W dziale można wyróżnić cztery podstawowe sekcje

• wysokiego ciśnienia

• zawór

• tłoczkowy #1 wyciągany

• tłoczkowy #2 samoczynny

• tłoczkowy #3 samoczynny odcinany

• lufa

• układ spustowy

Układ wysokiego ciśnienia jest to solidny, stalowy zbiornik, z dwoma wyjściami: do napełniania i odprowadzenia ciśnienia. Rolę takiego pojemnika może pełnić butla po sprężonym dwutlenku węgla albo azocie, ze względu na dość szeroki wylot. Jednak jest prostsze, tańsze rozwiązanie: standardowa gaśnica proszkowa o pojemności 5 litrów, ma wylot średnicy 50 mm, a  wlot 20mm. Taki zbiornik byłby wręcz idealny, gdyby nie ogromny gwint zewnętrzny o średnicy 60mm. Właśnie w tym miejscu pojawia się kwestia szczelnego i pewnego połączenia gaśnicy z rurą, czyli doprowadzeniem ciśnienia do zaworu. Nie można użyć przelotek, ponieważ są one dość drogie, około 50zł, co prawie przekracza górny limit kosztów projektu. W tym przypadku trzeba będzie zbudować przyłącze własnej konstrukcji.

Od dołu	Od góry

Z pomocą przychodzi tutaj specjalny kołnierz, nakręcany na gwint zbiornika, redukujący średnicę do 40mm. Oto jego wygląd: (gwinty zaznaczyłem na pomarańczowo)

Jedynym jego mankamentem jest brak gwintu w zwężonej części, tam gdzie wchodzić będzie rura. W takim przypadku wykluczone będzie wkręcenie nagwintowanej rury do otworu. Jest na szczęście drugie rozwiązanie, polegające na włożeniu do otworu rury w miarę przylegającej do niego, a następnie zablokowanie jej z dwóch stron pierścieniami. Ma to wyglądać mniej więcej tak:

Przy takim wyjściu, konieczne jest bardzo dobre dociśnięcie i uszczelnienie pierścieni, oznaczonych tu na zielono. Świetnie sprawdzi się poliuretan albo silikon.

Gdyby ktoś zapomniał, przypomnę jeszcze, że ten element będzie łączył gaśnicę z zaworem.

Zawór w dziale pneumatycznym, to prawie najważniejsza część. Musi spełniać 4 kryteria: wydajność, szybkość, szczelność i bezawaryjność, które teraz omówię. Pod pojęciem Wydajność kryje się średnica samego zaworu, a raczej jego najwęższej części. Idealny zawór powinien być zgodny z całym Systemem, a nawet większy od niego. Z rozwiązań komercyjnych, najlepszy wydaje się zawór kulkowy. Niestety rekompensuje to cena - około 50zł, pamiętając górną granicę cenową, z przykrością odpada. Jeśli chodzi o szybkość, nie spotkałem się narazie z ideałem. Najlepszy czas otwarcia zaworu (do końca) wynosi do 100 milisekund. Dość dobrym rozwiązaniem jest zawór kulkowy, połączony ze sprężyną i układem zapadkowym. Zapewnia czas otwarcia w porywach od 100ms i świetną przepustowość. Następnym typem są tzw. "Sprinkler valves", sterowane elektronicznie, albo za pomocą niskiego ciśnienia. Także one charakteryzują się superkrótkim czasem otwarcia (poniżej 50ms) i dobrą przepustowością. Jedyną barierą jest oczywiście cena - od 130zł, bez komentarza... W takim razie, jaki rodzaj zaworu byłby najlepszy i najtańszy? Oczywiście!, ten zrobiony samodzielnie. Mój zawór, zwany dalej tłoczkowym (numer #1), w założeniach ma baaardzo prostą budowę. Składa się z trójnika i tłoczka (koniec :)). Aby wyjaśnić dokładniej jego budowę, przydałby się rysunek 3D:

