Dvoupotrubní dávkovače v systémech mazání

Dvoukomorové dávkovače v provedení Lincoln jsou doposud evergreenem pro mazání strojních zařízení vůbec. Jejich vysoká spolehlivost a dlouhodobá schopnost překonávat velmi vysoké protitlaky mazacích míst (m3) i v extrémních podmínkách je obecně považována za velmi cennou přednost.

Jednokomorové dvoupotrubní dávkovače (v provedení podle čs. patentu č. 305091) jsou prozatím benjamínkem, který si hledá místo na trhu. Velkým plusem je, že rovněž využívají princip přetlakového plnění dávkovacích komor, což je předpoklad pro mazání tukem. Navíc tyto dávkovače umožňují individuálně pro dané mazací místo využít princip diferenciálního pístu.

Charakteristické pro dvoupotrubní dávkovače je přetlakové plnění dávkovacích komor. Na obr. 1 je v tradičním hydraulickém schématu znázorněn dvoukomorový dávkovač (2D2) zapojený do mazacího obvodu, jehož mazací cyklus má dvě fáze. V první fázi je z jedněch dávkovacích komor vytlačováno mazivo do připojených mazacích míst, v druhé fázi je mazivo k připojeným mazacím místům vytlačováno z druhých, protilehlých dávkovacích komor. Zobrazený sekční mazací obvod se nachází ve výchozím stavu.

Dávkovací jednotky se skládají z dávkovacího pístu (Dp) s dvojicí protilehlých dávkovacích komor (K1, K2), obě komory jsou propojeny s příslušným šoupátkovým rozváděčem. K čelům pístového šoupátka (Š) jsou přilehlé řídicí komory (X, Y), šoupátkové komory (ŠK) propojují dávkovací komory s mazacími místy (m1, m2, m3).

Vysokou spolehlivost dávkovačů umožňuje princip přetlakového plnění dávkovacích komor (K1, K2). Schopnost překonávat značné protitlaky mazacích míst (m3) je draze vykoupena extrémně vysokou tlakovou dimenzí centrálního hydrogenerátoru (HG).

Systém je koncepčně zastaralý, nerentabilní i pro mazání drahých investičních celků. Extrémně vysoký tlak maziva vystupující z dávkovačů totiž vyžaduje zpravidla jen několik málo mazacích míst (m3) s vysokým protitlakem, pro ostatní mazací místa (m2) a (m1) se středními a nízkými protitlaky je takto vysoký potenciální výtlak značně předimenzovaný. Jiné hydraulické obvody pro obdobné případy, kdy některé spotřebiče vyžadují vyšší tlak, využívají princip multiplikace tlaku.

Rovněž způsob odlehčování řídicích komor (X, Y) do centrální nádrže hydrogenerátoru je zastaralý, je překonán technickým řešením podle čs. patentu č. 306823 spolu s patentem č. 309997, podle nějž lze „překážející“ mazivo v jedněch ovládacích prostorech (X, Y) přečerpat do protilehlých řídicích prostorů (Y, X) a naopak, čímž odpadá potřeba centrálního odpadového vedení (T).

Na obr. 2 je naznačena možnost nedostatky zjištěné výše uvedenou analýzou odstranit. Nový způsob odlehčování řídicích komor (X, Y), podle zmíněných patentů 306823 a č. 309997, odstraňuje potřebu odpadového vedení (T), přičemž současně zubové čerpadlo (Č) může zesilovat tlak (P), přiváděný do dávkovačů z hydrogenerátoru. O hodnotu výtlaku čerpadla (Č) můžeme tedy snížit výtlak centrálního hydrogenerátoru (HG).

V uvedeném schématu podle obr. 2 jsou dvoukomorové dávkovače zachyceny v okamžiku plnění prvních dávkovacích komor (K1) novým mazivem při současném vytlačování maziva z druhých dávkovacích komor (K2) do připojených mazacích míst (m1, m2, m3). V chodu je hydrogenerátor (HG) spolu s čerpadlem (Č) ve směru P+B→A. Na počátku této pracovní fáze došlo k přečerpání maziva z řídicích komor (Y) do protilehlých řídicích komor (X) a k přesunutí šoupátek (Š) do svých dolních úvratí.

Cílem níže uvedeného řešení (přihlášeného k čs. patentové ochraně PV 2023-102) je výrazné snížení nároku na tlakovou dimenzi centrálního hydrogenerátoru (HG). Jeho schéma je na obr. 3.

Každé z dvojice pístových čerpadel (Č1, Č2) obsahuje pístovou jednotku propojenou s dvojicí pracovních vedení (A, B) a s hydrogenerátorem (HG). Pístové jednotky mají funkci zdvižného čerpadla, nasávají a vytlačují současně stejný objem maziva.

