Kokoonpanoteollisuudessa tavoite on saavuttaa sama lopputulos kerta toisensa jälkeen. Tuotannossa tähän pyritään mm. toteuttamalla helposti toistettavat työt automaation avulla. Valmistuksessa käytetään usein liimoja, ja automaation osalta haasteena on niiden olomuodon muuttuminen usein ajan myötä joko kemiallisen reaktion, liuottimen haihtumisen, tai kosteudelle altistumisen seurauksena. Tästä seuraa helposti laitteiden tukkeutumista. Tarkkuusannosteluventtiilit liiman annosteluun ovat erinomainen ratkaisu helpottamaan automatisoidun tuotantolaitteiston käyttöä ja huoltoa.
Liimojen olomuodon muutokset teettävät laitteistojen huoltotöitä.
Usein pelkkä venttiilin huuhtelu riittää välttämään venttiilin tukkeutumisen, mutta se poistaa ongelman vain hetkellisesti. Liiman olomuoto voi muuttua minuuteissa tai tunneissa, josta seuraa annosteluventtiilien huoltotarve, ja mahdollisesti jopa kymmenien minuuttien linjapysähdys venttiilivaihdon yhteydessä. Nopeasti reagoivien aineiden kanssa liima ehtii kovettua venttiilin sisään, johon huuhtelukaan ei enää auta. Jos liima ehtii kovettua venttiilin sisään, eikä varaosia ole valmiina hyllyssä, linjapysähdys voi aiheuttaa merkittäviä viiveitä ja lisäkuluja.
Tarkkuusannosteluventtiilit liiman annosteluun tuotantoprosessissa.
Reaktiivisten aineiden tarkkuusannosteluun on kuitenkin tarjolla ratkaisu, jolla linjapysähdysten ja viivästysten riskiä voidaan madaltaa. Käyttämällä venttiilejä, jotka sisältävät kertakäyttöisiä vaihdettavia komponentteja, voidaan tarvittaessa jatkaa tuotantoa jopa 1-2 minuutin tauon jälkeen, vaikka liima olisi ehtinyt jo tukkia venttiilin. Techcon tarjoaa apuun kolme erilaista tarkkuusannosteluventtiiliä, jotka soveltuvat käytettäväksi erilaisille liimoille, kuten yksi- ja kaksikomponenttiset tuotteet (epoksit, syanoakrylaatit, UV liimat), sekä öljyille, lakoille, rasvoille ja juotostahnoille.
Techcon TS5000DMP ruuviventtiili
Käyttöperiaate: Techcon-ruuviventtiili TS5000DMP käytetään paksujen nesteiden ja tahnojen annostelussa. Useimmiten annosteltava aine on pakattu kuvan mukaiseen Luer-kierteellä varustettuun, esipakattuun 3-55ml säiliöön, ja liitetty suoraan venttiiliin, josta aine siirtyy virtauskanava läpi neulaan. Venttiiliin voidaan liittää myös kaksikomponenttinen patruuna: tällöin komponentit sekoittuvat sekoitusnokassa jo ennen venttiiliä.
Venttiilin sisällä on Delrinistä® valmistettu muovinen syöttöruuvi, jota sähkömoottori pyörittää. Sähkömoottoria puolestaan hallitaan ulkoisen ohjausyksikön avulla. Sama ohjausyksikkö vastaa myös paineilman syötöstä, jonka avulla säiliöstä tai patruunasta saadaan uutta liimaa venttiilin virtauskanavaan. Ruuvin rakenteen vuoksi venttiili soveltuu korkean viskositeetin (> 30 000 mPas.) nesteiden annosteluun. Juoksevien nesteiden kohdalla on olemassa riski, että neste virtaa ruuvin ”läpi”, ja venttiili vuotaa nestettä hallitsemattomasti. Juoksevien nesteiden kanssa käytettäväksi voikin olla järkevää pohtia muita venttiilivaihtoehtoja. Näistä lisää alempana.
Huoltonopeus on TS5000DMP ruuviventtiilin etu
TS5000DMP ruuviventtiilin merkittävin etu on kertakäyttöisen virtauskanavan vaihtaminen helposti uuteen. Huoltotilanteessa riittää, että venttiilin ovimekanismi avataan, ja tukkeutunut virtauskanava vaihdetaan. Tällainen huolto tapahtuu parhaimmillaan alle minuutissa, jonka jälkeen venttiili on taas käytettävissä. Mahdollisten liimajäämien poistamiseksi virtauskanavan vaihto on huomattavasti parempi vaihtoehto verrattuna linjapysähdykseen, jossa koko venttiili joudutaan joko huuhtelemaan, tai vaihtamaan täysin uuteen. Virtauskanavan vaihto esitellään tarkemmin Techcon-videolla.
