2 Nm při 1 s/90°: Noví superrychlíci ovládají vzduchotechnické zařízení obzvlášť rychle a bezpečně

Aby bylo řízení objemového průtoku v laboratořích, čistých a ultraclean místnostech a digestorech co nejvíce energeticky efektivní a bezpečné, musí používané otáčivé pohony splňovat přísné požadavky. Zejména u klapek laboratořních odvodů je klíčová krátká doba uzávěru, aby se předešlo nepříznivým rozdílům tlaku v prostorách a aby zaměstnanci nebyli ohroženi toxickými výpary. (Zdroj: Gruner AG)

V extrémních případech musí pohony pro odsávání vzduchu v laboratorním prostředí dosahovat doby chodu alespoň 3 s nebo méně. Aby tyto požadavky splnily, vyvinula společnost Gruner čtyři různé superrychlé pohony: dva modely dosahují při době chodu 3 s/90° točivého momentu 10 nebo 15 Nm, zatímco další dva s dobou 2 s/90° při 5 Nm a 1 s/90° při 2 Nm mají obzvlášť krátké reakční časy. (Zdroj: Gruner AG)

Potřeba točivého momentu závisí na různých faktorech, jako je konstrukce klapek, ložiska a těsnění. Výhodou nových pohonů Gruner v provozu je: ve srovnání s podobnými modely mají o 20 procent vyšší točivý moment a spolehlivě regulují i vysoké rychlosti vzduchu. (Zdroj: Gruner AG)

Superrychlíci se vyznačují o 20 procent kratšími expozičními časy a díky tomu se mohou výrazně lépe přizpůsobit změněným podmínkám než běžná řešení. (Zdroj: Gruner AG)

U aplikací, kde je médium v ventilačním kanálu silně znečištěné nebo obohacené agresivními látkami, by měl být superrychlý spínač použit ve spojení s GUAC (Gruner Universal Actuator Controller) a statickým senzorem. (Zdroj: Gruner AG)

„Největší výzvou při vývoji supers rychlých běžců bylo postavit tuto komponentu jako součást řídicího systému tak, aby celý systém vykazoval vysokou stabilitu,“ řekl Dr.-Ing. Wolfgang Spreitzer, člen představenstva společnosti Gruner AG. „Navíc jsme museli zejména u velmi vysokých točivých momentů upravit obvod tak, aby byla k dispozici potřebná energie pro pohyb motoru.“ (Zdroj: Gruner AG)

Damit je regulace objemového průtoku v laboratořích, čistých a sterilních prostorách či digestorech probíhala co nejvíce energeticky efektivně a bezpečně, musí používané otáčecí pohony splňovat vysoké požadavky. Zejména u klapek laboratorních odvodů je zásadní krátká doba uzávěru, aby se předešlo nepříznivým rozdílům tlaku v prostorách a aby zaměstnanci nebyli ohroženi toxickými výpary. Abychom mohli nabídnout vhodné pohony i pro provozní doby 3 s a méně a zvýšili spolehlivost v tomto náročném prostředí, přepracovala společnost Gruner AG své portfolio a vyvinula čtyři nové, odlišné superrychlé pohony. Ty se oproti dosavadním pohonům vyznačují o 20 procent vyšším točivým momentem a o 20 procent rychlejší odezvou: vedle jednoho modelu, který při 2 Nm dosahuje 1 s/90°, jsou k dispozici také typy s 5 Nm při 2 s/90°, 10 Nm při 3 s/90° a 15 Nm při 3 s/90° doby chodu. Tyto pohony se dokážou výrazně lépe přizpůsobit měnícím se podmínkám než běžná řešení a spolehlivě regulují i vysoké rychlosti proudění vzduchu.

„Superrychlé pohony – otáčecí pohony pro nastavování klapek v klimatizačních a ventilačních systémech, které mají velmi krátkou dobu chodu < 3 s – lze využít pro variabilní regulaci objemového průtoku s cílem dosáhnout úspory energie při optimální bezpečnosti,“ vysvětluje Dr.-Ing. Wolfgang Spreitzer, předseda představenstva společnosti Gruner AG. „Jsou vhodné také pro různé regulace podle EN 14175 pro ověřené laboratorní odvětrávání.“ Rychlé pohony – modely s rychlostí 5 s – již společnost Gruner, odborník na středně velké pohony, nabízela již dvanáct let, avšak zatím pouze dva superrychlé pohony. „Požadavky trhu se však změnily. Především v čistých a sterilních prostorách nebo laboratořích je potřeba typů, které dokážou realizovat vyšší točivé momenty při kratších dobách chodu a střední točivé momenty při velmi krátkých dobách chodu,“ dodává Spreitzer.

Tyto modely jsou klíčovou součástí bezpečného a přesného řízení přívodu a odvodu vzduchu, ale také odsávání digestorů. Tímto způsobem pohony zajišťují, že v žádném okamžiku nevznikají nepříznivé rozdíly tlaku – což je důležitá podmínka pro zajištění bezpečnosti práce na laboratorních odvětrávacích systémech a pro to, aby zaměstnanci nebyli ohroženi dalšími toxickými výpary. Navíc je zvláště ve farmaceutické výrobě nutné rychle a s vysokou přesností upravit objem nebo tlak vzduchu, jinak hrozí kontaminace léků v kaskádových systémech.