V zachyceném okamžiku je v první fázi mazacího cyklu v běhu hydrogenerátor (HG) spolu s pravým čerpadlem (Č1). Při každé první půlotáčce ovládací vačky se z pracovní komory pístové jednotky vytlačí geometrický objem maziva do druhého pracovního vedení (B) a současně se do pomocné komory pístové jednotky (Č1) nasaje z hydrogenerátoru stejný geometrický objem nového maziva. Při druhé půlotáčce vačky je geometrický objem z pomocné pracovní komory přetlačen do pracovní komory. To se opakuje tak dlouho, než dojde k přesunutí všech dávkovacích pístů (Dp) do horních úvratí. Nejdříve se ale přesunula šoupátka (Š) do svých horních úvratí, přičemž překážející mazivo z řídicích komor (X) bylo přesunuto do sání pomocné pracovní komory čerpadla (Č1).

Druhá fáze mazacího cyklu probíhá stejným způsobem prostřednictvím levého čerpadla (Č2), pravé čerpadlo (Č1) přitom zůstává v klidu.

Níže uvedené provedení centrálních mazacích systémů s jednokomorovými dávkovači (viz obr. 4) je podloženo čs. patenty č. 305091a 309997. Navazuje na článek Jednokomorové dvoupotrubní dávkovače do CMS, zveřejněný v časopise MM Průmyslové spektrum 7,8/2021; viz www.mmspektrum.com/210704.

Na rozdíl od dvoukomorových dávkovačů je pohyb dávkovacích pístů ovládán dvojicí jednosměrných ventilů (V1, V2), umístěných na vstupu do dávkovacích komor (K) a na výstupu z nich. Mazací cyklus dávkovačů se skládá z plnicí a výtlačné fáze.

Zásadní výhodou jednokomorových dávkovačů je jednoduché konstrukční a výrobně nenáročné řešení, umožňující použít diferenciální píst. Na obr. 4 je zachycen sekční dávkovací obvod v průběhu plnicí fáze, při níž je z řídicích komor (Y) přečerpáváno zubovým čerpadlem (Č) „překážející“ mazivo do prvního pracovního vedení (A) a dále do protilehlých řídicích komor (X) a dávkovacích komor (K).

Přitom je v běhu centrální hydrogenerátor (HG), který napomáhá udržování plnicího tlaku (pA), resp. udržování potřebného tlakového spádu (rozdílu pA – pB).

Potřebnou hodnotu plnicího tlaku (pA) nastavíme škrticím ventilem (V5) tak, aby vzniklý tlakový spád (pA-pB) spolehlivě přesunul dávkovací písty (Dp, DP) do dolních úvratí. Na druhou stranu by měl být plnicí tlak (pA) jen tak vysoký, aby nepřekonal předpětí pružiny výstupního ventilu (V2) spolu s nejnižším protitlakem mazacího místa (m1), působícím v této fázi proti nežádoucímu úniku dávkovaného maziva do tohoto mazacího místa (m1).

Mazací obvod pro plnicí fázi je složen z hydraulických okruhů zahrnujících tyto znaky: Č→V3→A→X+K→Dp+DP→Y→B→Č a HG→P→V3→V5→HG. Naplnění dávkovacích komor novým mazivem je signalizováno sepnutím kontaktů elektromagnetického relé (SA).

Vytlačování maziva z dávkovacích komor (K) zahájíme obrácením chodu čerpadla (Č) při současném běhu hydrogenerátoru (HG) ve směru HG→P→Č→B→Y→Dp+DP→K→m1+m2+m3 a HG→P→Č→B→Y→DP→X→A→V5→HG. Přesun dávkovacích pístů je signalizován sepnutím kontaktů elektromagnetického relé (SB).

Možnost použít diferenciální píst pro velmi vysoké protitlaky mazacích míst (m3) výrazně snižuje nárok na výši výtlaku centrálního hydrogenerátoru (HG). Například při pracovním tlaku pB = 60 barů, plnicím tlaku pA = 10 barů a převodovém poměru diferenciálního pístu i = 4 vznikne v dávkovací komoře (K) potenciál překonat protitlak mazného místa (60 – 10) x 4 = 200 barů. Při i = 8 by to již bylo 400 barů.

Pro ostatní mazací místa s nižšími hydraulickými protitlaky (těchto míst je na daném strojním zařízení zpravidla většina) mohou být použity levné dávkovače (2D1) s jednoduchými písty (Dp). Mazací systém je stále ve fázi zhotovování výrobní dokumentace pro i = 4.

Uvedené řešení má potenciál konkurovat progresivním rozdělovačům a v budoucnu i samotným dvoukomorovým dávkovačům v provedení Lincoln.