Kratos-muuntimella tehokkuutta hydrauliikkaan

Kun hydrauliikkajärjestelmästä halutaan saada hetkellisesti korkeampi paine tai enemmän tuottoa, kannattaa pohtia muunninta. Järjestelmä perustuu paineenmuuntimeen, koska muunnin ei ole joustava ja se ei varastoi energiaa, vaan muuntaa ja optimoi liikenopeutta eli virtausta ja voimaa eli painetta esim sylinterin liikkeen kuormittamattomalla ja kuormitetulla osuudella. Muunnin ohjautuu kuormantuntevasti käyttäjän tietämättä ohjauslohkolla. Toimilaitteen kuorma määrä meneekö käytettävälle laitteelle korkeampi paine tai suurempi litramäärä ja kuorman olleessa sillä välillä menee laitteelle normaali järjestelmän tuottama paine ja virtaus. 

Esa Roponen Kratoksen myynnistä esittelee Kratos Power -paineenmuunninta.

Muuntimen kehittäjä, Mikko Junttila lähti pohtimaan ideaa, jotta saisi ratkaistua vähäisen hydrauliikanpaineen ongelman. Ratkaisuja syntyi myös muihin tarpeisiin. Fysiikan lakeja ei kannata kuitenkaan yrittää muuttaa.

Muunnin toimii silloin, kun toiminta on syklistä eli pitää muistaa, että jos korkeaa painetta tai suurta virtausta tarvitaan jatkuvasti, järjestelmä on rakennettava niitä silmälläpitäen. Muuntimella voidaan hoitaa hetkellinen tai satunnainen voiman tai nopeuden tarvepiikki, Mikko muistuttaa. 

Kyse on pinta-alojen suhteesta, jolla saadaan nostettua hydrauliikan painetta tai virtausta. Pikaliikkeen saa aikaan sylinterin yläpuolelle oleva isompi pinta-ala ja paineen nousun aiheuttaa männän varren puolella oleva pienempi pinta-ala. Kun öljyä virtaa suurempaan tilavuuteen, se aiheuttaa toisella puolella paineen nousun.

Pilkekoneen halkaisumännässä tai kaivukoneen puomin päässä tarvitaan korkeaa painetta vain hetki, muuten laite kulkee kevyellä voimalla. Kuvassa Japan pilkekone. Pilkekoneen tarvittavan paineen huippu on, kun iso pölli pitäisi saada halkeamaan tai kaivukoneen puomin päässä oleva pulveroija murskaa purettavan betonin. Kun tiukin paikka on ohi, saa laite taas kulkea mahdollisimman nopeasti.

Yhtenä tavoitteena on, että asiakasyrityksemme mitoittavat laitteensa niin, että jo suunnitteluvaiheessa varaudutaan muuntimen käyttöön, Esa kertoo.

Tällöin voidaan niin teollisuudessa kuin liikkuvassa kalustossa säästää investoinneissa. Hydrauliikka ei tarvitsekaan rakentaa voimahuippuja varten kalliilla korkeapainejärjestelmällä vaan huippupaine otetaan virtauksesta tai toisin päin. Mahdollisuus on myös muuntimilla ohjata hydrauliikkaa toimimaan niin, että vuorotellen nostetaan painetta ja lisätään virtausta. 

Muuntimia voidaan kytkeä järjestelmään myös rinnan tai sarjaan, jolloin tarvittaessa voidaan tehdä pikaliikkeitä tai korottaa painetta. Ohjausventtiilijärjestelmä tuntee kuorman ja ohjaa järjestelmää käytännössä viiveettä (1-2 millisekuntia), jota käyttäjä ei edes huomaa. Palautumisvaiheessa muunnin valmistautuu uutta iskua varten käyttäjän tietämättä.

- Hydrauliikkalaitteena tämä on yhtä varma kuin normaali sylinteri, koska laite ei sisällä vika-alttiita osia tai varsinaisesti ns. uusia komponentteja – Lohko on ydin, mutta sekin on vain tunneleita ja venttiileitä sisältävä komponentti. Tässä ei rikota fysiikan lakeja, vaan hyödynnetään ja optimoidaan niitä, Mikko painottaa.

Okrassa uutuutena osastolla oli esillä venttiili paluupaineiden poistoon. Hydrauliöljyn paluuliikkeellä aukeaa mekaanisesti kanava vapaaseen paluuseen eli venttiili reagoi öljyn virtaussuuntaan. Järjestelmällä voidaan suojata työlaitteita ja vähentää öljyn lämpenemistä. 

Noitapihdeistä seuraava? Kratoksen osaston pöydällä oli esillä haapajärveläinen keksintö; toimiva säädettäväkitainen työkalu hydraulisylinterien aukaisuun. Enää ei korjaamon valikoimissa tarvitse olla pariakymmentä itserakennettua sylinterikohtaista avainta. Tätä voi vääntää pidemmälläkin jatkovarrella. 

Urakointi Uutiset 4 ja 7/2014, Seppo Pentti