Die Klappankerventile der Firma Bürkert kommen in einem automatischen Dichtheitstestsystem zum Einsatz. Dieses hat der Hersteller aprotec GmbH speziell für die Verwendung in Camping-Klimaanlagen entwickelt.

Ventile sind überall dort essenziell, wo Fluide im Einsatz sind. Von der Wasser- und Abwasseraufbereitung über die Food- und Pharmaindustrie bis hin zur Kosmetikherstellung oder Petrochemie sowie Wasserstoffanwendungen werden Ventile mit der Steuerung von Gasen und Flüssigkeiten betraut. Auch in vielen Prüfeinrichtungen sind Ventile unabdingbar. Ein Beispiel sind Testsysteme für Klimageräte, deren Verrohrung man auf Dichtheit überprüfen muss, damit das Kältemittel nicht entweicht. Für solche Anlagen zur Dichtheitsprüfung sind Ventile gefragt, die ebenfalls eine hohe Dichtheit garantieren, robust und langlebig sind sowie bei kompakter Bauform einen großen Durchsatz ermöglichen.

Testsystem eliminiert Mensch als Fehlerquelle

Für die Klimatisierung von Campern und Wohnmobilen gibt es eine große Auswahl an Kühlgeräten. Doch eines haben sie alle gemeinsam: Man muss sie vor der Nutzung auf ihre Dichtheit überprüfen, damit sie lange zuverlässig funktionieren. Oft geschieht das manuell: Um die Dichtheit der Verrohrung für das Kältemittel zu überprüfen, wird ein spezieller Schnüffelsensor an die einzelnen Verbindungsstellen gehalten. Die Werte solcher manuellen Messungen sind aber nicht reproduzierbar. Zudem sind sie leider auch nicht immer zuverlässig, da unterschiedlich lange und nicht immer aus gleicher Entfernung gemessen wird.

Für die Firma Truma, einen Hersteller von Wohnmobil-Klimaanlagen, hat die aprotec GmbH deshalb jetzt ein Testsystem entwickelt. Es überprüft die Verrohrung der Geräte automatisch auf ihre Dichtheit und verhindert, dass der Mensch, der den Schnüffelsensor bedient, zur Fehlerquelle wird.

Schnüffel-Klammern ermöglichen genaue Messungen

Die aprotec GmbH mit Sitz im bayerischen Karlstadt entwickelt Lösungen für die Automatisierung, Prozessanlagen- und für Dichtheitsprüftechnik. Anwendung finden die Systeme in den unterschiedlichsten zu Bereichen. Mit Anlagen zur Dichtheitsprüfung hat die Firma ebenfalls Erfahrung und entwickeln in enger Zusammenarbeit mit den Kunden auf die jeweiligen Anforderungen abgestimmte Lösungen. Auch für den Test der Klimageräte entstand so ein maßgeschneidertes Testsystem.

Zentraler Bestandteil des Systems sind die sogenannten Schnüffel-Klammern. Anwender bringen diese manuell auf allen zu prüfenden Verbindungstellen der Rohre an. Dann misst im ersten Schritt eine zusätzliche Schnüffel-Klammer, die nicht am eigentlichen Prüfprozess beteiligt ist, den am Klimagerät vorhanden Untergrund. Ist dieser im gewünschten Bereich, wird das Klimagerät zunächst auf ein Vakuum von ca. 1 mbar abs. evakuiert und danach das Prüfgas (Formiergas oder Helium) mit einem Druck von 40 bar in das Klimagerät eingeleitet.

Im anschließenden Groblecktest sind alle Klammern dem Nachweisgerät zugeschaltet, danach prüft man jede Schnüffel-Klammer einzeln und kontrolliert davor jedes Mal der Untergrund, um die Leckrate an jeder Klammer zu messen.

Zwölf Klappankerventile

Tritt Formiergas oder Helium an einer Leckstelle aus, führen integrierte Förderkapillaren in den Schnüffel-Klammer das entsprechende Gas zum Nachweissystem, wo es angezeigt wird. Die Aufgabe des sicheren Umschaltens zwischen den einzelnen Klammern übernimmt ein Ventilblock. In diesem sind zwölf Klappankerventile von Bürkert Fluid Control Systems verbaut.

