Wielkość, gabaryty szybkozłącza – informacje w pigułce!

Co właściwie oznacza „rozmiar szybkozłącza”?

Określenie „rozmiar szybkozłącza” jest niejednoznaczne. W dokumentacji technicznej możemy spotkać kilka różnych parametrów opisujących wielkość złącza i każdy z nich mówi o czymś innym. Najważniejsze to:

• DN lub NW – średnica nominalna przepływu,

• G1/4", G3/8", G1/2" itd. – wielkość przyłącza gwintowanego,

• 6, 8, 10, 12 mm itd. – często średnica przewodu współpracującego ze złączem,

• średnica zewnętrzna korpusu – rzeczywisty gabaryt mechaniczny szybkozłącza,

• długość całkowita – wymiar potrzebny przede wszystkim podczas projektowania zabudowy,

• SW lub CH – rozmiar sześciokąta pod klucz.

Nie można tych wartości stosować zamiennie. Przykładowo szybkozłącze pneumatyczne Riegler DN 7,2 może występować w wariancie z gwintem G3/8", a jego długość wynosi około 45 mm. Ta sama rodzina DN 7,2 dostępna jest również w wykonaniu przeznaczonym do przewodu 6 mm, którego długość wynosi około 58 mm. Oznacza to, że ta sama średnica nominalna przepływu może występować przy różnych przyłączach i różnych gabarytach zewnętrznych.

DN i NW szybkozłącza – co oznaczają?

Jednym z najważniejszych parametrów przy wyborze szybkozłącza jest średnica nominalna, oznaczana jako DN albo NW. W odniesieniu do szybkozłączy jest to wielkość charakteryzująca przekrój przepływowy danego systemu. Nie należy jednak interpretować jej jako dokładnego pomiaru suwmiarką jednego konkretnego otworu wewnątrz szybkozłącza. Przykładowe oznaczenia to:

• NW 2,7,

• NW 5,

• NW 7,2,

• DN 7,6,

• DN 7,8,

• NW 10,

• NW 12,

• DN 19.

Im większa nominalna średnica przepływu, tym zasadniczo większą ilość medium może przetransportować szybkozłącze przy określonym dopuszczalnym spadku ciśnienia. Nie jest to jednak zależność, którą można oceniać wyłącznie na podstawie DN – znaczenie ma również geometria wewnętrzna, konstrukcja zaworu oraz sposób odcinania medium. Dlatego dwa szybkozłącza o podobnym DN mogą mieć różne parametry przepływowe.

DN szybkozłącza nie jest tym samym co rozmiar gwintu

To jeden z najważniejszych punktów przy doborze. Możemy mieć przykładowo szybkozłącze DN 7,2 – G1/4" ale również DN 7,2 – G3/8" albo DN 7,2 – G1/2". W każdym przypadku część szybkozłączna może należeć do tego samego systemu DN 7,2, podczas gdy zmienia się jedynie sposób podłączenia do instalacji. W ofercie Pneumat System szybkozłącza NW 7,2 występują m.in. z przyłączami gwintowanymi w zakresie od niewielkich rozmiarów do G1/2", jak również w wersjach przeznaczonych do montażu na przewodach o różnych średnicach. Dlatego prawidłowy proces doboru powinien wyglądać następująco: najpierw ustalamy wymaganą wydajność i system szybkozłącza, a dopiero później dobieramy odpowiednie przyłącze gwintowane lub końcówkę do przewodu. Odwrotna procedura – „mam gwint G1/4", więc kupuję dowolne szybkozłącze G1/4"” – może zakończyć się dobraniem elementu o niewłaściwym przepływie lub niekompatybilnym profilu wtyku.

Średnica przewodu również nie określa jednoznacznie rozmiaru szybkozłącza

Kolejne częste nieporozumienie dotyczy przewodów pneumatycznych. Jeżeli instalacja wykorzystuje przewód 8 mm, nie oznacza to, że należy szukać „szybkozłącza 8 mm” w znaczeniu średnicy nominalnej. Wartość 8 mm może oznaczać na przykład średnicę zewnętrzną przewodu poliuretanowego, średnicę końcówki wtykowej, średnicę króćca czy w niektórych konstrukcjach – inny parametr montażowy. Sama średnica nominalna szybkozłącza może być zupełnie inna. Dlatego opis techniczny powinien być zawsze czytany w całości.

