Opas suunta- ja CETOP-venttiileihin

Hydraulijärjestelmissä venttiileillä säädetään paineen ja tilavuusvirran suuruutta sekä ohjataan tilavuusvirran suuntaa.

Suuntaventtiilit

Suuntaventtiileillä ohjataan tilavuusvirran suuntaa ja vaikutetaan tällä tavalla toimilaitteen esimerkiksi hydraulisylinterin tai moottorin liikesuuntaan. Venttiileitä, joiden asentojen määrä on kiinteä, kutsutaan ON/OFF-venttiileiksi. Yleisesti On/OFF-venttiilit ovat joko kaksi tai kolmiasentoisia. 

Venttiileitä, joiden asento on määrä on rajaton, käytännössä portaaton ohjaussignaalin mukaisesti, kutsutaan proportionaali tai servoventtiileiksi. Näiden venttiilien rakenne mahdollistaa suunnan lisäksi myös tilavuusvirran suuruuden ohjaamisen. 

Suuntaventtiileitä voidaan ohjata monella eri tapaa. Yleisimmät ohjaustavat ovat sähköinen ohjaus, lihasohjaus, paineohjaus ja mekaaninen ohjaus. 

Lihasohjaus on useimmiten vipu, jota käyttäjä käyttää venttiilin kytkentäasennon muuttamiseen.  

Sähköohjauksen etuna on se, että venttiilin paikka ei ole sidottu käyttöpaikkaan ja automaation rakentaminen on mahdollista. Sähköohjattuja venttiileitä valmistetaan eri kelajännitteillä. Suomessa yleisimmät kelajännitteet ovat 12 VDC, 24VDC ja 230VAC. 

Suuremmat venttiilit ovat usein hydraulisesti esiohjattuja. Tämä johtuu virtausvoimien kasvamisesta venttiilin läpäisyn kasvaessa, jolloin karan ohjaamiseen tarvittava voima kasvaa. Tällöin käytetään pienempää venttiiliä ohjaamaan isomman venttiilin karaa hydraulipaineen avulla. 

Cetop-venttiilit 

Yleisimmät suuntaventtiilit varsinkin teollisuussovelluksissa, mutta yhä useammin myös liikkuvassa kalustossa, ovat niin kutsuttuja CETOP-venttiileitä. CETOP-venttiilit ovat standardoituja (ISO 4401) hydrauliikan suuntaventtiileitä ja lisäventtiileitä, jotka asennetaan erillisille pohjalaatoille tai lohkoille. Cetop-venttiileitä voidaan kutsua myös sähköventtiileiksi tai väliasenteisiksi venttiileiksi. 

Cetop-venttiilien kanssa yhtenevä merkintä on NG/NS, joka tulee saksalaisesta DIN 24340 -standardista ja viittaa nimelliseen porttikokoon millimetreinä, esimerkiksi NG6 venttiilin liitäntä vastaa Cetop 3 venttiilin liitäntää. 

Cetop venttiileiden suurin etu on standardoitu liitäntä: Kaikkien saman CETOP-koon venttiilien öljykanavien paikat ja pulttijako ovat samanlaisia kaikilla valmistajilla. Rikkoontuneen venttiilin tilalle voi tarvittaessa vaihtaa toisen merkin vastaavaan venttiilin ilman putki- tai laattamuutoksia. Huomaa kuitenkin, että venttiileissä on laatueroja, vaikka liitäntä onkin samanlainen. 

Toinen etu Cetop-venttiileissä on laaja valikoima erilaisia väliasenteisia paine, lukko- ja virtausventtiileitä sekä asennuslaattoja, joilla venttiilit saadaan pakattua pieneen tilaan kustannustehokkaasti. 

Huomaa, vielä että CETOP-koko ei kerro, mitä venttiili tekee. Se kertoo venttiilin kiinnitysrajapinnan. Se määrittää, missä P-, T-, A- ja B-portit sijaitsevat, mihin kiinnitysreiät tulevat ja minkä kokoisia ne ovat. Esimerkiksi Cetop 3-suuntaventtiileitä löytyy kaksi tai kolmiasentoisina ja useilla vaihtoehtoisilla karoilla. 