Jak już wspomniałem, zawór ma dość prostą konstrukcję, co daje bardzo dużą bezawaryjność. Przechodząc do rzeczy, urządzenia składa się z trójnika, czyli roztrojonej rurki, i tłoczka (ten niebieski) ściśle przylegającego do ścianek trójnika.  W tej pozycji zawór jest zamknięty. By go otworzyć, należy wyciągnąć tłoczek tak, aby odsłonić dolny dopływ wysokiego ciśnienia. Szybkość otwarcia warunkowana jest jedynie przez prędkość wyciągnięcia tłoczka. Jednak sprawa nie jest taka prosta, jaką się wydaje. Trójniki zazwyczaj mają zgrubienia wzmacniające na wewnętrznej stronie, albo poprostu pozwalają na włożenie/wkręcenie rury tylko do środka. Na szczęście rozwiązanie tego problemu jest proste jak 2+8. Jeśli rury wchodzą do środka trójnika, i są równe, gładkie wewnątrz, dlaczego nie wykorzystać ich, jak "cylindra" dla tłoczka? W tym przypadku tłoczek będzie węższy, i będzie wchodził tym razem w dwie a nie jedną rurę. Jest to konieczne, ponieważ tłoczek musi być uszczelniany z dwóch stron. Tak samo jak zawsze, i w tym przypadku przyda się odrobina grafiki. Tym razem zawór będzie w pozycji otwartej:

Zgodnie z tym, co wcześniej pisałem, rury są teraz wprowadzone do środka trójnika. Tłoczek natomiast ma średnicę wewnętrzną tych rur, i wchodzi do ich środka. Zasada działania zaworu jednak pozostaje taka sama: po wyciągnięciu tłoczka do odpowiedniej pozycji, odsłaniany zostaje wlot ciśnienia, i sprężone powietrze przelatuje do rury po prawej stronie, czyli lufy. Jest tylko drobna różnica - Tłoczek ma szpic, oznaczony tutaj na ciemnozielono. Część ta zapobiega klinowaniu i blokowaniu się tłoczka na rurce wylotowej. Gdyby go nie było, pojawić by się mogły problemy z ponownym zasunięciem tłoczka i zamknięciem zaworu.

Jest jednak drugi typ zaworu tłoczkowego (numer #2), który można skonstruować z tych samych elementów. W tym przypadku trójnik zostaje okręcony o 90^o, a tłoczek wchodzi do rury od przyłącza do gaśnicy. Będzie to wyglądać tak:

Otwarty	Zamknięty

Jak widać, zasada działania zaworu pozostaje ciągle taka sama. Przechodząc przez obie rurki, tłoczek blokuje przepływ powietrza, przechodząc przez tylko jedną, umożliwia go. Z zastosowania tego zaworu płynie ogromna korzyść - nie potrzeba skomplikowanego, a w zasadzie żadnego układu spustowego. Na tłoczek cały czas działa siła sprężonego powietrza, znajdującego się w zbiorniku i rurce, która robi mu za cylinder. Właśnie dlatego, tłoczek bez żadnej blokady mógłby z łatwością wyskoczyć, dlatego na końcu prosta zapadka, a nawet rygiel, ma temu zapobiec. Zarazem ma też pełnić rolę wyzwalacza, spustu, bo kiedy zostanie zostanie odblokowany, tłoczek samowolnie zastanie wypchnięty o ok. 10cm, opierając (zatrzymując) się na solidnym metalowym obiekcie (nie uwzględniono na rysunku). Ten obiekt musi być naprawdę solidnie przymocowany, ponieważ na tłoczek będzie działać gigantyczna siła całego ciśnienia ze zbiornika. Zamknięcie zaworu będzie sprowadzało się do zasunięcia tłoczka i nałożenia zapadki lub rygla. Aby zmniejszyć wymiary działa, wyjście zaworu, prowadzące do lufy, będzie miało kolanko 90^o. Zależnie od kierunku, w którym będzie owe kolanko przekręcone i zamocowane, będzie zmieniał się wygląd działa; lufa będzie albo opierać się na stelażu, a zbiornik służyć jako przeciwciężar, albo lufa będzie opierała się na gaśnicy, razem z układem spustowym. Ta kwestia jest jeszcze w fazie projektu.