Jakie rozmiary szybkozłączy pneumatycznych występują w praktyce?

Nie istnieje jedna uniwersalna seria rozmiarów wspólna dla wszystkich producentów i wszystkich profili. W typowej pneumatyce przemysłowej można jednak spotkać m.in. następujące wielkości:

Powyższa tabela ma charakter orientacyjny. O właściwym zastosowaniu decydują parametry konkretnej serii. W ofercie Pneumat System dla standardowych konstrukcji pneumatycznych spotykany jest zakres obejmujący m.in. NW 2,7, 5, 7,2, 7,8, 10 i 12.

NW 2,7 – kiedy potrzebne jest miniaturowe szybkozłącze?

Szybkozłącza NW 2,7 wykorzystuje się przede wszystkim tam, gdzie priorytetami są niewielkie gabaryty, ograniczona przestrzeń montażowa, mały ciężar oraz umiarkowane zapotrzebowanie na medium. Mogą pojawiać się w aparaturze kontrolnej, niewielkich urządzeniach automatyki, stanowiskach laboratoryjnych lub kompaktowych układach pneumatycznych. W ofercie Pneumat System rozwiązania NW 2,7 dostępne są m.in. z przyłączami M5 i G1/8" oraz przyłączami dostosowanymi do niewielkich przewodów. Ich zaletą jest mała masa i niewielkie gabaryty, ale ograniczony przekrój sprawia, że nie powinny być wykorzystywane do zasilania odbiorników wymagających bardzo dużego chwilowego przepływu.

NW 5 – kompromis pomiędzy gabarytem a przepływem

Kolejną wielkością jest NW 5. Szybkozłącza tej wielkości dobrze sprawdzają się w niewielkich instalacjach pneumatycznych, gdzie NW 2,7 staje się zbyt małe, ale zastosowanie dużego przemysłowego korpusu byłoby niepotrzebne. W zależności od wykonania mogą współpracować z gwintami od G1/8" do G3/8" i przewodami o kilku różnych średnicach. Znajdują zastosowanie m.in. w automatyce maszyn, niewielkich narzędziach pneumatycznych, układach pomiarowych, stanowiskach technologicznych oraz urządzeniach mobilnych.

NW 7,2 – najpopularniejszy rozmiar w pneumatyce

Rozmiar NW 7,2 jest szczególnie często spotykany w typowych instalacjach warsztatowych i przemysłowych. Powód jest prosty: oferuje korzystny kompromis pomiędzy przepływem, masą, wymiarami, wytrzymałością, ergonomią i dostępnością wariantów przyłączeniowych. W zależności od producenta i konstrukcji szybkozłącza NW 7,2 mogą obsługiwać przepływy rzędu około 1000 l/min lub więcej, ale wartości należy zawsze porównywać przy identycznych warunkach pomiarowych. Przykładowe szybkozłącze Riegler DN 7,2 dostępne w ofercie Pneumat System ma deklarowany przepływ 1000 l/min określony przy ciśnieniu 6 bar i spadku ciśnienia Δp = 0,5 bar. To bardzo ważna informacja: samej liczby l/min nie wolno porównywać bez uwzględnienia warunków, w jakich została wyznaczona.

DN 7,6 i DN 7,8 – dlaczego różnica kilku dziesiątych milimetra może mieć znaczenie?

Na pierwszy rzut oka różnica między 7,2 mm, 7,6 mm i 7,8 mm wydaje się minimalna. Nie należy jednak zakładać, że takie szybkozłącza są wzajemnie wymienne. Średnica nominalna jest tylko jednym z parametrów systemu. O kompatybilności decyduje również geometria wtyku, długość części prowadzącej, położenie rowka blokującego oraz standard lub profil połączenia. Dobrym przykładem systemu o wysokiej przepustowości jest CEJN seria 320. Wariant DN 7,6 dostępny w Pneumat System posiada nominalną średnicę przepływu 7,6 mm, maksymalne ciśnienie robocze 16 bar oraz deklarowany przepływ 2250 l/min. Pokazuje to, dlaczego ocenianie wydajności wyłącznie po średnicy gwintu byłoby błędem.

NW 10 i NW 12 – kiedy standardowe szybkozłącze staje się ograniczeniem?