Esimerkkejä ruuviventtiilillä annosteltavista materiaaleista
- kaksikomponenttiset epoksit
- korkean viskositeetin uv-kovetteiset liimat
- lämmönjohdemassat
- juotospastat
- hiovia ja kuluttavia aineita sisältävät tahnat
Ruuviventtiilin annostelumäärään vaikuttavat tekijät
Ruuviventtiilin annostelua säädetään pääsääntöisesti kahdella tavalla – virtauskanavalla ja sähkömoottorin pyörimisnopeudella. 
1) Ensimmäisenä valitaan tarvittavan tuottonopeuden perusteella käyttöön sopiva virtauskanava, joita on tarjolla kolme eri versiota; DMP6-10, DMP8-10 sekä DMP16-10. Näiden välinen ero on kanavan sisällä olevien ruuvien kierteiden määrässä (DMP6-10 on harvakierteinen, DMP16-10 tiheäkierteinen). Mitä tiheäkierteisempi ruuvi, sitä pienempi sen tuottonopeus on (ml/minuutti), mutta sitä pienempi annostelutoleranssi.
2) Ruuvin pyörimisnopeutta voidaan vaihtaa muuttamalla sähkömoottorin pyörimisnopeutta, jota ohjataan ulkoisella ohjauslaitteella Techcon TS577R.
Yllä olevien lisäksi annostelumääriä on mahdollista hienosäätää tarkkuusannosteluneulan valinnalla. Viskositeetilla on myös hieman merkitystä tuottonopeuteen, jonka vuoksi on suositeltavaa testata aineen soveltuvuus venttiilin kanssa.
TS5000DMP-DCX-SR venttiili TS577R-ohjauslaite
Techcon TS5624DMP kalvoventtiili
Käyttöperiaate: Techcon TS5624DMP venttiilin käyttötarkoitus on samanlainen kuin ruuviventtiilillä, jossa liiman kanssa kontaktissa olevat osat ovat kertakäyttöisiä ja vaihdettavissa. Ruuvimaisen rakenteen sijasta venttiilin virtauskanava toimii kuitenkin on-off -sulkumekanismina, joka aukeaa paineilman avulla. Venttiiliä hallitaan siihen liitetyn ulkoisen ohjauslaitteen avulla. Venttiilin ohjauslaitteen antaessa paineilmasykäyksen mekanismi aukeaa, jolloin neste pääsee virtaamaan venttiilin kanavan läpi. Ilmansyötön loppuessa palautusjousi sulkee mekanismin. Paineilmaa käytetään sykleittäin virtauskanava avaukseen ja sulkuun, ja samanaikaisesti jatkuvasyöttöinen paineilma pyrkii syöttämään nestettä kohti venttiiliä joko 3-55ml säiliöstä, tai vaihtoehtoisesti suuremmasta paineastiasta nesteen ollessa juoksevaa.
Venttiiliin voidaan liittää suoraan myös 2K liimapatruuna, mutta tulee huomioida, että liiman viskositeetin täytyy olla riittävän matala virratakseen venttiilin virtauskanavan läpi.
Kalvoventtiili soveltuu käytettäväksi matalan viskositeetin, eli juoksevien nesteiden annosteluun. Kertakäyttöinen, polyeteenistä valmistettu virtauskanava sopii mm. pikaliimojen, öljyjen, uv-kovetteisten liimojen sekä lakkojen, ja kaksikomponenttisten nesteiden kanssa.
TS5624DMP-venttiili TS555R-ohjauslaite
Kalvoventtiilin annostelumäärään vaikuttavat tekijät
Nesteen virtausnopeus on riippuvainen paineilman määrästä, joten suurempi paine lisää syöttömäärää (ml/min.). Myös nesteen viskositeetilla on merkittävä vaikutus syöttömäärään; mitä juoksevampi neste on kyseessä, sitä helpommin se kulkee virtauskanavan läpi, jolloin tuottonopeus (ml/min.) on suurempi.
Hienosäätöä on mahdollista tehdä venttiilin yläosassa olevasta kierreruuvista, joka määrittää kuinka paljon sulkumekanismi avautuu. Tämän lisäksi myös venttiiliin liitettävä annosteluneulavalikoima mahdollistaa sopivan asetuksen löytämisen.
Techcon TS1212 puristusventtiili
TS1212 puristusventtiili on suunniteltu annostelemaan juoksevia, matalan viskositeetin nesteitä. Venttiilin sisällä on polyeteenistä (tai vaihtoehtoisesti polyuretaanista) valmistettu nesteletku, jonka läpi neste virtaa vapaasti venttiilin ollessa auki. Sulkumekanismi toimii paineilmalla, joka ”nipistää” letkun kiinni sulkien nesteen kulun. Lepoasennossa venttiilin palautusjousi puristaa mekanismia letkua vasten, ja paineilma avaa letkun päästäen nesteen virtaamaan letkun läpi. Syklin päätyttyä paineilmansyöttö loppuu ja venttiili sulkeutuu mekanismin nipistäessä letkun kasaan.
