2 Nm in 1 s/90°: Nuovi supervelocisti regolano gli impianti di ventilazione degli ambienti in modo particolarmente rapido e sicuro

Per garantire che il controllo del flusso volumetrico nei laboratori, ambienti di sterilizzazione e camere pulite, nonché nei digestori, avvenga nel modo più efficiente dal punto di vista energetico e sicuro possibile, i servomotori utilizzati devono soddisfare requisiti elevati. Soprattutto per le valvole delle sezioni di laboratorio, è essenziale un breve tempo di chiusura, in modo da evitare differenze di pressione sfavorevoli negli ambienti e prevenire che i lavoratori siano esposti a vapori tossici. (Fonte: Gruner AG)

Nel caso estremo, gli attuatori per le estrazioni dell'aria in ambienti di laboratorio devono avere tempi di funzionamento di almeno 3 secondi o meno. Per soddisfare questi requisiti, Gruner ha sviluppato quattro diversi super-velocisti: due modelli raggiungono un momento torcente di 10 o 15 Nm con un tempo di corsa di 3 s/90°, mentre altri due con 2 s/90° a 5 Nm e 1 s/90° a 2 Nm possiedono tempi di reazione particolarmente brevi. (Fonte: Gruner AG)

Il fabbisogno di coppia dipende da diversi fattori come la costruzione delle alette, i cuscinetti e le guarnizioni. Il vantaggio dei nuovi attuatori Gruner in uso: rispetto a modelli simili, hanno una coppia superiore del 20% e regolano anche alte velocità dell'aria in modo affidabile. (Fonte: Gruner AG)

I supervelocisti si distinguono per tempi di chiusura più brevi del 20 percento e possono adattarsi molto meglio rispetto alle soluzioni tradizionali a condizioni mutate. (Fonte: Gruner AG)

In applicazioni in cui il mezzo nel canale di ventilazione è fortemente inquinato o arricchito con mezzi aggressivi, dovrebbe essere utilizzato il superspeed in combinazione con un GUAC (Gruner Universal Actuator Controller) e con un sensore statico. (Fonte: Gruner AG)

«La sfida più grande nello sviluppo dei supervelocisti è stata quella di integrare questa componente come parte di un sistema di controllo in modo che l'intero sistema garantisca un'elevata stabilità», ha affermato il dottor ingegnere Wolfgang Spreitzer, membro del consiglio di amministrazione di Gruner AG. «Inoltre, abbiamo dovuto adattare particolarmente il circuito, soprattutto a coppie molto alte, in modo che l'energia necessaria per il movimento del motore possa essere fornita.» (Fonte: Gruner AG)

Affinché il controllo del flusso volumetrico nelle aule di laboratorio, ambienti puliti e camere bianche, nonché nei digestori, avvenga nel modo più efficiente dal punto di vista energetico e sicuro, i servomotori impiegati devono soddisfare elevati requisiti. Soprattutto per le saracinesche delle linee di campionamento di laboratorio, è essenziale una breve durata di chiusura per evitare diseguali differenze di pressione negli ambienti e per non mettere a rischio i lavoratori a causa di vapori tossici. Per poter mettere a disposizione motori adatti anche per tempi di funzionamento di 3 secondi o meno e per aumentare la sicurezza operativa in questo ambiente difficile, Gruner AG ha rielaborato il proprio portafoglio e sviluppato quattro nuovi, diversi supervelocisti. Questi si distinguono rispetto ai motori precedenti per un momento torcente superiore del 20 percento e una risposta più rapida del 20 percento: oltre a un modello che raggiunge 1 s/90° a 2 Nm, sono disponibili anche tipologie con 5 Nm a 2 s/90°, 10 Nm a 3 s/90° e 15 Nm a 3 s/90°. Possono adattarsi molto meglio rispetto alle soluzioni tradizionali alle condizioni variate e regolano anche alte velocità dell’aria in modo affidabile.

„Supervelocisti – Servomotori per la regolazione delle saracinesche negli impianti di ventilazione, con tempi di corsa molto brevi inferiori a 3 s – possono essere impiegati per il controllo variabile del flusso volumetrico, al fine di ottenere un risparmio energetico con la massima sicurezza“, spiega il Dr.-Ing. Wolfgang Spreitzer, membro del consiglio di amministrazione di Gruner AG. „Sono anche adatti per diverse regolazioni secondo EN 14175 per campionamenti di laboratorio certificati.“ I modelli con velocità di 5 s – già presenti nel catalogo di Gruner, specialista in attuatori medi – fin da dodici anni, includono finora solo due supervelocisti. „Le richieste di mercato sono però cambiate. Soprattutto in ambienti di camere bianche o laboratori, c’è bisogno di tipologie che realizzino momenti torcenti più elevati con tempi di corsa più brevi, e momenti torcenti medi con tempi di corsa molto brevi“, prosegue Spreitzer.