W przypadku dużych odbiorników sprężonego powietrza zapotrzebowanie chwilowe może wynosić kilka tysięcy litrów na minutę. Dotyczy to między innymi dużych kluczy pneumatycznych, narzędzi udarowych, urządzeń do obróbki powierzchni, przedmuchu dużymi dyszami, piaskowania, mobilnych urządzeń przemysłowych oraz instalacji technologicznych. W takich przypadkach szybkozłącze NW 7,2 może okazać się elementem ograniczającym układ i warto rozważyć większy przekrój – np. NW 10 albo NW 12. Pneumat System wskazuje NW 12 jako rozwiązanie stosowane tam, gdzie wymagane są szczególnie wysokie przepływy; dostępne są m.in. przyłącza G1/2" i G3/4".

Dlaczego większe szybkozłącze może zapewnić większy przepływ?

Jednym z powodów jest większy przekrój wewnętrzny kanału przepływowego. Im większa średnica kanału, tym większa jest powierzchnia, przez którą może przepływać sprężone powietrze.

W praktyce przy doborze szybkozłącza należy więc sprawdzać nie tylko jego średnicę nominalną DN lub NW, lecz przede wszystkim rzeczywisty przepływ podany przez producenta w l/min oraz spadek ciśnienia przy określonym przepływie. Najprościej:

większa średnica → większe pole przekroju → mniejsze ograniczenie przepływu → możliwość uzyskania większego przepływu przy mniejszym spadku ciśnienia.

Co się dzieje, gdy szybkozłącze jest za małe?

Zbyt małe szybkozłącze działa jak lokalne przewężenie instalacji. Powoduje przede wszystkim:

• Większy spadek ciśnienia

  Jeżeli odbiornik pobiera dużo powietrza, ciśnienie przed szybkozłączem może być znacznie wyższe niż za nim. Przykładowo: sprężarka / sieć: 7 bar, po przewodzie: 6,7 bar za zbyt małym szybkozłączem podczas pracy: 5,8 bar. Do narzędzia nie dociera więc ciśnienie, którego oczekuje operator.

• Spadek mocy narzędzia pneumatycznego

  Narzędzie może pracować wolniej osiągać niższy moment, mieć problem z utrzymaniem obrotów, wydłużać czas operacji. Typowym błędem jest wtedy podnoszenie ciśnienia na reduktorze, mimo że przyczyną problemu jest opór przepływu instalacji.

• Większe zużycie energii

  Jeżeli instalacja wymaga podwyższenia ciśnienia zasilającego tylko po to, aby skompensować straty generowane przez zbyt małe elementy, zwiększa się zapotrzebowanie energetyczne sprężarki.

• Większa prędkość przepływu

  W przewężeniu wzrasta prędkość medium. Towarzyszyć temu mogą dodatkowe turbulencje, hałas i straty energetyczne.

Czy zawsze warto wybierać największe szybkozłącze?

Nie. Przewymiarowanie również nie jest optymalnym rozwiązaniem. Duże szybkozłącze oznacza zazwyczaj większy korpus, większą masę, większy koszt, większe obciążenie przewodu, więcej miejsca potrzebnego podczas montażu. W przypadku ręcznych narzędzi pneumatycznych szczególnie istotna jest masa elementów znajdujących się bezpośrednio przy rękojeści. Ciężkie szybkozłącze wraz z grubym przewodem może pogorszyć ergonomię stanowiska nawet wtedy, gdy pod względem przepływu rozwiązanie jest doskonałe. Zasada nie powinna więc brzmieć „wybieraj największe dostępne szybkozłącze” lecz: „wybieraj najmniejsze szybkozłącze, które zapewnia wymagany przepływ przy akceptowalnym spadku ciśnienia i odpowiednim zapasie eksploatacyjnym”.

Przepływ jest ważniejszy niż sama średnica

Sama wartość DN lub NW nie mówi jeszcze dokładnie, ile sprężonego powietrza przepłynie przez szybkozłącze. Dwa szybkozłącza o podobnej średnicy nominalnej mogą mieć inną budowę wewnętrzną, a przez to różną przepustowość. Dlatego podczas doboru warto sprawdzać przede wszystkim rzeczywisty przepływ podawany przez producenta, najczęściej w l/min, oraz odpowiadający mu spadek ciśnienia. Spadek ciśnienia można zapisać prostym wzorem:

Δp = p₁ − p₂

gdzie:

• Δp – spadek ciśnienia na szybkozłączu,

• p₁ – ciśnienie przed szybkozłączem,

• p₂ – ciśnienie za szybkozłączem.