Tyle mówi teoria. Zawór będzie dobry, jeśli będzie szczelny. Niestety w praktyce nie udało mi się tego osiągnąć. Próbowałem uszczelnić tłoczek za pomocą najróżniejszych materiałów. Cały problem tkwi w tym, że szczelina między tłoczkiem a cylindrem jest na tyle duża, że nie można użyć smaru jako uszczelnienia, ale jednak na tyle wąska, że wykluczone jest wykorzystanie "konwencjonalnych" uszczelek. Szczelina ma pół milimetra szerokości po obu stronach. Dobrze było by naciągnąć i zgrzać koszulkę termokurczliwą, ale jej ścianka ma 0,75 mm grubości. Tłoczek ma wgłębienie o szerokości 1,5 mm przy samym końcu. Biegnie ono przez cały jego obwód, tak, że można tam zamontować uszczelkę. Niestety jest ono zbyt płytkie (około 1,2 mm), aby umieścić tam gumkę recepturkę. Dodatkowo podczas cofania tłoczka, dokładniej w momencie kontaktu krawędzi rury z uszczelką, istnieje niebezpieczeństwo zsunięcia się jej.

Mimo problemu ze szczelnością, tłoczek prawdopodobnie będzie użyty taki-jaki-jest. Jest on zbyt dobry, aby z niego całkowicie rezygnować, natomiast zbyt wadliwy, aby polegać TYLKO na nim. Tłoczek na skutek nieszczelności nie pozwala na napompowanie działa, ponieważ wypuszcza tyle powietrza ile jest wpompowywane. Aby ograniczyć czas działania czynnika pod ciśnieniem na tłoczek, można użyć dodatkowego zaworu pomocniczego, ZNACZNIE WOLNIEJSZEGO, tuż przed zaworem właściwym. Tak jak zazwyczaj, całą ideę przedstawia rysunek 3D:

Jako ten "wolniejszy", można zastosować zawór kulowy, o stosunkowo dużej przepływowości. Za zadanie będzie miał odcięcie tłoczka od wysokiego ciśnienia podczas procesu pompowania. Będzie on otwierany na kilka sekund przed strzałem, a w zasadzie zwolnieniem blokady tłoczka. Takie rozwiązanie zapewni szczelność, wydajność i szybkość, ponieważ zawór tłoczkowy otwiera się znacznie szybciej od kulowego. Powyższe rozwiązanie wydaje się idealne i będzie prawdopodobnie wykorzystane w finalnym projekcie.

Lufa. Tutaj w zasadzie nie ma co pisać. W dziale lufa będzie wykonana z wysokociśnieniowego PCV i będzie miała długość około 2.5m. Nie planuje żadnych gwintów, gdyż jest niemożliwe ze względów technologicznych. Na końcu prawdopodobnie umieszczę kompensator, mający za zadanie zredukować podbicie lufy do góry. Rura będzie lekko nasmarowana od środka, aby zmniejszyć tarcie wywołane przez pocisk.

Układ spustowy działa będzie zależny od zastosowanego zaworu. Ogólna idea jest taka, aby pozwolić na nagły, krótki, przepływ wysokiego ciśnienia, a następnie zamknąć zawór równie szybko. Najwięcej problemu będzie oczywiście z drugą częścią. Jeśli trzymać się założeń projektu, zawór powinien być otwierany natychmiastowo, włącz-wyłącz. Na pewno niezbędne będzie użycie dużej ilości sprężyn. Taki typ spustu wykorzystywać będzie zawór tłoczkowy #1. Wszystko zapowiada się dość czarno, zwłaszcza ze względu na brak nawet projektu :). Z pomocą przychodzi zawór numer 2, gdzie nie ma technicznej możliwości na ponowne jego zamknięcie, ze względu na duże ciśnienie, a co za tym idzie dużą siłę niezbędną do zamknięcia. Jeśli zdecydowałbym się za ten typ zaworu i spustu, o tym ostatnim w zasadzie nie było by co pisać. Ale jednak wszystkim na przekór, z grubsza opiszę tą konstrukcję. Wiem, wiem, ten rysunek niezbyt wyszedł, ale srebrna część to wajcha. Jeśli ją pociągnąć, to czarny trójkąt podniesie swój wierzchołek, zarazem odblokowując tłoczek, oparty o niebieski klocek. Czarny trójkąt trzyma się na zawiasie (srebrny wąski walec z tyłu), a samowolne latanie w górę i w dół uniemożliwia mu różowa gumka, np. dętka. Jak widać, zasada działania spustu zapadkowego jest łopatologicznie prosta i można stworzyć naprawdę dużo finezyjnych wariacji od tego przykładu.

[stan]   [główna]   [założenia]   [projekt]   [części]   [zasada działania]   [peryferia]   [harmonogram]   [przebieg]   [foto]   [kontakt]