Neues Denken löst alte Probleme

Der Autor: Sebastian Kundel Global Marketing/Produktmanager Automatisierung Prozessventile, Bürkert

Der Fluidtechnikspezialist Bürkert hat die Schwächen der konventionellen Regelventile für Hilfskreisläufe wie Dampf, Flüssigkeiten, Gase oder Reinigungsmedien, die in hygienekritischen Anwendungen eine wichtige Rolle spielen, gründlich analysiert. Das Ergebnis sind die Ventile der Element-Serie. Mit zahlreichen innovativen Details stellt sich diese Ventilreihe in klarem Design aus Edelstahl den Herausforderungen der Prozessindustrie und bietet Lösungen für Hygiene- und Haltbarkeitsprobleme, die viele Anwender bereits als systemimmanent hingenommen haben. Diese sind jedoch nicht zu vernachlässigen, denn auch über Hilfsprozesse und die zugehörigen Armaturen können chemische oder mikrobiologische Kontaminationen über das Prozessumfeld in den Produktkreislauf gelangen und Korrosionsprobleme sowie Ausfälle und Fehlfunktionen werden umso wahrscheinlicher, je feuchter und rauer das Produktionsumfeld ist.

Der Energieverbrauch der Element-Serie ist um bis zu 40 % niedriger als bei herkömmlichen Ventilen, da das pneumatische Stellsystem im ausgeregelten Zustand keine Druckluft verbraucht.

Der Positioner ist in den Antrieb integriert und die Steuerluft wird intern geführt. Durch die Federkammerbelüftung werden Verunreinigungen der Kammern des Regelantriebs verhindert und höchste Verfügbarkeit garantiert. Die Antriebskammern werden ausschließlich mit aufbereiteter Druckluft beaufschlagt und kommen nicht mit Umgebungsluft in Kontakt. Dadurch besteht im Vergleich zu konventionellen Regelantrieben keine Kontaminationsgefahr durch biologisches Wachstum im Innern und der Antrieb kann wartungsfrei ausgelegt werden. Das Programm umfasst Geradsitz-, Schrägsitz- und Membransitzventile mit Schweiß-, Flansch-, Clamp- oder Muffenanschluss in Nennweiten bis DN 100. Passend zur Anwendung kommen ausschließlich korrosionsbeständige Werkstoffe zum Einsatz. Das Baukastensystem aus Steuerköpfen, Positionern und Prozessreglern, die mit allen Bauformen pneumatisch betätigter Prozessarmaturen kombiniert werden können, bietet Modularität bis in den Positioner selbst, der optional in verschiedenen Konfigurationen ausgerüstet und individuell parametriert werden kann. So sind komplett durchgängige Lösungen für jede Regelungsaufgabe im hygienischen Prozessumfeld möglich.

Die intelligenten Steuerköpfe im hygienischen Design übernehmen als dezentrale Automatisierungskomponente die komplette pneumatische Ansteuerungs-, Rückmelde- und Diagnosefunktion bis hin zur Buskommunikation. Ihre Zuverlässigkeit garantieren die beständigen Werkstoffe und der praxisbewährten IP-Schutz. Durch Gehäuseüberdruck sind sie gegen Kondensat und eindringende Feuchtigkeit zusätzlich abgesichert. Auch die digitalen Positioner und Prozessregler der Reihe TopControl Element sind universell kombinierbar und optimal auf die Produktregelung mit hygienischen Prozessarmaturen abgestimmt. Sie bauen sehr kompakt und bilden mit dem Antrieb der Regelarmatur eine robuste Einheit. Für eine abgesetzte Montage kann auf die ansonsten identische Reihe SideControl zurückgegriffen werden.