Przykład: Jeżeli przed szybkozłączem ciśnienie wynosi p₁ = 6,5 bar, a za szybkozłączem podczas przepływu p₂ = 6,0 bar, to Δp = 6,5 − 6,0 = 0,5 bar. Oznacza to, że na szybkozłączu występuje spadek ciśnienia równy 0,5 bar. Im większy przepływ próbujemy uzyskać przez dane szybkozłącze, tym zazwyczaj większy staje się spadek ciśnienia. Dlatego producent może podawać na przykład:

przepływ: 1000 l/min przy ciśnieniu zasilania 6 bar i spadku ciśnienia Δp = 0,5 bar.

Taki zapis oznacza, że przez szybkozłącze przepływa 1000 litrów powietrza na minutę, a podczas tego przepływu ciśnienie po stronie wylotowej jest o 0,5 bar niższe niż przed szybkozłączem. Przykładowo p₁ = 6,0 bar, Δp = 0,5 bar, więc p₂ = 6,0 − 0,5 = 5,5 bar. Za szybkozłączem pozostaje więc około 5,5 bar. To właśnie dlatego sama informacja „DN 7,2” nie wystarcza do oceny wydajności szybkozłącza. Znacznie więcej mówi informacja:

DN 7,2 – przepływ 1000 l/min przy Δp = 0,5 bar.

Pozwala ona ocenić nie tylko wielkość szybkozłącza, ale również to, jak duży przepływ jest ono w stanie zapewnić przy określonej stracie ciśnienia. W praktyce przy porównywaniu dwóch szybkozłączy należy więc zwrócić uwagę na trzy wartości:

• Q – przepływ [l/min]

• p₁ – ciśnienie przed szybkozłączem [bar]

• Δp – spadek ciśnienia na szybkozłączu [bar]

Najkorzystniejsze jest szybkozłącze, które przy wymaganym przepływie Q powoduje możliwie mały spadek ciśnienia Δp. Przykładowo, jeżeli dwa szybkozłącza przy przepływie 1000 l/min mają następujące parametry:

• szybkozłącze A: Δp = 0,2 bar,

• szybkozłącze B: Δp = 0,7 bar,

to szybkozłącze A stawia mniejszy opór przepływającemu powietrzu i powoduje mniejsze straty ciśnienia. Dlatego przy doborze nie należy kierować się wyłącznie zasadą „większe DN = lepsze szybkozłącze”. Ostatecznie najważniejsza jest rzeczywista charakterystyka przepływowa konkretnego modelu, czyli informacja, jaki przepływ można uzyskać przy określonym spadku ciśnienia.

Dlaczego należy sprawdzać warunki, dla których podano przepływ?

Załóżmy, że producent A podaje 1000 l/min a producent B 1800 l/min. Nie oznacza to automatycznie, że drugi produkt ma prawie dwukrotnie większą wydajność. Przepływy mogły zostać podane dla różnych ciśnień zasilania, dopuszczalnych Δp, warunków normalizacji, konfiguracji zaworów. Dlatego prawidłowe porównanie musi być wykonywane przy porównywalnych warunkach pomiarowych.

Wąskie gardło instalacji – największe szybkozłącze nie naprawi małego przewodu

Cały tor zasilania trzeba analizować jako system:

sprężarka → zbiornik → uzdatnianie → instalacja → zawory → przewód → szybkozłącze → wtyk → odbiornik.

Jeżeli zastosujemy duże szybkozłącze, ale przewód o zbyt małej średnicy, to ograniczeniem pozostanie przewód. Analogicznie duży przewód, duży gwint, ale małe szybkozłącze, oznacza, że wąskim gardłem stanie się właśnie szybkozłącze. Najlepiej projektować średnice elementów tak, aby zachować możliwie równomierną przepustowość całego toru.

Czy gwint G1/2" oznacza większy przepływ niż G1/4"?

Nie zawsze. Większy gwint umożliwia zaprojektowanie większego kanału, ale jeżeli wewnątrz szybkozłącza pozostaje mały zawór i mały profil wtyku, rzeczywistym ograniczeniem nadal będzie konstrukcja szybkozłącza. Dobrym przykładem są szybkozłącza Aignep DN 7,8, które mogą występować zarówno z gwintami mniejszymi, jak i np. G1/2". Wariant G1/2" nie staje się przez to szybkozłączem DN 12 – wielkość przyłącza i nominalny rozmiar części szybkozłącznej pozostają oddzielnymi parametrami.

