France

Flipperventile mit optimierter Spülbarkeit

Redakteur: Peter Reinhardt

Auch an mediengetrennte Miniaturmagnetventile wird die Anforderung gestellt, dass diese immer leistungsstärker und gleichzeitig kleiner werden müssen. Durch den Aufbau mit einer Membran erreichen Wippenventile, wie sie Anfang der 90er Jahre von der Bürkert GmbH & Co. KG: eingeführt wurden, sehr geringe interne Volumina und sind gut spülbar.

Die Trägheit der Membran begrenzt allerdings die mögliche Schaltgeschwindigkeit. Daher sind Wippenventile für Anwendungen, bei denen es auf eine sehr schnelle und hoch genaue Dosierung ankommt, nur bedingt geeignet. Flipperventile erreichen die Medientrennung dagegen ohne Membran. Es müssen nur geringe Massen bewegt werden um sie zu schalten. Dadurch sind sie schnell und eignen sich hervorragend für Dosieraufgaben. Die geringere Walkarbeit in den Elastomerbauteilen ermöglicht zudem eine hohe Lebensdauer. Ein weiterer Vorteil bei der Dosierung kleinster Mengen ist, dass Flipperventile durch den konstruktiven Aufbau praktisch keinen Pumpeffekt beim Schalten aufweisen.

Dennoch konnten Flipperventile bisher nicht alle Anwender von ihren Vorteilen überzeugen, was vor allem an ihrer etwas schlechteren Spülbarkeit lag. Bürkert hat das Flipperprinzip im Ventilbau weiterentwickelt um diesen Nachteil zu beheben. Mit Hilfe moderner digitaler Werkzeuge für Entwicklung und Konstruktion wurden Strömungsverhalten und Druckverläufe zunächst am Computer simuliert und mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode (FEM) optimiert.

Flipperventile weisen konstruktionsbedingt ein etwas höheres internes Volumen auf als Ventile vergleichbarer Größe, die mit Membrantechnologie arbeiten. Dieses höhere Volumen wurde bislang als Nachteil der Flipperventil-Technologie betrachtet – vor allem im Hinblick auf seine Reinigungsmöglichkeiten. Doch bei den Flipperventilen der zweiten Generation sind diese Nachteile überwunden. In der Entwicklungsphase zeigten die FEM-Berechnungen, wie das Gehäuse des neuen Ventils gestaltet werden musste, um Rückstände und damit Kontaminationen im Ventil auszuschließen.

Verschiedene Geometrien, Kanal- und Ventilsitzpositionen wurden auf ihre Eignung hin simuliert und schrittweise optimiert. Durch die aus diesen Berechnungen und Simulationen resultierende Formgebung erreichen die Strömungslinien des neuen Ventils jeden Ort des Fluidraums, es gibt keine Bereiche die nicht vom Spülmedium erreicht werden. So wird bei gleichzeitiger Steigerung der Prozesssicherheit der Verbrauch teurer Reagenzien minimiert und Kreuzkontamination verhindert.

Das Ergebnis der Entwicklungsarbeit ist das neue mediengetrennte Flipperventil 6650 mit nur 4,5 mm Baubreite und hervorragenden Spüleigenschaften. Es vereint sehr kurze und verlässliche Schaltzeiten mit einer hohen Wiederholgenauigkeit und verbessertem Durchflusswerten. Durch die kleinen Abmessungen können Hersteller von Geräten und Anlagen mehr Ventile auf kleinerem Raum platzieren und erreichen eine höhere Funktionalität. Und durch kleinere Geräte sinken letztendlich auch die Laborkosten bei den Anwendern.

Das neue Flipperventil kombiniert somit die Vorteile beider Konstruktionsprinzipien und empfiehlt sich besonders für den Umgang mit Medien im Zusammenhang mit Mikrotiterplatten, wo das kleine Anreihmaß und die genaue Dosierung besonders gefordert sind.

Kontakt::

Bürkert GmbH & Co. KG D-74653 Ingelfingen www.buerkert.de

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