Sauber abgefüllt

Ventile für eine Abfüllanlage für Druckerpatronen

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06.08.2012 Bei Konstruktion, Planung und Bau einer Abfüllanlage von Tinte für Druckerpatronen müssen einige wesentliche Kriterien beachtet werden. Ventile stellen dabei eine wesentliche Komponente dar. Kundenspezifische Aseptik-Membranventile, die den Atex-Anforderungen entsprechen, verhindern die Verunreinigung mit Tinte.

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Entscheider-Facts Für Anwender

  • Sneyders Machineconstructie wurde
  • mit Konzeption, Planung und Herstellung einer Tintenpatronen-Abfüllan-
  • ­lage für einen der führenden Hersteller von industriellen Drucklösungen be­auftragt.
  • Zu den entscheidenden Komponenten gehören die eingesetzten Ventile.
  • Damit sich die Tinten nicht vermischen, fiel die Wahl auf Aseptik-Ventile, da diese im Vergleich zu anderen Ventilkonstruktionen eine selbstentleerende Konzeption aufweisen und somit keine Tintenreste in den Ventilen verbleiben.
  • Wichtig ist, dass die Anforderungen an die Entleerung des Ventils erfüllt werden,  so zum Beispiel die Montage des Ventils in einem bestimmten Winkel.
  • Die Atex-Zulassung für die Ventile wurde benötigt, weil die dispensierten Tinten entzündlich sind.

Das belgische Unternehmen Sneyders Machineconstructie ist einer der führenden Lieferanten von Abfüll- und Verpackungsanlagen. Das Unternehmen ist auf die Herstellung von Linearfüllmaschinen spezialisiert, die sich für eine Vielzahl von Anwendungen eignen, wie beispielsweise die Abfüllung von Ölen, Seifen, Reinigungsmitteln, Pflegelotionen und chemischen Produkten.

Ventile sind wesentliche Komponenten der Anlage

Als Sneyders Machineconstructie mit der Konzeption, der Planung und der Herstellung einer Tintenpatronen-Abfüllanlage für einen der führenden Produzenten von industriellen Drucklösungen beauftragt wurde, fiel die Wahl auf einen Hersteller, der kundenspezifische Ventile entwickelt. Diese Ventile stellen eine wesentliche Komponente der gesamten Anlage dar. Es handelt sich hierbei um spezielle selbstentleerende Aseptik-Membranventile mit Atex-Zulassung.

Sneyders wandte sich an das für Anwendungen zuständige Team des Herstellers mit der Bitte um ein Angebot für die Spezialventile. In Zusammenarbeit mit dem Entwicklungsteam des Kunden erstellten die Anwendungsingenieure eine Produktspezifikation, die die mechanischen Eigenschaften, die Abmessungen, die Anschlüsse mit deren Lage für Ein- und Auslass und die Übereinstimmung mit den entsprechenden Normen – einschließlich der Zertifizierung nach Atex – umfasst.

Eine 3D-Zeichnung des kundenspezifischen Aseptik-Ventils wurde innerhalb von zwei Tagen vorgelegt. Damit konnte das Entwicklungsteam von Sneyders sehr einfach prüfen, ob die Ventile in deren kompakte Konstruktion passen.

„Das frühzeitige Zurverfügungstellen der Zeichnung war für uns ein großer Vorteil, da wir dadurch die gesamte Planungszeit für das Projekt reduzieren konnten“, so Jef Broeckx von Sneyders. „Die speziellen Ventile wurden dann innerhalb von nur sechs Wochen geliefert; dies hat dazu beigetragen, dass wir den knappen Liefertermin für die Anlage einhalten konnten“.