Rozmiar szybkozłącza a gabaryty zewnętrzne

Projektant maszyny nie może analizować wyłącznie przepływu. Trzeba również sprawdzić długość całkowitą, maksymalną średnicę korpusu, rozmiar tulei, przestrzeń potrzebną do obsługi, SW/CH, promień gięcia przewodu.

Przykładowo szybkozłącze hydrauliczne lub szybkozłącze suchoodcinające dużej średnicy może mieć korpus o średnicy kilkudziesięciu milimetrów. Dla porównania dostępne w ofercie Pneumat System szybkozłącze CEJN DN 19 serii 767 ma zewnętrzną średnicę około 52 mm, długość około 79–82 mm i przyłącze G1". Jest to już zupełnie inna klasa gabarytowa niż kompaktowe szybkozłącza pneumatyczne.

Dlaczego tuleja szybkozłącza potrzebuje wolnej przestrzeni?

W wielu konstrukcjach operator rozłącza szybkozłącze poprzez przesunięcie tulei. Jeśli element zostanie zabudowany bezpośrednio przy ścianie, między innymi komponentami, wewnątrz wąskiej obudowy, może się okazać, że fizycznie nie ma dostępu do tulei umożliwiający jej obsługę. Dlatego przy projektowaniu przestrzeni montażowej warto uwzględniać nie tylko statyczny obrys CAD, ale również przestrzeń niezbędną do swobodnego operowania dłonią przez operatora.

Rozmiar klucza SW/CH również ma znaczenie

Parametry SW i CH określają szerokość części sześciokątnej (pod klucz) służącej do dokręcania. Jest to ważne podczas projektowania zwartej zabudowy, montażu obok siebie wielu szybkozłączy, planowania dostępu serwisowego. Przykładowo szybkozłącze Riegler DN 7,2 G3/8" ma SW 22, natomiast dla konkretnego rozwiązania Aignep DN 7,8 z gwintem G1/4" podawany jest sześciokąt CH 19.

Profil szybkozłącza jest równie ważny jak jego wielkość

Dwa wtyki mogą wyglądać bardzo podobnie i mieć zbliżoną nominalną średnicę, ale nie być kompatybilne. Przed zakupem należy sprawdzić serię, profil, standard, oznaczenie producenta, zgodność gniazda i wtyku. Nie zaleca się dobierania części metodą „średnica wygląda podobnie, więc prawdopodobnie będzie pasowała”. Błędne połączenie może:

• w ogóle się nie zatrzasnąć,

• zatrzasnąć się nieprawidłowo,

• powodować nieszczelność,

• uszkodzić uszczelnienie,

• przypadkowo się rozłączyć.

Rozmiar szybkozłącza a bezpieczeństwo

W pneumatyce przemysłowej rozmiar nie jest jedynym kryterium. Coraz większe znaczenie mają szybkozłącza bezpieczne, które ograniczają gwałtowne uwolnienie energii podczas rozłączania. W ofercie Pneumat System znajdują się m.in. rozwiązania bezpieczne CEJN, Riegler oraz Aignep. Przykładem jest seria CEJN 320 DN 7,6 czy szybkozłącza Riegler z kontrolowanym upustem ciśnienia. Przy instalacjach o większych średnicach zagadnienie to jest szczególnie istotne, ponieważ rośnie ilość zgromadzonego w przewodzie sprężonego powietrza.

Szybkozłącza jednostronnie i obustronnie odcinające – czy mają ten sam przepływ?

Nie. W szybkozłączu jednostronnie odcinającym zawór znajduje się w gnieździe. W rozwiązaniu obustronnie odcinającym zawory znajdują się po obu stronach połączenia, dzięki czemu po rozłączeniu medium zostaje zatrzymane zarówno od strony instalacji, jak i odbiornika. Dodatkowe elementy wewnętrzne zajmują jednak część przekroju przepływowego. Dobrym przykładem są dane produktów Riegler DN 7,2 dostępnych w Pneumat System:

• wersja jednostronnie odcinająca może osiągać deklarowany przepływ 1000 l/min,

• przykładowa wersja obustronnie odcinająca tej samej klasy DN ma deklarowany przepływ 700 l/min,

przy warunkach podanych przez producenta. Pokazuje to bardzo dobrze, dlaczego DN nie pozwala samodzielnie określić rzeczywistej wydajności.

