Rychlospojky pro rozvody stlačeného vzduchu - mosaz, nebo ocel?

Rychlospojky mohou být vyrobeny z řady materiálů, nejčastěji pak z mosazi a oceli. V posledních letech se stále více uplatňují na českém trhu rychlospojky v ocelovém provedení na úkor mosazných. Rozdíly mezi oběma materiály lze nalézt především v životnosti a průtoku. Rychlospojky z oceli mají zpravidla až pětinásobnou životnost v porovnání s mosaznými a při jejich použití dochází k menším únikům vzduchu. Cenově se samozřejmě musí nutně obě dvě verze lišit. Cena ocelové verze rychlospojky se pohybuje kolem dvoj- až trojnásobku ceny mosazné. Průtok u běžných mosazných rychlospojek činí cca 800 l.min^-1 oproti až 2100 l.min^-1 u ocelových rychlospojek. Padá tak jeden z mýtů, že mezi rychlospojkami pro stlačený vzduch nejsou rozdíly.

Všechny kvalitní rychlospojky pro stlačený vzduch jsou vyráběny z kovu. Těla vsuvek a velmi exponované části rychlospojek jsou vyráběny z tvrzené oceli, čímž se zajišťuje maximální odolnost proti opotřebování a dlouhá životnost. Zakončení a tělo spojky bývají vyrobeny z jednoho kusu materiálu, čímž se eliminuje potřeba použití adaptérů a redukuje se počet míst s možným únikem vzduchu v příslušném systému. Jednoruční ovládání, předpoklad rychlého spojení a rozpojení v pneumatických systémech, je u rychlospojek zpravidla standardem. U mosazného provedení dochází k dřívějšímu promačkání vsuvky, čímž dochází ke snížení průtoku a pak k následným únikům vzduchu ze systému. Větším opotřebením rychlospojky dochází logicky ke zkrácení její životnosti.

Průtokové vlastnosti rychlospojek jsou především výsledkem aerodynamického tvaru a jedinečné konstrukce jejich ventilu. Promyšlený kapkovitý design ventilu ve tvaru ragbyového míče (rychlospojky Cejn) umožňuje průchod vzduchu bez překážek, které by mohly způsobit turbulenci proudění. Průtok není přerušen ostrými hranami, proudu vzduchu nestojí v cestě žádné pružiny, takže rozdíly v průtokové oblasti jsou minimalizovány. Touto konstrukcí je při nominálním průměru 7,6 mm dosahováno průtoku až 2100 l.min^-1.

Pokles tlaku představuje rozdíl tlaku mezi dvěma body při určitém průtoku. Stlačený vzduch stále ztrácí tlak v systému kvůli tření a překážkám, jako jsou oblouky, ventily, změny průměru atd. Tření v trubkách a hadicích odebírá část energie (tlak) ze vzduchu a převádí ji na teplo. Jelikož objem vzduchu odebíraného ze systému je konstantní, má vzduch v rozdílných průměrech rozdílné rychlosti. Energie potřebná na zrychlení se pak bere z tlaku vzduchu. Mějme pořád na paměti, že čím méně změn průměrů máme v systému, tím menší bude pokles tlaku.

Velké poklesy tlaku vedou k nedostatku energie pro pohon nářadí a výsledkem je většinou pomalejší výrobní tempo. Typická 1/4" kompatibilní průmyslová rychlospojka má pokles tlaku od cca 0,06 do 0,14 MPa při vstupním tlaku 0,62 MPa. Pokles tlaku jen o 0,007 MPa v rozvodovém systému stlačeného vzduchu může zvýšit výdaje na elektřinu nutné k výrobě stlačeného vzduchu o více než 0,5 %. Čím méně je překážek v průtoku vzduchu, tím je dosažena vyšší udržitelná rychlost, menší pokles tlaku a větší úspora energie i finančních prostředků. Všechny tyto vlastnosti se podílejí u rychlospojky na jejím vysokém průtoku a na minimalizaci poklesu tlaku. Dobře zkonstruovaná rychlospojka s dobrými průtokovými vlastnostmi často předvede vyšší výkon než rychlospojka s větším průtokem, ale horším designem. Používání kvalitních rychlospojek proto může zajistit extrémně dobrou návratnost financí.

Používáním správných polyuretanových nebo polyamidových hadic, resp. velikosti a délky hadice, lze pokles tlaku ještě dál snížit. Použitím rychlospojky s velkým průtokem na nářadí s menší spotřebou vzduchu způsobí menší pokles tlaku, než by pro stejné nářadí zajistila rychlospojka s menším průtokem. Např. rychlospojka s průtokem 2000 l.min^-1, použitá na nářadí vyžadující 600 l.min^-1 bude mít pokles tlaku 0,02 MPa, ale rychlospojka s průtokem 1000 l.min^-1 způsobí u toho samého nářadí pokles tlaku až o 0,05 MPa.

Na rozdíl od vzduchu, který dýcháme, není stlačený vzduch zadarmo. Energetici výrobních společností odhadují, že až 7 % celkově vyrobené elektřiny na světě je použito na výrobu stlačeného vzduchu. Jeho výroba je tedy značně nákladná a v mnoha případech je to u mnoha společností největší výloha za spotřebovanou energii. Z toho důvodu je v systémech stlačeného vzduchu velmi důležité použití nejefektivnějších komponent, jelikož ztráty energie v neefektivních systémech mohou dosahovat až 40 % kapacity. Unikání je přitom nejběžnější příčinou ztrát energie a je následováno ztrátami vysokého tlaku a špatnou kvalitou vzduchu.

Shrneme-li všechny výše uvedené skutečnosti, dojdeme k jednoznačnému závěru. Ocelové rychlospojky jsou cenově nákladnější při pořízení, ovšem svým provozem, životností a dalšími technickými vlastnostmi jednoznačně předčí mosazné verze a v konečném důsledku přinášejí po ekonomické stránce efektivnější řešení. Zejména pro výrobní provozy, kde dochází ke značné zátěži rychlospojek a vsuvek, je ocelová verze rychlospojek z hlediska efektivnosti jediným možným východiskem .