Miniatur bringt Mehrwert

Prozessautomation

Magnetventile - Gleich zwei Spulen treiben die neue Magnetventil-Baureihe an. Das reduziert die Baugröße und den Energieverbrauch enorm, ohne die Durchflusswerte zu beeinflussen.

08. Dezember 2011

Flüssigkeiten spielen in der Analytik eine zentrale Rolle – entweder als zu untersuchende Probe oder aber in Form von Reagenzien, Spül- oder Pufferlösungen, die technisch für die Durchführung der Analysen notwendig sind. Die Handhabung dieser unterschiedlichen Flüssigkeiten ist entsprechend ein zentraler Bestandteil der Labor- und Analysegeräte. Und bei der Steuerung dieser Flüssigkeiten führt kein Weg am Einsatz von Ventilen vorbei.

Im Bereich der Labor- und Analysegeräte eingesetzte Ventile müssen sehr hohe Anforderungen erfüllen. Dazu trägt auch die Miniaturisierung der Analyse- und Laborgeräte bei, die seit einiger Zeit stetig voranschreitet. Kompaktere Geräte mit geringerem Volumen benötigen nicht nur weniger Platz, sondern auch weniger Reagenzien. Angesichts der mitunter sehr hohen Preise dieser Substanzen, können kleinere Geräte mit geringerem internen Volumen dabei helfen, Kosten zu sparen.

Unabhängig von der Baugröße müssen die Ventile in jedem Fall mediengetrennt arbeiten. Nur so kann zuverlässig verhindert werden, dass beispielsweise Schmierstoffe das Medium verunreinigen und somit die Ergebnisse der Analyse verfälschen. Im Segment Lifescience oder der chemischen Industrie können darüber hinaus auch die Medien selbst aggressiv sein. Dies würde im Laufe der Zeit zu einer Beschädigung des Ventils führen.

Das am meisten verbreitete Ventilprinzip im Bereich Lifescience ist die seit Langem bewährte Wippenventiltechnik. Ein Ventil in dieser Bauweise lässt sich generell gut spülen, arbeitet zuverlässig und zeichnet sich durch Rückdruckfestigkeit sowie einen geringen Pumpeffekt aufgrund des konstanten Volumens im Fluidraum aus. Zu den weiteren Vorteilen der Wippenventile gehören die hohe Flexibilität und Anpassungsfähigkeit an unterschiedlichste Anforderungen in der Fluidik. Die Ventile lassen sich ab Werk präzise für die Bedürfnisse einzelner Anwender optimieren. So können je nach Anforderung unterschiedliche Materialien verwendet, fluidische Schnittstellen definiert oder anwenderspezifische Montagevarianten, die sich an der spezifischen Einbausituation orientieren, ausgewählt werden. Weiterhin kann auch das interne Volumen der Ventile optimiert werden.

Kompakt und leistungsstark

Mit den neuen Ventilen der Typen 6624 und 6626 greift Bürkert den Trend zur Miniaturisierung im Bereich der Labor- und Analysegeräte auf. Aufgrund der dort eingesetzten Twinpower-Technologie stehen den Anwendern und OEMs in diesem Bereich Ventile zur Verfügung, die bei gleichen Leistungen bis zu 50 Prozent kleiner sind.

Die von Bürkert entwickelte Twinpower-Antriebstechnologie erhöht damit die Leistungsdichte massiv, da zwei Spulen statt bisher nur eine Spule im Ventilantrieb zum Einsatz kommen. Dadurch sinkt die Baugröße der Ventile und zugleich verbessert sich die Energieeffizienz. Dank einer integrierten Hit-and-Hold-Funktion liefert der Antrieb die nur kurzfristig benötigten hohen Anzugskräfte (»Hit«) und arbeitet im Haltezustand (»Hold«) mit einer Energieabsenkung von bis zu 75 Prozent. Da sich die elektrische Leistung im Twinpower-Konzept auf zwei Wärmequellen verteilt, punktet das optimierte Spulendesign im Vergleich zu herkömmlichen Aktoren zusätzlich durch eine geringere Wärmeentwicklung.

Energieverbrauch sinkt

Bürkert verbindet mit den auf der Hannover Messe 2011 vorgestellten neuen Ventilen der Typen 6624 und 6626 eine seit Langem bewährte, zuverlässige Fluidik mit einem innovativen Aktorenprinzip. Bei gleicher Nennweite und identischem Druckbereich sind die neuen Ventile um etwa die Hälfte kleiner. Die Reduktion der Baugröße erfordert somit in der Anwendung keinerlei Kompromisse hinsichtlich des Durchsatzes der Flüssigkeiten. Der durch die Twinpower-Technologie um bis zu 75 Prozent niedrigere Energieverbrauch sorgt für eine geringere Wärmeentwicklung und reduziert zugleich die Betriebskosten. Je nach Applikation können dadurch unter Umständen auch kleinere Netzteile verwendet werden, was zu einer zusätzlichen Bauraumreduktion führen kann.

Aufgrund eines optimierten Verhältnisses von Oberfläche zu Volumen reduziert sich durch die Twinpower-Technologie außerdem der Wärmetransfer ins Medium. Die Störgröße Temperatur, die sich negativ auf die Testergebnisse von Labor- und Analysegeräte auswirken kann, ist dadurch leichter zu beherrschen.

Die Fluidik der Ventile hat Bürkert ebenfalls optimiert, sodass sie sich unter anderem gut spülen lassen. Zudem sinkt die Gefahr einer Kreuzkontamination oder von Luftblasen im System, die die Dosiergenauigkeit negativ beeinflussen und zu unerwünschten Reaktionen führen können, weiter. Abgerundet wird die praxisgerechte Ausstattung der neuen Ventile durch eine weithin sichtbare Status-LED, mit deren Hilfe auch optisch überprüft werden kann, ob das Gerät eingeschaltet ist oder nicht.

Stark im System

Im Rahmen der für Bürkert typischen Systemlösungen spielen die Ventile Twinpower 6624 und 6626 ihre Stärken optimal aus. Dort sind sie Teil einer maßgeschneiderten, von Spezialisten entwickelten Lösung mit aufeinander abgestimmten Komponenten aus einer Hand. Die servicefreundlichen Komplettmodule lassen sich einfach und schnell montieren und reduzieren durch insgesamt weniger Schnittstellen das Risiko von Leckagen. Durch ihre kompakte Bauform erschließen Systemlösungen auf Basis der neuen Twinpower-Ventile neue Anwendungsbereiche und ermöglichen die Konstruktion insgesamt kompakterer Analyse- und Laborgeräte. Werden in einer Lösung mehrere Ventile des Typs 6624 eingesetzt, was nicht selten der Fall ist, addiert sich die Platzersparnis weiter. Dank geringem internen Volumen und kurzer Kanäle zwischen den Ventilen sparen diese Systeme nicht nur Platz, sondern auch teure Reagenzien. Auf diese Weise lassen sich die Betriebskosten der Geräte nachhaltig und während der gesamten Lebenszeit reduzieren.

Auf einen Blick

Magnetventile sind ein zentraler Bestandteil in der Steuerung von Fluiden. Mit der neuen Antriebstechnologie Twinpower, die eine deutliche Bauraumreduzierung ohne Leistungseinbußen erlaubt, setzt Bürkert nun einen Meilenstein. Das Ergebnis sind die Typen 6624 und 6626, die in Verbindung mit der bewährten und weiter optimierten Wippentechnologie hohe Durchflusswerte auf kleinstem Bauraum ermöglichen.

Erschienen in Ausgabe: Industrie Handbuch/2011