Rozmiary szybkozłączy w hydraulice – dlaczego zasady są inne?

W hydraulice dobór szybkozłącza wygląda inaczej niż w pneumatyce. Medium jest praktycznie nieściśliwe, a ciśnienia mogą wynosić kilkadziesiąt bar, kilkaset bar, w specjalistycznych systemach nawet około 1000 bar. Duże znaczenie mają wtedy dopuszczalne ciśnienie, ciśnienie impulsowe, ciśnienie rozerwania, przepływ oleju, lepkość cieczy, straty ciśnienia, odporność mechaniczna, technika rozłączania, ilość wycieku podczas rozłączania.

Co ciekawe, szybkozłącze wysokociśnieniowe wcale nie musi mieć dużej średnicy nominalnej. Przykładem jest dostępny w ofercie Pneumat system CEJN serii 115 przeznaczony do bardzo wysokich ciśnień. Wariant DN 2,5 posiada nominalną średnicę przepływu 2,5 mm, maksymalne ciśnienie robocze do 1000 bar i przepustowość 6 l/min. To bardzo dobrze pokazuje fundamentalną zasadę duże ciśnienie nie oznacza automatycznie dużego DN.

Szybkozłącza suchoodcinające – większe gabaryty, ale szczególne możliwości

W systemach cieczowych, chłodniczych i hydraulicznych często stosuje się szybkozłącza typu dry-break tj. suchoodcinające. Ich zadaniem jest ograniczenie wycieku medium podczas rozłączania. Zwykle posiadają zawory po obu stronach, dlatego ich konstrukcja może być większa i cięższa niż standardowego szybkozłącza pneumatycznego. W ofercie Pneumat System znajdują się m.in. rozwiązania CEJN tej klasy. Przykładowa seria DN 19 może osiągać przepływ wody około 306 l/min, przy maksymalnym ciśnieniu roboczym 20 bar.

CEJN – duży nacisk na przepływ i bezpieczeństwo

Oferta CEJN obejmuje rozwiązania o bardzo różnej skali – od kompaktowych złączy po systemy wysokociśnieniowe i suchoodcinające. Przy wyborze produktów CEJN szczególną uwagę warto zwracać na nominalny przepływ, DN, profil, ciśnienie, sposób rozłączania, funkcję bezpieczeństwa, materiał, rodzaj uszczelnienia. Przykładowa seria 320 DN 7,6 pokazuje, że odpowiednio zoptymalizowana geometria może zapewnić bardzo duży przepływ przy nadal umiarkowanych wymiarach złącza.

Riegler – szeroka gama klasycznych rozmiarów przemysłowych

Riegler oferuje m.in. klasyczne szybkozłącza pneumatyczne DN 7,2 oraz odmiany bezpieczne i z kontrolowanym odpowietrzaniem. W praktyce jest to dobry przykład producenta, u którego w ramach jednego nominalnego rozmiaru można dobrać różne gwinty, wersje do przewodów, różne materiały, jednostronne lub obustronne odcięcie, wykonania bezpieczne. Dzięki temu DN można dobrać pod wymagany przepływ, a rodzaj przyłącza niezależnie pod konstrukcję instalacji.

Aignep – szybkozłącza i kompletna technika przyłączeniowa

Aignep posiada rozbudowane portfolio pneumatyczne obejmujące m.in. szybkozłącza, szybkozłącza bezpieczne, złączki pneumatyczne, armaturę gwintowaną, zawory, system przygotowania sprężonego powietrza, systemy rurowe. Dzięki temu możliwe jest projektowanie całej linii przyłączeniowej jako spójnego systemu:

instalacja → gwint → złączka → przewód → szybkozłącze → odbiornik.

Przy szybkich połączeniach pneumatycznych spotykane są m.in. konstrukcje DN 7,8 w różnych wariantach gwintowych.

Eisele – kiedy liczy się kompaktowość i technika przyłączeniowa

Eisele specjalizuje się w przemysłowej technice przyłączeniowej do zastosowań obejmujących m.in. pneumatykę, hydraulikę, układy chłodzenia, złącza wielofunkcyjne. W ofercie znajdują się również rozwiązania metalowe i multizłącza pozwalające prowadzić kilka mediów lub połączeń w jednym interfejsie. W takich aplikacjach dobór rozmiaru przestaje być wyłącznie problemem przepływu. Istotna staje się gęstość zabudowy – czyli liczba kanałów, które można zmieścić na określonej powierzchni urządzenia. Przy automatyzacji stanowisk produkcyjnych często właśnie ten czynnik decyduje o wyborze rozwiązania.