Questi modelli sono componenti fondamentali per controllare in modo sicuro e preciso sia l’aria di immissione e di scarico, sia l’aspirazione dei digestori. In questo modo, i motori assicurano che in nessun momento si creino differenze di pressione sfavorevoli – una condizione essenziale per garantire la sicurezza sul lavoro nelle linee di campionamento di laboratorio e per non mettere a rischio i lavoratori a causa di vapori tossici aggiuntivi. Inoltre, soprattutto nella produzione di farmaci, è necessario regolare rapidamente e con alta precisione il volume o la pressione dell’aria, altrimenti si rischia di contaminare i medicinali in aree a cascata.

Regolare in modo sicuro alte velocità dell’aria

In casi estremi, i motori per le estrazioni d’aria in ambienti di laboratorio devono avere tempi di corsa di almeno 3 s o meno. Per soddisfare queste esigenze, Gruner ha sviluppato quattro diversi supervelocisti: due modelli raggiungono, con un tempo di 3 s/90°, un momento torcente di 10 o 15 Nm, mentre altri due con 2 s/90° a 5 Nm e 1 s/90° a 2 Nm vantano tempi di risposta particolarmente brevi. „In alcuni casi vengono richiesti tempi di corsa ancora più brevi, finora realizzati con attuatori pneumatici“, spiega Spreitzer. „In particolare, qui può essere impiegato il supervelocista con 1 s/90° di tempo di corsa. Ciò consente una progettazione dell’impianto più conveniente, mantenendo comunque la sicurezza operativa.“

Tutti i nuovi modelli di Gruner si distinguono per motori speciali con trasmissione di nuova concezione, un rotore interno senza spazzole e algoritmi di controllo sofisticati, che garantiscono una durata di vita particolarmente elevata di 100.000 cicli completi o 1.500.000 cicli parziali. L’uso di rotori interni senza spazzole permette di ottenere un’alta densità di momento torcente con grande velocità di rotazione. „Per muovere in modo sicuro le palette delle saracinesche anche a velocità dell’aria elevate, sono necessari momenti torcenti più elevati. Si può immaginare la palette come un’ala di un aeroplano“, spiega Spreitzer. „L’aria che scorre crea una portanza, che viene trasformata in un movimento rotatorio attraverso il supporto della saracinesca, generando così un momento torcente contrario alla direzione di apertura.“

Sistema sicuro e stabile anche con elevati momenti torcenti

Il fabbisogno di momento torcente dipende da vari fattori, come la costruzione della saracinesca, i cuscinetti e le guarnizioni. Ad esempio, una grande saracinesca a lamelle di 100 x 120 cm con flusso di aria di perdita in posizione chiusa (secondo EN 1751, pressione di prova fino a 2000 Pa in classe 4) richiede un momento di sforzo di almeno 20 Nm. Questo viene soddisfatto dal modello 227CS-024-15B – il modello con 15 Nm a 3 s/90°, poiché i supervelocisti di Gruner tipicamente hanno un momento di sforzo di circa il 35% superiore rispetto al momento nominale. „La sfida principale nello sviluppo dei supervelocisti è stata quella di realizzare questa componente come parte di un sistema di regolazione, in modo che l’intero sistema risulti molto stabile“, spiega Spreitzer. „Inoltre, abbiamo dovuto adattare il circuito anche per i momenti torcenti molto elevati, in modo da fornire l’energia necessaria al movimento del motore.“

I nuovi attuatori non solo raggiungono un momento torcente superiore del 20% rispetto a soluzioni comparabili, ma anche una corsa più rapida del 20%. Ciò permette di regolare tempestivamente le variazioni delle esigenze del sistema di ventilazione e di garantire costantemente la sicurezza operativa. I tempi di risposta brevi sono ottenuti grazie a un’accurata combinazione tra riduzione meccanica del rapporto, rotore interno e algoritmi di controllo.

Sensore statico per ambienti con media sporchi e aggressivi

Poiché in alcune applicazioni sono necessari diversi angoli di rotazione, i supervelocisti si distinguono anche per la scalabilità delle precisioni di regolazione: come standard, i motori Gruner vengono forniti con un angolo di rotazione di 90°, che può comunque essere ridotto. Per mantenere la risoluzione disponibile di 10 V, questa può essere adattata a questo angolo modificato. Inoltre, è stato integrato un interruttore di sicurezza che garantisce che il cambio non subisca danni durante una manovra manuale. L’interruttore interrompe l’alimentazione del motore finché il pulsante di manovra è premuto.

In applicazioni in cui il media nel condotto di ventilazione è molto sporco o contaminato da sostanze aggressive, si consiglia di utilizzare il supervelocista in combinazione con un GUAC (Gruner Universal Actuator Controller) e con un sensore statico. L’elemento sensore non viene attraversato dal media e quindi non può essere danneggiato da esso. Tuttavia, questa componente offre anche altri vantaggi: innanzitutto, è indipendente dalla posizione, quindi la saracinesca di ventilazione non deve essere calibrata in funzione dell’orientamento di installazione. In questo modo si elimina una potenziale fonte di errore. „Inoltre, ha un’elevata stabilità a lungo termine, cioè non è necessario calibrare ciclicamente“, spiega Spreitzer. „Particolarmente in ambienti sterili, come nella produzione di farmaci o di chip, questa operazione risulta difficile, poiché non può essere eseguita durante il funzionamento.“