Alle Schnüffel-Klammern sind durch Förderkapillare an diese Ventile angeschlossen. Die Ventile schalten dann so, dass die Förderkapillare nacheinander mit dem Nachweissystem verbunden werden. Somit ist eine eindeutige Zuordnung der Schnüffel-Klammer zu einer Leckstelle gewährleistet.

Das schnelle Schaltverhalten der eingesetzten Klappankerventile ermöglicht zudem einen stabilen Messprozess. Der Werker, der die Schnüffel-Klammer am Klimagerät platziert, bekommt optisch an der Klammer den Status der Prüfung angezeigt. Zur Kalibrierung des Systems lässt sich ein Eichnormal an den Klammern anbringen, kalibriert wird dann automatisch.

„Wir arbeiten schon lange mit den Fluidikspezialisten von Bürkert zusammen und sind von der Qualität und Zuverlässigkeit der Ventile überzeugt. Für uns sind diese Eigenschaften bei allen eingesetzten Komponenten wichtig, da wir bei unseren Anlagen ebenfalls einen hohen Qualitätsanspruch haben“, sagt Michael Landgraf, Geschäftsführer bei aprotec.

Klappankerventile in diversen Ausführungen erhältlich

Bei den eingesetzten Ventilen handelt es sich um direktwirkende, mediengetrennte Klappankerventile, die in 3/2- und 2/2-Wege Ausführung erhältlich sind. Als 3/2-Wege-Version kann man sie als Verteiler- oder Mischventil einsetzen. Passend zur jeweiligen Applikation stehen unterschiedliche Membranwerkstoffe und Wirkungsweisen zur Verfügung. Das Gehäuseangebot besteht aus Messing, Edelstahl, PEEK oder Polypropylen. Die Magnetspulen werden mit einem chemisch hoch beständigen Epoxid umpresst.

Da das Spulensystem durch eine Membran vom Medium getrennt ist, eignet sich das Ventil auch für kritische Medien wie aggressive Säuren und Laugen. Für die Inbetriebnahme und Prüfung ist der Typ 0331 mit einer Handbetätigung ausgestattet. Der Schaltzustand kann über eine Stellungsrückmeldung als Binär- oder NAMUR-Signal ausgegeben werden.

Hoher Durchsatz bei kompakter Bauweise

Zur Reduzierung des Energiebedarfs sind alle Spulen mit einer elektronischen Leistungsabsenkung oder als Impulsausführung lieferbar. Magnetventile, die mit der energieeffizienten Kick-and-Drop-Spule ausgestattet sind, ermöglichen bis zu 80 Prozent Energieeinsparung, eine deutlich geringere Eigenerwärmung sowie einen bis zu 200 Prozent höheren Schaltdruck. Charakteristisch für die Kick-and-Drop-Spule ist die Erzeugung einer hohen Leistung beim Öffnen des Ventils (Kick) und deren drastische Reduzierung im Haltebetrieb des Ventils (Drop). Die Steuerung übernimmt eine in die Spule integrierte Elektronik.

Michael Landgraf ergänzt: „Zudem sind die Ventile selbst ebenfalls vakuumdicht bis 1*10-7 mbar*l/s. Mit 4 mm Nennweite ermöglichen sie zudem, trotz der kompakten Abmessungen, einen hohen Durchsatz.“

Als praxisgerecht erwies sich aber auch noch eine weitere Eigenschaft: Alle drei Ventilabgänge sind unten am Gehäuse angeordnet. Das ist ein Vorteil gegenüber anderen Ventil-Ausführungen, bei denen der dritte Abgang normalerweise oben ist. Sind dagegen alle drei Abgänge in der gleichen Ebene, muss im Servicefall einfach nur das Ventil getauscht werden, ohne an der Verschlauchung etwas zu verändern. Sowohl die Entwickler des Dichtheit-Prüfsystems als auch der Hersteller der Klimageräte sind sehr zufrieden; alle Messergebnisse sind nicht zuletzt dank der Ventile jederzeit reproduzierbar und sauber dokumentiert.