřazeného potrubí. Tímto promytím se odstraní částice, které by jinak během první hodiny provozu pronikly do sedla nového ventilu.

Materiál sedla zpětného ventilu je důležitý v rázových obvodech. Ocelová sedla jsou standardní a postačují při čistém, dobře filtrovaném oleji. V obvodech s doloženou kontaminací nebo s pronikáním abrazivního vody při proplachování (rozpoznatelné podle mléčného zbarvení oleje) odolávají ventily se sedly z nitrilové gumy dopadu částic lépe, než se u nich vytvoří trvalá netěsnost. Po každé události kontaminace vodou při proplachování nahraďte zpětný ventil i kompletní sadu těsnění rázového mechanismu současně – kontaminace, která poškodila zpětný ventil, prošla také těsněními vrtacího válce rázového mechanismu. Společnost HOVOO dodává sady těsnění rázového mechanismu pro všechny hlavní platformy vrtacích kladiv, aby bylo možné provést tuto dvojici výměn během jediné servisní akce. Úplné odkazy na modely najdete na adrese hovooseal.com.