Festo – szybkozłącza w systemie automatyki pneumatycznej

Festo oferuje technikę przyłączeniową jako część kompletnego systemu automatyki. Dobrym przykładem pokazującym relację pomiędzy rozmiarem a wydajnością jest niewielki wtyk szybkozłącza KS2-CK-4 o nominalnym rozmiarze 2,7 mm. W dokumentacji producent podawany jest przepływ znormalizowany na poziomie około 86–129 l/min według określonych warunków pomiarowych, a element może współpracować m.in. z przewodem o średnicy zewnętrznej 6 mm. To kolejny dowód, że średnica przewodu 6 mm ≠ DN szybkozłącza 6 mm.

SMC – miniaturyzacja i różnorodne systemy połączeń

SMC posiada szeroką gamę elementów do wykonywania przyłączy pneumatycznych, obejmującą m.in. złącza wtykowe, złącza z nakrętką zaciskową, wykonania miniaturowe, nierdzewne i specjalne. Pneumat System jest autoryzowanym dystrybutorem marki SMC. Przy projektowaniu instalacji z wykorzystaniem komponentów SMC warto traktować szybkozłącze, przewód, złączkę, zawór, wyspę zaworową, siłownik jako jeden układ przepływowy. Dzięki temu unika się sytuacji, w której wysokoprzepływowy zawór i duży siłownik są zasilane przez przewód oraz element połączeniowy stanowiący lokalne przewężenie.

Jak dobrać rozmiar szybkozłącza do narzędzia pneumatycznego?

Najpierw należy sprawdzić rzeczywiste zapotrzebowanie narzędzia na powietrze. Nie wystarczy informacja o gwincie w rękojeści. Dwa urządzenia mogą mieć G1/4", ale jedno zużywać 150 l/min, a drugie 1200 l/min. Dla narzędzi o dużym poborze powietrza warto analizować zużycie średnie, maksymalne chwilowe zapotrzebowanie, ciśnienie wymagane podczas pracy, długość przewodu, średnicę wewnętrzną węża, przepustowość szybkozłącza jak i przepustowość zespołu przygotowania powietrza.

Jak dobrać szybkozłącze do instalacji hydraulicznej?

W hydraulice należy znać przepływ Q, ciśnienie robocze, maksymalne ciśnienie, medium, temperaturę, lepkość, wymagania dotyczące wycieku, warunki środowiskowe. Następnie sprawdza się charakterystyki Δp dla konkretnego szybkozłącza. Duże DN ogranicza straty, ale oznacza zwykle większą masę i większy koszt.

Co jest ważniejsze: DN 7,2 czy G1/2"?

Jeśli pytamy o przepływ szybkozłącza – ważniejsza jest konstrukcja i DN. Jeżeli pytamy o możliwość wkręcenia elementu do urządzenia – kluczowe będzie G1/2". Do poprawnego zamówienia potrzebujemy obu danych. Przykładowy opis: szybkozłącze DN 7,2, GZ G3/8" jest znacznie bardziej jednoznaczny niż szybkozłącze 3/8".

Czy można zastosować redukcję gwintową?

Technicznie bardzo często tak. Przykład: urządzenie G1/2", szybkozłącze G3/8". Można wykorzystać odpowiednią redukcję.

Kiedy zastosować szybkozłącze o rozmiar większe?

Warto to rozważyć, gdy odbiornik pracuje przy dużych przepływach, występują znaczne chwilowe piki poboru,

• przewód jest długi,

• istnieje problem ze spadkiem ciśnienia,

• rozbudowujemy instalację,

• urządzenie może w przyszłości wymagać większej wydajności,

• minimalizacja strat energii jest ważniejsza niż masa komponentu.

Kiedy lepiej pozostać przy małym szybkozłączu?

Małe gabaryty są korzystne w chwytakach, robotyce, kompaktowej automatyce, aparaturze, manipulatorach, panelach, urządzeniach mobilnych, układach pilotowych. Jeżeli odbiornik zużywa niewiele powietrza, zastosowanie DN 12 zamiast DN 5 nie przyniesie znacznej korzyści energetycznej, a zwiększy masę i wymaganą przestrzeń.

Jak rozmiar szybkozłącza wpływa na masę przewodu?