Bezpečné řízení vysokých rychlostí proudění vzduchu

V extrémních případech musí být pohony pro odvětrávání v laboratořích schopny dosáhnout doby chodu minimálně 3 s nebo méně. Aby tyto požadavky splnily, vyvinula společnost Gruner čtyři různé superrychlé pohony: dva modely dosahují při době chodu 3 s/90° točivého momentu 10 nebo 15 Nm, zatímco další dva s 2 s/90° při 5 Nm a 1 s/90° při 2 Nm mají mimořádně krátké reakční časy. „V některých případech jsou požadovány ještě kratší doby chodu, které dosud realizovaly pneumatické pohony,“ vysvětluje Spreitzer. „Speciálně zde lze superrychlý pohon s dobou chodu 1 s/90° využít. To umožňuje levnější konstrukci zařízení při zachování provozní bezpečnosti.“

Všechny nové modely společnosti Gruner se vyznačují speciálními motory s nově konstruovaným převodem, bezkartáčovým vnitřním rotorem a propracovanými řídicími algoritmy, které dohromady zajišťují mimořádně dlouhou životnost 100 000 plných cyklů nebo 1 500 000 dílčích cyklů. Použití bezkartáčového vnitřního rotoru umožňuje dosáhnout velmi vysoké hustoty točivého momentu při velké otáčivosti. „Vyšší točivé momenty jsou potřeba k bezpečnému pohybu klapkového listu i při vysokých rychlostech proudění vzduchu. Představte si klapkový list jako křídlo letadla,“ říká Spreitzer. „Proudící vzduch vytváří vztlak, který se přes uložené klapky přemění na točivý pohyb a tím působí točivý moment proti směru otevírání.“

Bezpečný, stabilní systém i při vysokých točivých momentech

Potřeba točivého momentu závisí na různých faktorech, jako je konstrukce klapky, její ložiska a těsnění. Například velmi velká žaluzie s rozměry 100 x 120 cm a únikovým proudem vzduchu při zavřené klapce (podle EN 1751 s testovacím tlakem do 2000 Pa ve třídě 4) vyžaduje rozbíjecí moment minimálně 20 Nm. Tento požadavek splňuje typ 227CS-024-15B – model s 15 Nm při době chodu 3 s/90°, protože superrychlé pohony společnosti Gruner obvykle mají rozbíjecí moment asi o 35 procent vyšší než jmenovitý moment. „Největší výzvou při vývoji superrychlých pohonů bylo navrhnout takovou součást jako součást regulačního systému, aby celé zařízení vykazovalo vysokou stabilitu,“ vysvětluje Spreitzer. „Navíc jsme museli upravit řídicí obvody tak, aby bylo možné dodat potřebnou energii pro pohyb motoru při velmi vysokých točivých momentech.“

Nově vyvinuté pohony však nejenže dosahují o 20 procent vyššího točivého momentu než srovnatelné řešení, ale také mají o 20 procent rychlejší dobu chodu. To přináší výhodu v tom, že změněné požadavky na ventilační systém lze zvládnout velmi rychle a bezpečně, přičemž se může kontinuálně zaručit požadovaná provozní bezpečnost. Krátké reakční časy jsou dosaženy přesným sladěním mechanického převodu, vnitřního rotoru a řídicích algoritmů.

Statický senzor při znečištěných, agresivních médiích

Vzhledem k tomu, že v některých aplikacích je potřeba různých úhlů otevření, se superrychlé pohony vyznačují také škálovatelnou přesností regulace: jako standard jsou pohony Gruner dodávány s úhlem otáčení 90°, který však lze vždy zkrátit. Aby zůstala zachována dostupná rozlišení 10 V, lze je přizpůsobit změněnému úhlu. Navíc byl integrován bezpečnostní spínač, který zajišťuje, že při manuálním vysunutí nedojde ke škodám na převodu. Spínač vypne motor, dokud je tlačítko pro vysunutí stisknuté.

U aplikací, kde je médium v ventilačním kanálu silně znečištěné nebo obsahuje agresivní látky, by měl být superrychlý pohon použit ve spojení s GUAC (Gruner Universal Actuator Controller) a statickým senzorem. Senzor není prouděn médii a nemůže být jím poškozen. Tento prvek však nabízí i další výhody: je nezávislý na poloze, takže ventilační klapka nemusí být kalibrována na konkrétní polohu. Tím je eliminován potenciální zdroj chyb. „Navíc má vysokou dlouhodobou stabilitu, což znamená, že není nutné cyklické kalibrace,“ vysvětluje Spreitzer. „Obzvlášť v čistých prostorách, například ve výrobě léků nebo čipů, je to složité, protože tento proces nelze provádět za provozu.“