Autor: Helmut Gerdes, inżynier sprzedaży w SMC Deutschland GmbH
Zarówno w przypadku benzyny, jak i innych substancji: Systemy zbiorników na ciecze powinny być zawsze absolutnie szczelne, w przeciwnym razie sytuacja może bardzo szybko stać się niebezpieczna. Dlatego po wyprodukowaniu są one dokładnie sprawdzane przed zamontowaniem w pojazdach. W tym celu firma Worthmann opracowała helowy system kontroli szczelności, który wykorzystuje wysoką próżnię i spektrometry masowe do identyfikacji nawet najmniejszych nieszczelności w komponentach - i trwa to tylko jedną minutę. Zawory kątowe do wysokiej próżni serii XLA firmy SMC zapewniają długą żywotność i wytrzymałość niezbędną do wykonania tego zadania.
Nowoczesne maszyny pracują z najróżniejszymi substancjami - od oleju smarowego i różnych paliw aż po mieszaniny kwasu moczowego do redukcji tlenku azotu w spalinach samochodowych. Aby można je było przetransportować tam, gdzie są potrzebne, potrzebne są wytrzymałe, a przede wszystkim szczelne komponenty. Ponieważ wyciek paliwa z samochodu może szybko stać się niebezpieczny, np. gdy kapie ono na gorący silnik lub podzespoły elektryczne. Worthmann oferuje odpowiednie rozwiązanie dzięki swoim systemom kontroli szczelności: Dzięki spektrometrowi masowemu system może wykryć nawet najmniejsze ilości wycieku gazu helowego w wysokiej próżni i w ten sposób ocenia element pod kątem szczelności. Aby system testowy działał bezpiecznie i precyzyjnie, potrzebuje wytrzymałych zaworów. Pięć wysokopróżniowych zaworów kątowych z serii XLA firmy SMC szybko doprowadza powietrze i hel tam, gdzie są potrzebne.
Firma Worthmann Maschinenbau GmbH z siedzibą w Barßel-Harkebrügge koło Oldenburga od 1995 roku projektuje i produkuje zaawansowane maszyny - od linii do obróbki i testowania układów paliwowych po kompletne linie produkcyjne. Dzięki nowoczesnym maszynom firma Worthmann zatrudnia 120 pracowników, którzy mogą produkować również skomplikowane pojedyncze podzespoły. Główną kompetencją firmy jest projektowanie i budowa pojedynczych instalacji przemysłowych oraz kompletnych linii produkcyjnych. Wszystko z jednej ręki: Od projektu, przez produkcję i montaż, aż po programowanie i uruchomienie dla międzynarodowych klientów. Inną częścią grupy Worthmann Maschinenbau jest firma Maceas GmbH, która koncentruje się na technice pomiarowej i kontrolnej.
Sprawdzanie, czy wszystko jest szczelne
Każdy, kto kiedykolwiek miał przebitą oponę w rowerze, zna zasadę kontroli szczelności: Dętka jest napompowana powietrzem i trzymana pod wodą. Otwór można znaleźć tam, gdzie pojawiają się pęcherzyki powietrza. Jednak, szczególnie w przypadku nowoczesnych systemów zbiorników, ten rodzaj testu jest niewystarczający. W tym miejscu z pomocą przychodzą zautomatyzowane systemy kontroli szczelności, które szybko i z maksymalną dokładnością sprawdzają szczelność każdego elementu.
Te wysoce wyspecjalizowane systemy wykorzystują hel jako gaz obojętny. Badany element jest umieszczany w komorze próżniowej i wraz z nią jest opróżniany. Następnie do badanego elementu wstrzykiwany jest hel jako gaz testowy pod nadciśnieniem. Jeśli są jakieś nieszczelności, hel się ulatnia i jest pompowany do spektrometru masowego, który liczy atomy helu. "A odbywa się to niezwykle precyzyjnie, ponieważ spektrometr masowy może wykryć nawet pojedyncze atomy helu. Dlatego system ma progową nieszczelność na poziomie 1,0 - 10-5 mbar - l/s", podkreśla Steffen Akkermann, kierownik projektu w firmie Worthmann. Za pomocą systemu Worthmann można sprawdzić szczelność do 60 elementów na godzinę.
Wytrzymałe zawory kątowe do wysokiej próżni
Aby osiągnąć tak wysoką przepustowość, powietrze musi być szybko usunięte z rury wlotowej i komory testowej, aby można było napełnić badany element gazem testowym. W celu uzyskania możliwie wysokiej próżni o najczystszej postaci, konieczne jest zastosowanie zaworów, które praktycznie nie przepuszczają gazu w stanie zamkniętym, a jednocześnie mogą być uruchamiane bardzo szybko i często. "Ponadto, przy dużych prędkościach przepływu, w punktach zgięcia zaworów kątowych mogą tworzyć się kryształy lodu, fałszując w ten sposób wynik testu poprzez osadzanie się gazu testowego w zaworach", wyjaśnia Christian Suchalla, inżynier sprzedaży w firmie SMC Deutschland. Zawory kątowe do wysokiej próżni z serii XLA firmy SMC stanowią skuteczne rozwiązanie tego problemu: Dzięki grzałce można je podgrzać do 150 stopni Celsjusza, co skutecznie zapobiega tworzeniu się lodu w punktach przegięcia. "Element jest łatwo mocowany na zewnętrznej stronie zaworu kątowego, a następnie równomiernie ogrzewa całą aluminiową obudowę", mówi Christian Suchalla.
Zawory kątowe są stosowane w kilku ważnych punktach systemu kontroli szczelności: Przewodzą one powietrze i gaz testowy do i z komory testowej, jak również z obrabianego przedmiotu, a także służą jako połączenie ze spektrometrem masowym. Christian Suchalla: "Zawory są wyposażone w mieszki i pozostają zamknięte do momentu uzyskania odpowiedniego ciśnienia". Praktycznie w ogóle nie ulatnia się z nich gaz, co bardzo przyspiesza opróżnianie komory testowej i przedmiotu obrabianego. Ponadto można zastosować pompę o mniejszej wydajności - zwiększa to efektywność całego systemu. Ponadto nowe zawory kątowe serii XLA są bardzo trwałe: gwarantują wytrzymałość do 2 milionów cykli. Co więcej, mieszek i siłownik pneumatyczny mogą być wymieniane oddzielnie w każdym zaworze z osobna. Pozwala to zaoszczędzić na kosztach konserwacji, ponieważ nie trzeba wymieniać całego zaworu. Jednocześnie modułowa budowa znacznie zmniejsza nakłady na konserwację.
Czysta próżnia, dzięki mocnym zaworom kątowym
Dzięki wysokopróżniowym zaworom kątowym XLA firmy SMC, system kontroli szczelności firmy Worthmann oferuje szybkie, wydajne rozwiązanie do produkcji przewodów wypełniających. "W przyszłości możliwe jest dalsze zwiększenie wydajności poprzez sterowanie zaworami kątowymi za pomocą naszej modułowej wyspy zaworowej serii SY3000", mówi Christian Suchalla. Inne zastosowania wytrzymałych zaworów XLA to na przykład systemy liofilizacji próżniowej w przemyśle spożywczym, systemy powlekania aluminium w reflektorach samochodowych lub wszędzie tam, gdzie wymagana jest możliwie najczystsza wysoka próżnia.