Erst Tinte, dann Reingungsmittel

Das Unternehmen für Drucklösungen fertigt industrielle Druckmaschinen für das Bedrucken von Produkten mit Barcodes, Haltbarkeitsdaten oder sonstigen Informationen, während diese über ein Transportband laufen. Die Tinte für die Drucker wird in 750 ml fassenden Druckerpatronen bereitgestellt; das Unternehmen benötigt deshalb eine Anlage, um die Patronen wahlweise mit Tinte oder mit Reinigungsmittel zu befüllen. Da die Anlage die Patronen mit verschiedenen Tintenfarben zu befüllen hat, muss sie leicht zu säubern sein, um Verunreinigungen auszuschließen.
Wichtig dabei ist es auch sicherzustellen, dass sich die verschiedenen zu dispensierenden Tintenfarben nicht vermischen. Die Wahl fiel daher auf Aseptik-Ventile, da diese im Vergleich zu anderen Ventilkonstruktionen eine selbstentleerende Konzeption aufweisen und somit keine Tintenreste in den Ventilen verbleiben. Solche Reste lassen sich nur schwer entfernen und erfordern zur vollständigen Beseitigung ausgiebige Reinigungsvorgänge.

Die Atex-Zulassung für die Ventile wurde benötigt, weil die dispensierten Tinten entzündlich sind. Darüber hinaus mussten die Ventile mit speziellen Flanschen ausgestattet sein, um die Kompatibilität mit den anderen Anschlussflanschen der Anlage zu gewährleisten. Somit waren auch keine Adapter erforderlich, die zu Mehrkosten und längeren Planungszeiten für das Projekt geführt hätten.

Das Lösungskonzept von Sneyders für diese Befüllanwendung von Druckerpatronen stellt eine Anlage dar, die aus kundenspezifischen Modulen und aus darauf abgestimmten Komponenten besteht. Abfüllanwendungen erfordern bei hohen Befüllgeschwindigkeiten hochpräzise und konstante Messungen. Deshalb wählte Sneyders die für Hygieneanforderungen konzipierten Durchflussmessgeräte, die auf der Coriolis-Technik für die Massedurchflussmessung basieren. Zwei austauschbare Abfüllmodule ermöglichen, dass jeweils eines davon in Gebrauch ist, während das andere gereinigt wird. Eine SPS sorgt für die gesamte Steuerung der Anlage.

„Unser Lieferant war in der Lage, unsere speziellen Anforderungen an die Steuerventile in eine rasche Lieferung umzusetzen“, so Jef Broeckx von Sneyders. „Auch als der Projektumfang zu einem späten Zeitpunkt geändert wurde und zwei Ventile mit jeweils maßgeschneiderten Anschlüssen hinzukamen, wurden diese innerhalb von nur zwei Wochen geliefert“.

Was heißt Selbstentleerung bei Prozessventilen?

Eines der wichtigsten Kriterien bei Ventilen, die in aseptischen Prozessen eingesetzt werden sollen, ist deren Selbstentleerung. Aus diesem Grund gilt nach wie vor das Membranventil als das Ventil der Wahl für diese Art von Anwendungen.

Um eine optimale Selbstentleerung der horizontal montierten Ventile zu erreichen, müssen die folgenden Kriterien berücksichtigt werden:

  • geeignetes  Design und entsprechende innere Geometrie des Zwei-Wege-Ventilgehäuses
  • Qualität der Oberfläche im Inneren des Zwei-Wege-Ventils,
  • totraumfreie Ventileinheit,
  • selbstentleerende Montagelage,
  • Neigung des installierten Zwei-
  • Wege-Ventilgehäuses,
  • Anschlüsse sowie
  • Beschaffenheit der Medien.

Der Konstrukteur des Systems und der Endkunde müssen darauf achten, dass die Anforderung an das Entleeren des Ventils erfüllt werden. Es ist zum Beispiel wichtig, das Ventil in einem bestimmten Winkel zu montieren, damit das Medium in der offenen Position abfließen kann.
Für eine optimale Entleerung wird empfohlen, die Verrohrung und die Ventile mit einer Neigung von 1% (10 mm/m) bei langen Wegen und 2 % (20 mm/m) bei kurzen Wegen zu montieren. Auf diese Weise wird das vollständige Entleeren der Prozessanlage gewährleistet.
Falls erforderlich, kann das Anschlussende des Ventilgehäuses gekennzeichnet werden, so dass bei korrekter Montage die Kennzeichnung die Mittelachse des Anschlussendes vertikal durchläuft.

Heftausgabe: August 2012

Über den Autor

Gert Janssens, Vertriebsingenieur Asco Numatics
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