Venttiili mahdollistaa tuottomäärältään myös suuret annostelumäärät (ml/min.), jonka vuoksi sitä suositellaan käytettäväksi paineastian kanssa, kuten esimerkiksi Techcon TS1254 ja TS1258. Yleisimmät annosteltavat nesteet ovat: syanoakrylaatit (pikaliimat), musteet, öljyt, lakat ja liuottimet. Venttiilin kanssa soveltuu käytettäväksi pneumaattinen ohjausyksikkö Techcon TS250 tai TS555R, jonka tehtävä on ohjata venttiilin sulkumekanismia.
Nesteletkua vaihdettaessa on mahdollista vaihtaa vain venttiilin sisällä oleva osuus valmistajan videon mukaisesti.
TS1212:n lisäksi tarjolla on tarjolla kädessä pidettävä versio TS1201, jonka sulkumekanismia hallitaan sormikytkimellä. Käsiannostelija on kytketty taasen paineastiaan, josta esittelyvideomme ohessa.
Annostelumäärään vaikuttavat tekijät
Kuten TS5624DMP kalvoventtiilin kanssa, myös puristusventtiilin syöttömäärää säädetään ensisijaisesti paineilman määrällä, jolla hallitaan nesteen liikuttamista letkussa; mitä suurempi syöttöpaine, sitä suurempi virtaus. Tämän lisäksi hienosäätöä on mahdollista tehdä venttiilissä olevasta kierreruuvista, joka määrittää kuinka paljon nesteletku avautuu sulkumekanismin kohdalta.
Myös käytettävän nesteen viskositeetti vaikuttaa annostelunopeuteen, sekä venttiilin päässä käytettävän tarkkuusannosteluneulan valinta.
TS1212-puristusventtiili TS555R-ohjauslaite TS250-ohjauslaite TS1250-paineastia
Ohjauslaitteet
Venttiilien toiminta vaatii niihin yhteensopivan ohjauslaitteen. Pneumaattisesti käytettävien venttiilien kanssa soveltuu käytettäväksi ohjauslaite, joka kykenee ohjaamaan paineilman syöttöä annostelusykäyksinä (TS1212), ja tarvittaessa myös jatkuvalla syötöllä ilman katkoja (TS5624DMP). Ruuviventtiili puolestaan vaatii laitteen, joka kykenee antamaan paineilman lisäksi sähkömoottorille tarvittavan impulssin moottorin käynnistymiseen, sekä muuttamaan pyörimisnopeutta.
Ohjauslaitteilla hallitaan muun muassa:
- Syötettävän paineilman määrää
- Annostelusyklin aloitusta ja päättymistä, sekä sen kestoa, joka voidaan määrittää sekunnin sadasosien tarkkuudella
- Signaalia toiselle laitteelle I/O portin kautta annostelusyklin päättymisestä, jos halutaan käyttää annostelurobottia
Yksinkertaisimmallaan ohjauslaite on aika-paine annostelija, joka syöttää paineilmaa ennalta määritellyn määrän sekä ajan. Tällaisia laitevaihtoehtoja ovat esim. Techcon TS250-ohjauslaite ja TS350-ohjauslaite, joita käytetään 3-55ml nestesäiliöiden kanssa.
| Merkittävästi edistyksellisempi ohjauslaite kykenee hallitsemaan sekä paineilman, että sähkösignaalin syötön venttiilille jopa etäyhteyksien avulla, jolloin operaattorin ei ole välttämätöntä olla fyysisesti koneen vieressä tekemässä muutoksia. Tällöin ohjauslaite vastaa paremmin nykyajan haasteisiin Teollisuus 4.0 vaatimusten kannalta. Näihin vaatimuksiin Techcon TS555R (pneumaattiset venttiilit), TS566R (spray), TS577R (ruuviventtiili) sekä TS588R (progressive cavity) ohjauslaitteet pystyvät vastaamaan. |  |
ROBOTTIANNOSTELU |
|
| Tarkkuusannosteluventtiilit on mahdollista liittää myös käytettäväksi pöytärobotin kanssa. Tämä mahdollistaa tarkan annostelun lisäksi myös aineen tarkan annostelun palkona, pisteenä tai spray -muodossa. Liittämällä esim. yllä mainitut venttiilit Techcon TSR2000 robottiin voidaan annostella useimpia nesteitä tarkasti ja toistettavasti. Robotin ohjelmointi sekä liikeradat voidaan luoda helposti robotin mukana toimitettavan kauko-ohjaimen avulla, jolloin käyttöönotto on nopea ilman erillistä koulutusta. Pöytärobotteja on tarjolla kolmea eri kokoa 200x200mm, 300x300mm sekä 400x400mm työskentelyalueella. |  |
| Haussa ratkaisu nesteiden annosteluun? Ota yhteyttä myyntiimme myynti@hotmelt.fi tai soita 09-561 7400 | Blogiartikkeli löytyy myös kotisivuiltamme hotmelt.fi |
