Zawory dozujące i zbiorniki ciśnieniowe

Szybki wybór zaworów dozujących i zbiorników ciśnieniowych

• Klej o średniej i gęstej lepkości (do 40 000 cPs)? - Zawór dozujący iglicowy J-120 - uniwersalna głowica do klejów wodnych, dyspersyjnych, kontaktowych i UV, ciśnienie do 5 bar, otwarcie sprężynowo-pneumatyczne
• Kleje agresywne (cyjanoakrylowe, anaerobowe) i rozpuszczalniki? - Zawór dozujący zaciskowy J-90 - medium przepływa przez wymienny wężyk PE bez kontaktu z mechanizmem zaworu, lepkość od bardzo rzadkich do bardzo gęstych
• Ręczne nakładanie gęstych klejów z zbiornika? - Ręczny zawór dozujący R-170 - otwieranie iglicy ręczne, ciśnienie do 7 bar, idealny do klejów stolarskich z zbiornikiem 10 lub 20L
• Potrzebujesz zasilania zaworu medium pod ciśnieniem? - Zbiornik ciśnieniowy 10L - stal nierdzewna 304, ciśnienie robocze 8 bar, wylot na wąż 8 mm, zawór bezpieczeństwa
• Kleje i żywice dwuskładnikowe (epoksydowe, poliuretanowe)? - Głowica dwuskładnikowa OZ-610-2 - mieszanie w mikserze statycznym, proporcje 1:1 do 1:3, lepkość do 10 000 cPs, wymaga sterownika 4KJ i dwóch zbiorników

Klasyfikacja technologiczna i zakres stosowania zaworów dozujących i zbiorników ciśnieniowych

Rodzaje zaworów dozujących a lepkość medium

Kluczowym kryterium doboru zaworu dozującego jest lepkość medium wyrażana w centypoazach (cPs). Cały system pneumatyczny - zbiornik ciśnieniowy, węże i głowica - sprawnie podaje płyny do ok. 10 000 cPs. Powyżej tej wartości medium tworzy lej w zbiorniku i zaciąga powietrze, co uniemożliwia stabilne dozowanie. Wyjątkiem są zawory objętościowe pracujące pod bardzo wysokim ciśnieniem, które radzą sobie z gęstymi smarami i towotami.

Zawory iglicowe (J-120, J-180) to najwszechstronniejsza grupa. Iglica sterowana pneumatycznie odsłania i zamyka wylot, zapewniając czyste odcięcie kropli. Zawór dozujący iglicowy J-120 obsługuje produkty jednoskładnikowe o lepkości do 40 000 cPs przy maksymalnym ciśnieniu produktu 5 bar - to podstawowa głowica sprawdzająca się w 80-90% przypadków aplikacji przemysłowych. Zawór dozujący J-180 natomiast jest dedykowany do produktów bardzo rzadkich i agresywnych - klejów cyjanoakrylowych, anaerobowych i rozpuszczalników o lepkości do ok. 5000 cPs. Konstrukcja J-180 ogranicza kontakt medium do elementów z PE (polietylenu), co chroni przed agresją chemiczną, ale ogranicza ciśnienie produktu do 3 bar.

Zawór zaciskowy J-90 działa na innej zasadzie - medium przepływa wyłącznie przez wymienny wężyk PE lub teflonowy, a zawór mechanicznie zaciska i zwalnia ten wężyk. Klej nigdy nie ma kontaktu z mechanizmem zaworu, co eliminuje ryzyko zanieczyszczenia krzyżowego i ułatwia czyszczenie (wystarczy wymienić wężyk). Obsługuje produkty od bardzo rzadkich do bardzo gęstych przy ciśnieniu do 7 bar. Jest to rozwiązanie szczególnie polecane do klejów cyjanoakrylowych, gdzie wilgoć w układzie pneumatycznym może spowodować polimeryzację, oraz do silikonów i uszczelniaczy.

Ręczny zawór dozujący R-170 to jedyne rozwiązanie niewymagujące sterownika pneumatycznego - iglica otwierana jest ręcznie. Obsługuje produkty średnie, gęste i bardzo gęste przy ciśnieniu do 7 bar, zasilane grawitacyjnie lub ze zbiornika ciśnieniowego. Sprawdza się przy aplikacjach klejów stolarskich i introligatorskich, gdzie precyzja nie musi być zautomatyzowana.

Głowice dwuskładnikowe (OZ-600-2, OZ-610-2) rozwiązują problem dozowania klejów i żywic epoksydowych, poliuretanowych i silikonowych wymagających wymieszania dwóch składników. Głowica pobiera składniki A i B ze osobnych zbiorników ciśnieniowych, dozuje je w proporcjach 1:1 do 1:3 (OZ-600-2 także do 4:1), a mieszanie następuje w wymiennym mikserze statycznym, który po użyciu się wyrzuca - to tzw. czyste dozowanie. OZ-610-2 obsługuje lepkość do 10 000 cPs, OZ-600-2 od ok. 1000 cPs. Obie wymagają sterownika THD-4KJ i maksymalnego ciśnienia produktu 5 bar.

Głowica wysokociśnieniowa OZ-320 przeznaczona jest do produktów średniej i dużej gęstości przy dużym przepływie. Maksymalne ciśnienie produktu wynosi 25 bar, a ciśnienie sterujące 5 bar. Uszczelnienie z teflonu i oringów zapewnia odporność na gęste masy.

Głowica objętościowa W5 to konstrukcja bezkontaktowa do najgęstszych mediów - klejów, smarów i tłuszczów. Ciśnienie robocze od 30 do 150 bar (maksymalne 180 bar) pozwala wyrzucać porcje 0,01 do 5 ml z dokładnością ±1%. Wymaga zasilania powietrzem 3-7 bar i sterownika 4K lub 4KE.

Rola zbiorników ciśnieniowych w zasilaniu zaworów dozujących

Zbiornik ciśnieniowy zastępuje ręczne wyciskanie z kartuszy i tubek - podaje medium do głowicy pod stałym, regulowanym ciśnieniem, eliminując pulsację charakterystyczną dla pomp membranowych. Zasada działania jest prosta: sprężone powietrze wtłaczane jest do zbiornika, a produkt wypychany jest przez wylot na wąż 8 mm do zaworu dozującego. Dzięki temu uzyskujemy powtarzalność dawek i niższy jednostkowy koszt materiału (kupowanie w dużych opakowaniach 0,5-20L zamiast kartuszy 50 i 400 ml).

Kluczowymi parametrami zbiornika są pojemność, maksymalne ciśnienie robocze i materiał wykonania. Pojemność dobiera się do dziennego zużycia: dla małych aplikacji wystarcza zbiornik 3L (średnica 150 mm, wysokość 180 mm, waga 6 kg), przy zużyciu kilku litrów dziennie wybiera się zbiornik 10L (213 mm × 285 mm, 13 kg), a dla produkcji ciągłej - zbiornik 20L. Wszystkie zbiorniki ze stali nierdzewnej 304 pracują przy ciśnieniu roboczym 8 bar i są testowane na 16 bar, wyposażone w zawór bezpieczeństwa 8 bar, wylot produktu na wąż 8 mm i wlot powietrza 6 mm.

Do płynów rzadkich - rozpuszczalników i farb - wystarcza ciśnienie 2-4 bar. Gęstsze kleje wymagają pełnych 8 bar, dlatego zbiorniki ze stali nierdzewnej są standardem dla przemysłu klejowego. Dla mediów nieagresywnych dostępne są tańsze zbiorniki ocynkowane (zalecane stosowanie pojemnika przejściowego) lub malowane proszkowo z aluminium (2L, do farb i lakierów). Uszczelnienie standardowe to EPDM, z opcją specjalną silikonową dla mediów wymagających innych materiałów.

Dla klejów dwuskładnikowych (epoksydowych, poliuretanowych) potrzebne są dwa zbiorniki ciśnieniowe - po jednym na każdy składnik - zasilające głowicę dwuskładnikową OZ-600-2 lub OZ-610-2. Zalecane są zbiorniki wysokociśnieniowe do 8 bar ze stali nierdzewnej 304.

Kryteria doboru kompatybilnego zestawu zaworu i zbiornika ciśnieniowego

Dobór zestawu dozującego wymaga dopasowania trzech elementów: zbiornika, zaworu i sterownika. Sterownik otwiera i zamyka głowicę pneumatycznie - dla zaworów jednoskładnikowych (J-120, J-180, J-90, OZ-320, W5) stosuje się sterownik 4K lub 4KE, a dla głowic dwuskładnikowych (OZ-600-2, OZ-610-2) konieczny jest sterownik 4KJ. Wyjątkiem jest ręczny zawór R-170, który nie wymaga sterownika - iglica otwierana jest ręcznie.

Kompatybilność zbiornik-zawór zależy od lepkości medium i wymaganego ciśnienia. Przykładowe konfiguracje z praktyki:

• Klej poliuretanowy jednoskładnikowy (stolarski): zbiornik 10L ocynkowany + zawór J-120 lub ręczny R-170 + ewentualnie sterownik 4K
• Klej epoksydowy dwuskładnikowy: dwa zbiorniki 3-20L wysokociśnieniowe (8 bar) + głowica OZ-600-2 lub OZ-610-2 + sterownik 4KJ
• Klej cyjanoakrylowy (z tubki): zawór J-90 z wężykiem PE + sterownik 4K, bez zbiornika (zasilanie z tubki 5-300 ml)
• Gęste masy z beczki 20L: zawór wysokociśnieniowy OZ-320 (25 bar) lub głowica W5 (150 bar) + sterownik 4KJ lub 4K
• Małe aplikacje precyzyjne: zbiornik 3L + zawór J-120 + sterownik 4KE

Kompatybilność materiałowa zbiornika z medium jest drugim kryterium. Stal nierdzewna 304 odpowiada większości klejów, farb i rozpuszczalników. Dla mediów wysoce agresywnych dostępna jest stal kwasoodporna 316 (pod zamówienie). Zbiorniki ocynkowane wymagają stosowania pojemnika przejściowego wewnętrznego, który izoluje medium od ścianek ocynku.

Metody kontroli przepływu klejów o różnej gęstości

Kontrola przepływu w systemach pneumatycznych realizowana jest na trzech poziomach: ciśnieniem w zbiorniku, konstrukcją zaworu i średnicą wylotu. Ciśnienie w zbiorniku dobiera się do lepkości - rzadkie rozpuszczalniki i farby wymagają 2-4 bar, gęstsze kleje 5-8 bar. W zaworach iglicowych (J-120, J-180) wielkość dawki reguluje się poprzez wysokość podnoszenia iglicy (nakrętką) oraz ciśnienie produktu. W zaworze zaciskowym J-90 dawkę kontroluje się ciśnieniem produktu i siłą docisku sprężyny na wężyk. W głowicach dwuskładnikowych (OZ-600-2, OZ-610-2) proporcje mieszania reguluje się wysokością otwarcia iglic dla każdego kanału osobno.

Głowica W5 stosuje regulację objętościową - manualny regulator dozujący porcje w trzech zakresach: 0,01-0,5 ml, 0,1-1 ml oraz 1-5 ml, z dokładnością ±1%. To jedyne rozwiązanie w ofercie pracujące pod ciśnieniem 30-150 bar, przeznaczone do bezkontaktowego wyrzucania porcji na element.

Wszystkie zawory oferują możliwość założenia igieł zwężających na wylot (J-120, J-180, OZ-320, J-90, W5 opcjonalnie), co dodatkowo ogranicza przepływ i zwiększa precyzję punktowego dozowania.

Wskazówki praktyczne i porównanie zaworów dozujących i zbiorników ciśnieniowych

Błędy i ograniczenia przy doborze zaworów dozujących i zbiorników ciśnieniowych

• Zbyt niskie ciśnienie dla gęstego medium - zbiornik ustawiony na 2-4 bar nie przepchnie kleju o lepkości powyżej 5000 cPs przez wąż 8 mm do zaworu. Gęste kleje wymagają pełnych 8 bar, a dla najgęstszych mas konieczna jest głowica W5 pracująca pod 30-150 bar.
• Brak zgodności materiałowej zaworu i medium - zawór J-120 ma standardowe uszczelnienia NBR, które ulegają degradacji przy kontaktach z agresywnymi rozpuszczalnikami i klejami anaerobowymi. W takich przypadkach należy wymienić 2 oringi na EPDM lub FKM, albo wybrać zawór J-180 (kontakt medium wyłącznie z PE) lub J-90 (wężyk wymienny PE/teflon).
• 
  Niekompletny zestaw dozujący - głowice pneumatyczne (z wyjątkiem R-170) wymagają sterownika: 4K/4KE dla jednoskładnikowych, 4KJ dla dwuskładnikowych. Bez sterownika zawór nie otworzy się automatycznie, co uniemożliwia pracę cykliczną na stanowisku produkcyjnym.
• Pominięcie wymagań medium dwuskładnikowego - kleje epoksydowe i poliuretanowe 2K wymagają dwóch osobnych zbiorników ciśnieniowych i głowicy dwuskładnikowej z mieszadłem statycznym. Dozowanie z jednego zbiornika po ręcznym wymieszaniu skutkuje zastyganiem materiału w układzie.
• Zanieczyszczone lub wilgotne powietrze zasilające - wilgoć w układzie pneumatycznym powoduje polimeryzację klejów cyjanoakrylowych w zaworze i zbiorniku. Powietrze zasilające zbiornik i sterownik musi być osuszone i oczyszczone z oleju.
• Granica lepkości 10 000 cPs dla systemów zbiornikowych - powyżej tej wartości płyn tworzy lej w zbiorniku, zaciągając powietrze. Dla gęstszych produktów (smary, towoty) należy zastosować głowicę W5 z wężem wysokociśnieniowym i podaniem bezpośrednio z beczki.

Notatki z warsztatu

• Wymieniaj mieszadło statyczne po każdej przerwie. W głowicach dwuskładnikowych OZ-610-2 i OZ-600-2 klej epoksydowy lub poliuretanowy zastyga w mikserze statycznym w czasie przerw w pracy. Wymiana mieszadła jest tańsza niż czyszczenie całej głowicy i zapobiega zablokowaniu kanałów.
• Dobierz długość mieszadła statycznego do lepkości. Krótkie mieszadło nie wymieska poprawnie składników o różnej lepkości - najlepsze efekty uzyskuje się przy składnikach o zbliżonej lepkości. Sprawdź proporcje mieszania na karcie technicznej kleju przed ustawieniem głowicy.
• Skróć wężyk do minimum w zaworze J-90. Im krótszy odcinek wężyka między zaworem a końcówką dozującą, tym precyzyjniejsze odcięcie kropli. Przy klejach szybkoschnących (CA) wymieniaj wężyk regularnie - zablokowany wężyk to najczęstsza przyczyna przerw w pracy.
• Otwork zbiornik przed otwarciem. Przed otwarciem zbiornika ciśnieniowego należy wypuścić całe powietrze, aby ciśnienie zrównało się z atmosferycznym. Pominięcie tego kroku grozi rozchlapaniem medium, szczególnie przy gęstych klejach pod pełnym ciśnieniem 8 bar.

Porównanie zaworów dozujących i zbiorników ciśnieniowych

FAQ - najczęstsze pytania