Das Ventilgehäuse der Element-Ventile besteht ausschließlich aus Edelstahl 316L, einem Material, das nicht nur Gewicht einspart, sondern gleichzeitig die Wertigkeit der Ventile erhöht. Im Vergleich zu anderen Materialien überzeugt Edelstahl durch eine insgesamt bessere Gussqualität. Dadurch können die Gehäusewände dünner gefertigt und das Gesamtgewicht und die Größe der Ventile deutlich reduziert werden. Darüber hinaus ist die Stoßfestigkeit des Werkstoffs Edelstahl bis zu 25 mal höher als die anderer Werkstoffe. Das Ergebnis sind besonders kompakte, robuste und leichte Ventile, die insbesondere bei Ausführungen mit Schweißanschluss ein bisher unerreicht kompaktes Anlagendesign ermöglichen. Für optimale Außenhygiene sind die Element-Ventile nach den Hygienic Design Richtlinien der EHEDG gestaltet. Geneigte, besonders fein bearbeitete Oberflächen sowie die kompakte Bauform sorgen für Reinigungsfreundlichkeit und bewirken, dass sich Schmutz und damit Nährböden für Mikroorganismen und Biofilme erst gar nicht absetzen können. Die hygienische Dichtungsgestaltung mit doppelter Abdichtung komplettiert die äußere Gestalt der Regelventilsysteme und garantiert durch betriebsbewährt hohen IP-Schutz den dauerhaft problemlosen Betrieb.

Dass sich äußere Schönheit und innere Werte nicht ausschließen, beweist das hochwertig konstruierte Innenleben der Element-Regelventile. So sorgen hochglanzpolierte Ventilschäfte für minimale Reibung und lange Lebensdauer der automatisch selbstnachstellenden Stopfbuchspackungen. Der induktive Wegaufnehmer der Prozessregelventile ist in das Ventil integriert und arbeitet kontaktlos und daher verschleißfrei. Er blockiert nie und bleibt immer sehr präzise, da er direkt den Spindelhub ohne Umwandlung in eine Rotationsbewegung erfasst. Die Positionserfassung der Ventilspindel kann daher weder durch mechanische Defekte noch Druckschläge verloren gehen. Der Positionssensor im Geräteinneren ist sehr gut geschützt und macht die externe Montage von Stellungsreglern überflüssig. Diese Innovationen reduzieren die Punkte, an denen sich die in einer Anlage hergestellten Produkte ansammeln und Verunreinigungen auftreten können. Auch die Steuerluftführung erfolgt intern und ohne anfällige externe Verschlauchung. Dadurch entfallen weitere schlecht reinigbare Ecken und Winkel, in denen sich Verunreinigungen und Feuchtigkeit sammeln und das Wachstum von Mikroorganismen begünstigen könnten.

Die Element-Ventile sind auch langfristig besonders zuverlässig. Dank der Schutzklassen IP 65 und 67 (teilweise bis 69 K) und hoher chemischer Resistenz überstehen sie das in hygienischen Prozessen unabdingbare ständige Spülen und Reinigen mit aggressiven Mitteln anstandslos. Sie sind leicht zu reinigen, hygienisch sauber und werden damit dem Qualitätsanspruch hygienischer Produktion gerecht. Sie überstehen die regelmäßige intensive Abreinigung von außen, Kondenswasser und hohe Luftfeuchtigkeit sowie aggressive Reinigungsmedien und Temperaturschwankungen unbeschadet. Das Kernziel der Entwicklung war es, durch Kompaktheit, Korrosionsbeständigkeit und IP-Schutz ein sehr robustes und langzeitstabiles Alltagsverhalten für stabilen und zuverlässigen Betrieb zu erreichen.

Mit der Element-Ventilreihe bietet Bürkert ein komplettes Automatisierungskonzept für die Integration in praktisch alle gängigen Kontrollsysteme. Je nach Applikation ist von einfachen Regelaufgaben über die Integration in komplexe Feldbuslösungen via AS-Interface, Profibus DPV1 und DeviceNET bis hin zur dezentralen Automatisierung kompletter Anlagen alles möglich.

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