Im większy system, tym najczęściej większy jest również przewód. Większy przewód oznacza większą masę, większy promień gięcia, większą sztywność, większe obciążenie ręki operatora. Dlatego w narzędziach ręcznych warto rozpatrywać kompromis pomiędzy minimalizacją strat ciśnienia a ergonomią.

Najczęstsze błędy przy wyborze wielkości szybkozłącza

1. Dobór tylko według gwintu. „Mam G1/4", więc potrzebuję szybkozłącza G1/4".” To za mało informacji.

2. Dobór wyłącznie według przewodu. Przewód 8 mm nie określa jednoznacznie DN szybkozłącza.

3. Zakładanie kompatybilności wtyków o podobnym wyglądzie. Profil musi być zgodny.

4. Przewymiarowanie. Większy element nie zawsze jest lepszy.

5. Brak miejsca na obsługę tulei. Szczególnie w maszynach o zwartej konstrukcji.

Szybki schemat doboru rozmiaru szybkozłącza. Profesjonalny dobór można przeprowadzić w kilku etapach.

• Krok 1. Określ medium. Czy jest to sprężone powietrze, woda, olej hydrauliczny, chłodziwo, gaz czy inne medium?

• Krok 2. Określ wymagany przepływ. Najlepiej wartość maksymalną, a nie wyłącznie średnią.

• Krok 3. Określ ciśnienie. Należy znać ciśnienie normalnej pracy, ciśnienie maksymalne, ewentualne pulsacje.

• Krok 4. Ustal dopuszczalny spadek ciśnienia. Dzięki temu można sprawdzić charakterystykę konkretnej serii.

• Krok 5. Dobierz DN/NW. Wybieramy klasę przepływową.

• Krok 6. Dobierz profil. Gniazdo i wtyk muszą być kompatybilne.

• Krok 7. Dobierz przyłącze. Np.: G1/8", G1/4", G3/8", G1/2", G3/4", M5, końcówka do przewodu.

• Krok 8. Sprawdź gabaryty. Długość, średnica, SW/CH i przestrzeń manipulacyjną.

• Krok 9. Sprawdź materiał i uszczelnienie. Np.: mosiądz, mosiądz niklowany, stal, stal nierdzewna, NBR, FKM, EPDM.

• Krok 10. Określ sposób odcięcia. Jednostronny, obustronny, bezpieczny, suchoodcinający.

Jakie dane podać doradcy technicznemu? Jeżeli rozmiar szybkozłącza ma zostać dobrany przez specjalistę Pneumat System, warto przygotować:

• medium,

• ciśnienie robocze,

• maksymalne ciśnienie,

• temperaturę,

• wymagany przepływ,

• średnicę przewodu,

• długość przewodu,

• gwint przyłączeniowy,

• typ dotychczasowego wtyku,

• zastosowanie,

• wymagania dotyczące bezpieczeństwa,

• materiał korpusu,

• warunki środowiskowe.

Rozmiary szybkozłączy Pneumat System – rozwiązania dla różnych aplikacji

Oferta Pneumat System obejmuje zarówno klasyczne szybkozłącza pneumatyczne, jak i rozwiązania specjalistyczne. W zależności od aplikacji można dobrać komponenty marek:

• CEJN – rozwiązania pneumatyczne, bezpieczne, szybkozłacza wysokociśnieniowe i suchoodcinające,

• Riegler – szeroka gama szybkozłączy pneumatycznych, także bezpiecznych,

• Aignep – pneumatyczna technika przyłączeniowa i szybkozłącza bezpieczne,

• Eisele – wysokiej jakości przemysłowe systemy połączeniowe, rozwiązania metalowe i wielofunkcyjne,

• Festo – pneumatyka i technika przyłączeniowa zintegrowana z automatyką,

• SMC – szerokie portfolio elementów pneumatycznych oraz systemów przyłączeniowych.

Tak duże zróżnicowanie jest istotne, ponieważ nie istnieje jeden „najlepszy rozmiar szybkozłącza” dla każdej instalacji. Rozwiązanie przeznaczone do niewielkiego siłownika automatyki będzie diametralnie inne od szybkozłącza zasilającego duży klucz pneumatyczny albo obwód hydrauliczny wysokiego ciśnienia.

Autor:
Ekspert Pneumat.
Pneumat.

Autor:
Ekspert Pneumat.
Pneumat.