CETOP-koot

Yleisimmät Cetop-venttiilien koot ovat Cetop 3 ja Cetop 5. Alla näet Cetop 2, Cetop 3 ja Cetop 5 venttiilin pohjakuvion  sekä taulukon, jossa on eri Cetop-kokojen tyypilliset virtausarvot.

 

CETOP-koko	NG/NS-koko	Suurin virtaus (l/min)	Tyypillinen käyttökohde
CETOP 2	NG4	Enintään 30	työstökoneet, pienet koneikot
CETOP 3	NG6	Enintään 80	Yleisin peruskoko: useimmat teollisuuden ja liikkuvan kaluston hydraulipiirit
CETOP 5	NG10	Yksivaiheinen enintään 120; kaksivaiheinen enintään 160	Suuremmat sylinterit, raskaampi kalusto, teolisuuden järjestelmät
CETOP 7	NG16	Enintään 300	Raskaan teollisuuden koneet, suuremmat puristimet
CETOP 8	NG25	Enintään 700	Suuret puristimet, meri- ja raskaan teollisuuden laitteistot

 

Tarvittava venttiilikoko määräytyy ensisijaisesti virtauksen perusteella. 

Jos venttiili on liian pieni, seurauksena on suurempi painehäviö, lämmöntuotto ja toimilaitteiden hitaampi toiminta. Jos venttiili taas on ylimitoitettu, maksat kapasiteetista, jota et koskaan käytä, ja samalla osa säätötarkkuudesta voi kadota. 

Yksittäiset valmistajat ilmoittavat omat raja-arvonsa näiden vaihteluvälien sisällä. Raja-arvo riippuu usein esimerkiksi venttiilin toiminnosta. Tarkista aina kyseisen venttiilimallin datalehti. Huomaa myös, että venttiilin koko ja paineenkesto ovat toisistaan riippumattomia valintoja. 

Esimerkiksi valinta Cetop 3 vs. Cetop 5

Tämä on käytännössä se valinta, jonka useimmat joutuvat tekemään, sillä nämä kaksi kokoa kattavat yhdessä suurimman osan teollisuuden hydraulipiireistä. 

Valitse Cetop 3, kun piirisi virtaus on selvästi alle 80 l/min. Se on yleisimmin varastossa pidetty koko, edullisin hankkia ja kooltaan pienin. Lisäksi siitä on saatavana erittäin laaja valikoima karavaihtoehtoja, jänniteversioita ja väliasenteisia venttiileitä suoraan varastosta. Jos virtaus on lähellä kokoluokan ylärajaa, tarkista painehäviökäyrät ennen valintaa. Valitse Cetop 5, kun virtaus ylittää sen, mitä Cetop 3 pystyy läpäisemään ilman liian suurta painehäviötä. 

Mitä karan keskiasennon vaihtoehtoja on ja miksi niillä on merkitystä? 

4/3-venttiilissä (neljä porttia, kolme asentoa) keskiasento määrittää, mitä tapahtuu venttiilin ollessa lepoasennossa. Tämä on erittäin oleellinen tieto venttiiliä vaihdettaessa, alla yleisimmät 4/3-venttiilin keskiasennot: 

Suljettu keskiasento

P, T, A ja B ovat kaikki suljettuina.

Toimilaite lukittuu hydraulisesti ja pumpun paine säilyy järjestelmässä. Tämä on tyypillinen valinta silloin, kun kuorma täytyy pitää paikallaan, mutta toimilaitteeseen ei kohdistu ulkoisia voimia lepotilassa. 

Vapaakierto-keskiasento 

P on yhteydessä T ja A sekä B ovat suljettuina. 

Toimilaite pitää asemansa samalla kun pumpun virtaus puretaan takaisin säiliöön. Tämä säästää energiaa ja vähentää lämmöntuottoa vakiotilavuuspumpuilla varustetuissa yhden toimilaitteen järjestelmissä. 

Avoin keskiasento 

Kaikki portit ovat yhteydessä toisiinsa. 

Pumpun virtaus kiertää vapaasti takaisin säiliöön eikä järjestelmään muodostu painetta. 

Kelluva keskiasento

A, B ja T ovat yhteydessä toisiinsa ja P on suljettu. 

Toimilaite voi liikkua vapaasti ulkoisen voiman vaikutuksesta. Tätä käytetään esimerkiksi silloin, kun työlaitteen täytyy seurata maanpinnan muotoja.