Hydrauliikka

Letkurikkoventtiili - Hydrauliikka osa 18

Letkurikkoventtiili on yksinkertaisimmillaan taakkaa kannattelevan sylinterin paineliitäntään asennettava holkkimainen venttiili, jonka on tarkoitus lukkiutua katkeavan letkun aiheuttaman suuren virtauksen seurauksena.

Traktorin peräkärryn kippisylinteri on mitä todennäköisin paikka löytää pieni holkkimainen letkurikkoventtiili. Venttiili on kiinnitetty kippisylinterin alapäähän letkun ja sylinterin väliin. Letkurikkoventtiili on suunniteltu sulkeutumaan, kun öljy yhtäkkiä virtaa voimakkaasti sylinteristä poispäin.

Venttiilin holkkimainen runko pitää sisällään reiällisen patruunan, jonka läpi öljy normaalisti virtaa. Patruunan sylinterinpuoleisessa päässä on läppä, joka pysyy jousen voimalla auki.

Patruunan ja läpän välinen rako on säädetty siinä määrin ahtaaksi, että se aiheuttaa kuristuksen virtaavalle öljylle. Tästä seuraa paine-ero kuristuksen kohdalle, jolloin ennen kuristusta on korkeampi paine ja kuristuksen jälkeen matalampi paine. Tämä paine-ero kasvaa virtauksen kasvaessa.

Kun paine-ero tulee virtauksen kiihtyessä riittävän suureksi, ei jousi kykene pitämään läppää auki, jolloin läppä painuu virtauksen mukana reiällistä patruunaa vasten tukkien reiät. Venttiili lukittuu ja virtaus katkeaa. Tässä mielessä venttiilin toiminta on läheistä sukua takaiskuventtiileille.

Kuinka letkurikkoventtiili tulisi säätää?

Letkurikkoventtiilin perusidea on, että se sulkee vain sellaisen virtauksen, joka on normaalia suurempi. Katkeava letku aiheuttaa suurimman mahdollisen virtauksen. Valitettavasti normaali virtaus riippuu monista laitekohtaisista tekijöistä, kuten letkujen ja venttiilien kanavien läpimitasta tai järjestelmässä olevan öljyn viskositeetista.

Siksi jokaisen venttiilin sulkeutuminen on aina asennettaessa pakko säätää tapahtumaan kyseisessä järjestelmässä esiintyvän suurimman normaalin paluuvirtauksen mukaan. Lisäksi sulkeutumisarvo on asetettava suhteellisen korkealle, jotta käyttölämpötilasta johtuva öljyn viskositeetin muutos tulisi huomioitua.

Kylmempi öljy virtaa kuristuksessa huonommin, joten paine-ero on jäykällä öljyllä aina suurempi kuin notkealla. Letkurikkoventtiili on mitoitettava siten, että se riittää myös talvioloissa ja on hyvä olla varovainen, ettei tule valinneeksi liian pientä venttiiliä.

Pienikokoinen venttiili antaa suppeamman säätöalueen kuin isompi. Pieni venttiili reagoi virtauksen nousuun nopeammin ja on jo siksi vaikeammin säädettävä kuin suurempi.

Säätöä varten on oma työkalu

Venttiilin säätö tapahtuu pienentämällä läpän ja patruunan välistä rakoa. Tätä varten patruunan toisella puolella on mutteri, jota kiristämällä läppä tulee lähemmäksi patruunaa.

Työn helpottamiseksi on saatavana erityinen työkalu, jonka sakarat sopivat patruunan reikiin. Sen avulla patruunan kiertäminen ulos venttiilin holkkimaisen rungon sisältä on helpompaa kuin esimerkiksi lukkorengaspihtien avulla.

Letkurikkoventtiiliä on vaikea asettaa tarkasti haluttuun säätöön ja parhaaseen lopputulokseen pääsee ainoastaan kokeilemalla mahdollisimman kylmässä ilmassa eri säätöjä niin kauan, että oikea asetus löytyy.

Säätötaulukot erikokoisille venttiileille löytyvät venttiilivalmistajan tai myyjän esitteestä tai nettisivulta. Öljyn lämpötila näissä taulukoissa on yleensä 40 tai 50 astetta, joten talvikäyttöä ajatellen sopiva säätö edellyttää suurempaa rakoa läpän ja patruunan väliin.

Riittääkö letkurikkoventtiilin antama turva?

Kuristukseen perustuva letkurikkoventtiili on kaukana optimaalisesta ratkaisusta. Se on kuitenkin kaikkein halvin ratkaisu ja lisäksi äärimmäisen helppo asentaa ja siksi standardiratkaisu monissa yksinkertaisissa hydraulisissa koneistoissa.

Venttiilin tarjoama turvallisuuslisä on vain osittainen, sillä venttiili ei pysty tunnistamaan kuin täydellisen letkun katkeamisen tai hyvin suuren vuodon. Jos venttiilin läpi menevä virtaus vastaa normaalia laskevan liikkeen aikana esiintyvää virtausta, venttiili ei sulkeudu, vaikka syynä olisi reikä letkussa tai muu vika. Taakka voi näin laskeutua vaarallisen nopeasti sekä huomaamatta.

Toinen ongelma on seurausta siitä, että venttiiliä ei voi millään turvallisella tavalla päästää auki. Jos venttiili pääsee sulkeutumaan liian tiukan säädön seurauksena sylinterin liikkeen yläpäässä, on kuorman laskeminen turvallisesti takaisin alas vaikeaa.

Käytännössä syntynyt tilanne on ratkaistava siten, että kuorma tuetaan ja venttiilin ja sylinterin välissä olevaa liitosta löysätään ja annetaan öljyn päästä sitä kautta ulos. Paine-ero venttiilin tulo- ja menopuolien välillä nollaantuu ja venttiili aukeaa. Menettely sisältää tietysti huomattavia riskejä.

Turvallinen toiminta edellyttää luonnollisesti taakan kannattelemista esimerkiksi jollain toisella nostotarkoituksiin soveliaalla koneella. Siitä huolimatta paineenalaisen liitoksen löysääminen on huono työtapa.

Letkurikon jälkeen taakan pystyy laskemaan vasta sen jälkeen, kun laitteeseen on ensin asennettu uusi letku, jotta venttiili saadaan avautumaan pumpun tuottamalla paineella.

Letkurikkoventtiili on usein laitteeseen kuuluva turvavaruste, joten sitä ei saa poistaa. Kuristukseen perustuvan letkurikkoventtiilin voi tietysti useimmissa tapauksissa korvata vastapaineventtiilillä, joka on sekä turvallisempi että toimivampi ratkaisu.

Kuvat: Jussi Laukkanen

Kiinnostuitko aiheista?