Die Mengenregelventile von MLS Lanny regeln den Durchfluss von Gasen und lassen sich in vielen Anwendungen einsetzen. Dabei kann ein Ventil mit verschiedenen Gasen, z. B. Argon, Helium, Stickstoff und Kohlendioxid, betrieben werden, da spezielle Kennlinien für die Gasartenwahl hinterlegt sind. Es können sogar mehrere Mengenregelventile, bei denen unterschiedliche Gase ausgewählt wurden, miteinander parallel geschaltet werden, um die Gase zu mischen.
Der Autor: Jens Peter Schmidt, technischer Redakteur, MLS Lanny, Bad Wildbad
Eine Anwendung ist das Laserschweißen, wobei die Mengenregelventile die Menge der zugeführten Schutzgase regeln, denn die Schweißschutzgase haben einen großen Einfluss auf den Schweißprozess und die Qualität der Schweißnaht. Ihre Hauptaufgabe ist es, den heißen Werkstoff vor der Atmosphäre zu schützen, denn diese kann zur Aufnahme von Stickstoff und Feuchtigkeit oder zur Oxidation an der Oberfläche führen. Durch Zugabe von CO2, Sauerstoff, Helium, Stickstoff oder Wasserstoff ist es möglich, den Schweißprozess thermisch oder metallurgisch zu beeinflussen.
Beim Wärmeleitungsschweißen bringt der Laser das Material an der Oberfläche zum Schmelzen. Die im schmelzenden Material entstehende Konvektion kann durch Schweißschutzgase beeinflusst und das Einbrandprofil an die schweißtechnischen Anforderungen angepasst werden. Beim Tiefschweißen wird das Metall nicht nur geschmolzen, sondern auch aus dem entstehenden tiefen Loch verdampft. Diese austretende Plasmawolke muss mit einem Schutzgas weggeblasen werden, weil sie sonst die Laserenergie absorbieren würde, die dem Schweißprozess dann fehlen würde.
Anwendung auch in der Oberflächenbeschichtung
Eine andere Anwendung ist die Oberflächenbeschichtung durch WIG-Auftragsschweißen, wobei die Mengenregelventile zur Dosierung der inerten Schutzgase dienen, um die Elektrode und das Schmelzbad vor den negativen Einflüssen der Atmosphäre zu schützen. In der Prozesstechnik mischen und dosieren sie Gase. Bei der Lebensmittelverpackungsindustrie können sie zur Schutzgasdosierung verwendet werden. Um den Durchfluss regeln zu können, muss der Durchfluss bzw. die Strömungsgeschwindigkeit sensorisch gemessen werden. Dafür können verschiedene Messverfahren angewandt werden.
Der thermische Luftmassenmesser besteht aus einem Hitzdrahtelement und einem Lufttemperatursensor, mit dem der Heizstrombedarf bestimmt wird. Der Heizstrom wird so reguliert, dass der Temperaturunterschied zwischen Hitzdrahtelement und Luftstrom konstant bleibt. Je mehr Luft am Hitzdraht vorbeiströmt, umso höher muss der Heizstrom sein. Der Heizstrom ist ein Maß für die durch einen definierten Kanal strömende Luftmasse. Dieses thermische Verfahren hat eine hohe Messgenauigkeit, arbeitet ohne Druckverlust, benötigt aber zusätzliche Leistung für den Heizstrom.
Bei der Durchflussmessung nach dem Wirkdruckverfahren wird die Fluidströmung durch eine Drossel in Form einer Messblende oder einer Düse eingeschnürt und der Druckabfall über die Drossel gemessen. Zur Bestimmung des Volumenstroms werden hierbei zwei Informationen benötigt. Zum einen wird die Druckdifferenz zwischen einem Messpunkt vor der Verengung des Strömungsquerschnitts und dem Messpunkt an der engsten Querschnittsfläche der Strömung gemessen. Zum anderen werden die Querschnittsflächen an beiden Messpunkten benötigt.
Die scharfe Messblende bietet zwar eine höhere Messgenauigkeit, verursacht aber hinter der Blende eine große reibungsbehaftete Wirbelbildung und damit deutlich größere Druckverluste als bei einer ungestörten Rohrströmung. Deshalb nutzen die Mengenregelventile von MLS Lanny eine Venturidüse, bei der die Veränderung des Strömungsquerschnitts deutlich weniger abrupt als bei einer Messblende erfolgt. Dadurch ist auch der Wirkdruck, also die Druckdifferenz zwischen dem statischen Druck vor der Düse und dem statischen Druck am kleinsten Strömungsquerschnitt, und damit auch die Messgenauigkeit der Düse geringer. Die Düse sorgt für eine annähernd laminare Strömung, d. h. sie vermeidet die energetisch nachteiligen Druckverluste durch starke Wirbelbildung. Der gesamte Druckverlust dieser Mengenregelventile beträgt maximal 300 mbar. Die Venturidüse ist außerdem kostengünstig und wartungsarm.
Mengenregelventile nicht nur von der Stange
Die Mengenregelventile von MLS Lanny bieten im Gegensatz zu Standardausführungen eine Diagnosefunktion, die erst aufgrund ihrer Feldbus-Ansteuerung (Profibus, EtherCAT und diverse andere Feldbusse) ermöglicht wird. So werden die Versorgungsspannung, der Ein- und Ausgangsdruck sowie die Temperatur der Elektronik überwacht. Die Feldbusdiagnose liefert weitere Daten.
Die Mengenregelventile zeichnen sich nicht nur durch eine hohe Geschwindigkeit, Zuverlässigkeit und kleine Baugröße aus, sondern ermöglichen auch ein großes Einsparpotenzial im Gasverbrauch, weil immer die optimale Gasmenge an den laufenden Prozess besonders schnell angepasst werden kann. Ihre Fähigkeit, kontinuierlich Daten austauschen und sich automatisch situationsgerecht an laufende Produktionsprozesse anpassen zu können, erfüllt eine Voraussetzung zur Realisierung der Industrie 4.0, der möglichen Zukunft der industriellen Produktion aus der Perspektive des Jahres 2025. I
Info & Kontakt
MLS Lanny GmbH
Tel.: 07081 9534-0
Detaillierte Informationen zu den Mengenregelventilen
Teilen:
