Prvky SMC jsou neodmyslitelnou součástí vybavení velkých průmyslových podniků po celém světě. Neméně důležitou roli hrají také v odvětvích, ve kterých převládá pružnost a trpělivost nad rychlostí a vysokou produktivitou, speciální malosériová výroba nad hromadnou produkcí či extrémní sterilní podmínky prostředí nad běžným pracovním prostředím. S rostoucími investicemi podniků, státu i Evropské unie rostou také nová výzkumná centra a společnosti rozšiřují svá vývojová pracoviště i laboratoře. Díky tomu nabral proces navyšování technologické úrovně rychlost jako ještě nikdy v historii. Rychlý vývoj technologií v oblasti medicíny, přesné měřicí techniky nebo výroby pokročilé elektroniky přinášejí vyšší nároky na komponenty, které jsou v těchto oblastech čím dál rozšířenější. Jedním z předpokladů pro správnou funkci je vysoká čistota stlačeného vzduchu. Důvodem potřeby vysoké čistoty stlačeného vzduchu jsou ve velké míře přísné hygienické předpisy farmaceutického a medicínského prostředí. Dalším důvodem pro vysoce čistý vzduch jsou podmínky výroby polovodičových součástek nebo baterií, kdy se jedná o produkci dílů o vysoké přesnosti a miniaturních rozměrech a sebemenší nežádoucí částice může vést ke zničení součástky a následné finanční ztrátě. Na základě poznatků z postupného vývoje byly nároky na kvalitu vzduchu normovány a zařazeny do určitých skupin, díky kterým můžeme snadno zjistit, jaké nejvhodnější řešení zákazník může pro svou aplikaci zvolit.
Třídy kvality stlačeného vzduchu
Na základě normy ISO 8573-1 definujeme kvalitu vzduchu ve třech oblastech podle toho, jaké nečistoty jsou ze vzduchu vyloučeny – pevné částice, voda, olej. Proto je daná třída kvalita vzduchu pro každý druh znečištění definována třemi čísly. Čím je číslo nižší, tím čistější vzduch musíme do zařízení dodat. Podle aplikace dále definujeme tzv. stupně čistoty. Čím vyšší stupeň, tím je náročnější aplikace. Pro obory farmacie a vědy, polovodičového průmyslu nebo například i stomatologie používáme nejvyšší stupně čistoty 6 a 7 s třídou kvality vzduchu 141 a 121. V těchto oblastech je vzduch vyfiltrován na obsah nežádoucích částic menší než 0,01 μm a je odstraněno až 99,9999 % vlhkosti.
Molekulární vysoušeče stlačeného vzduchu — řada IDG
Pro odstranění mechanických nečistot a oleje ze stlačeného vzduchu používáme soustavy filtrů, submikrofiltrů a mikrofiltrů, doplněné například i o filtry s aktivním uhlím pro odstranění pachů ze stlačeného vzduchu. Metod, jak odstranit vlhkost ze stlačeného vzduchu, je více. Pro velké objemy se kromě absorpčního nebo adsorpčního vysoušení nejčastěji používají kondenzační sušičky, které zchladí stlačený vzduch. S nižší teplotou klesá hodnota rosného bodu, vzduch je schopen pojmout menší množství vody. Její přebytek se odloučí ve formě kondenzátu. Pro aplikace, které vyžadují velmi suchý stlačený vzduch s hodnotou tlakového rosného bodu např. −40 °C i méně, nabízí SMC efektivnější řešení pomocí molekulárního vysoušeče stlačeného vzduchu IDG. Ten je tvořen dutými vlákny z makromolekulární membrány propouštějící pouze vlhkost. Vzduch touto membránou nepronikne. Díky řadě IDG můžeme dosáhnout tlakového rosného bodu až −60 °C a průtoku až 1 000 l/min (ANR). Podle potřeby aplikace je možné zvolit vysoušeč v osmi velikostních variantách. To zvyšuje příležitost vybrat vhodnou velikost vysoušeče. Molekulární vysoušeče se instalují až v místě potřeby. Tím můžeme dosáhnout významných úspor, protože nemusíme vysoušet vzduch v celém rozvodu. Vysoušíme pouze vzduch, který doopravdy využijeme. Jeho provoz je tichý a nevyžaduje žádný externí přívod energie.
Blok úpravy vzduchu pro čisté prostředí — řada LLB
Pro speciální aplikace vyžadující úpravu stlačeného prostředí v čistých prostorech (clean room) se využívají speciální modulární jednotky úpravy stlačeného vzduchu řady LLB. Součástí jednotek může být kromě uzavíracích ventilů, filtru (0,01 μm) nebo škrticího ventilu pro nastavení průtoku také digitální snímač průtoku nebo tlaku. Jednotky jsou montovány a baleny v čistých prostorech. Všechny komponenty jsou uspořádány do celistvého bloku, a navíc jsou všechny orientovány směrem nahoru. Tím je okolo těchto prvků vytvořena ochranná schránka zabraňující úniku nečistot do prostředí nebo naopak vniknutí nečistot do rozvodu. Podle průtoku dělíme jednotky LLB na dvě velikosti. Do průtoku 100 l/min (ANR) se jedná o řadu LLB3 a do průtoku 500 l/min (ANR) jde o řadu LLB4. Modulární konstrukce umožňuje jednotlivé komponenty kombinovat podle specifikace v katalogu a podmínek aplikace. Zároveň je možné jednotku dodatečně modifikovat, rozšířit nebo vyměnit u ní jednotlivé komponenty.
Dávkování chemikálií
Kromě pokročilé úpravy stlačeného vzduchu se ve vývojových laboratořích a zdravotnických provozech používají také různé chemické látky kapalného skupenství. Mohou sloužit jak ke speciálnímu chlazení, tak k vyvolání chemických procesů potřebných pro vznik nových organických či anorganických materiálů, nebo pro analýzy odebraných vzorků různých látek. Společnost SMC vyvíjí pro aplikace do čistého prostředí pro distribuci kapalin širokou skupinu produktů. Velké procento v této oblasti zaujímají prvky z fluoropolymeru PFA, nekovového materiálu odolného vůči korozi a agresivním kapalinám. Pro rozvod kapalin slouží šroubení LQ1 a LQ2 s patentovaným čtyřnásobným těsněním a teplotní odolností až do 200 °C. Pro čerpání těchto chemikálií slouží procesní membránová čerpadla do čistého prostředí, řada PAF. Čerpadla jsou vzduchem ovládaná a nabízejí variantu automatického ovládání pomocí pilotních ventilů spínaných pohybem samotných membrán. Všechny povrchové i vnitřní součásti, které mohou přijít do styku s chemikáliemi, jsou vyrobeny z odolného polymeru. Pro řízení toku těchto chemikálií jsou potřeba speciální prvky, které dokážou odolat náročným podmínkám a spolehlivě sloužit bez údržby dlouhou dobu. Komponenty pro řízení dávkování chemikálií jsou označeny kódem LV. Do této velké skupiny patří regulátory tlaku LVR odolné teplotě až 100 °C, a především ventily. K zajištění správného směru proudění byl vyvinut zpětný ventil LVK, k regulaci průtoku nabízí SMC škrticí ventil LVN s patentovaným čtyřnásobným těsněním. Mezi skupinu LV patří také vzduchem ovládané procesní ventily LVA, LVC a kompaktní typ LVD lišící se hlavně typem připojení k rozvodu buď se závity v tělese (typ LVA), nebo s integrovaným šroubením (LVC a LVD). Pro splnění požadavku na ručně ovládaný ventil nabízí SMC odpověď v podobě ventilu LVH. Unikátní svou celoplastovou konstrukcí bez použití spojovacího materiálu jsou ventily LVQ, které mohou být jak vzduchem, tak ručně ovládané. Všechny tyto ventily disponují membránou z materiálu PTFE a jejich těleso je vyrobeno z fluoropolymeru PFA. Pro případy, kdy je potřeba řídit tok chemikálie velmi rychle, existuje podskupina přímo ovládaných ventilů, které kromě vysoké odolnosti vůči agresivním kapalinám vynikají také svými kompaktními rozměry a nízkou spotřebou elektrické energie.
Miniaturní ventily pro ovládání průtoku a dávkování kapalin — řada LVM
Elektromagnetické, přímo ovládané 2/2 a 3/2 ventily řady LVM jsou navrženy pro přesné dávkování kapalin v malých objemech. Ventil je unikátní díky konstrukci kolébkového sedla, které je obaleno těsnicí membránou z odolné pryže. Při přepínání ventilu dochází pouze k minimálnímu vytlačení kapaliny pohybujícím se sedlem v objemu nižším než 0,01 μl. Těsnicí membrána může být podle typu média z materiálu FKM, EPDM nebo speciálního elastomeru Kalrez, který patří mezi pružné materiály nejodolnější vůči chemikáliím či vysokým teplotám až 320 °C. Membrána eliminuje kontakt kapaliny s funkčními částmi ventilu. Kromě vysoké chemické odolnosti toto řešení zaručuje také velmi vysokou životnost, která je minimálně 10 milionů cyklů. Ventily jsou vhodné do aplikací vyžadujících velmi malý zástavbový prostor – tloušťka pouhých 7 mm, šířka 18 mm a výška 31 mm. Přesto nabízejí velkou průtočnou kapacitu a ekvivalentní průměr 0,8 až 2 mm. Předností je také nízká spotřeba elektrické energie, která dosahuje 1 W a méně. Ventil je možné použít samostatně přímou montáží nebo na poddesku, ale také je možné ventily aplikovat skupinově montáží do bloku. Není náhodou, že tyto ventily bývají součástí kompozitních bloků, o kterých vyšel článek v dřívějším vydání Technického týdeníku. Reálné aplikace ventilů LVM ukázaly jejich široké uplatnění. Příkladem může být použití typu LVN jako ventilu řídícího proudění média na čištění sací trubice u stomatologického simulátoru používaného na univerzitách. Dalšími úspěšnými aplikacemi je použití ventilu LVN pro regulaci chemických procesů při dělení směsí látek v preparativním chromatografu nebo aplikace pro přepínání činidla při krevních testech. Více informací o produktech SMC pro laboratorní a čistá prostředí naleznete na stránkách SMC, včetně vzorových aplikací, instruktážních videí nebo SMC eShopu, který je pro vás otevřen každý den v režimu 24/7 i s možností on-line konfigurace a návrhu produktů pro vaše řešení. /www.smc.cz/
