freezing magnums

Pneumatische cilinders en extreme temperaturen

Extreme temperaturen:pneumatische cilinders kiezen

Net als vuil en stof is temperatuur een uitdaging voor elke machinebouwer. Komt de machine of applicatie in een extreem koude omgeving of een zeer warme omgeving te staan. Of wisselt de temperatuur juist enorm? En hoe reageert een pneumatische cilinder hier op? In deze blog leggen we uit wat de problemen en uitdagingen kunnen zijn, welke mogelijkheden Festo biedt en welk product uiteindelijk het beste gekozen kan worden voor een bepaalde toepassing en temperatuurbereik.

Machines in een koude omgeving kent iedereen wel. In de voedingsmiddelen- en farmaceutische industrie zijn koelcellen en vrieshuizen de normaalste zaak van de wereld. Maar ook machines die buiten staan moeten tegen extreme condities, zoals kou, opgewassen zijn. Daarentegen zijn machines in een warme of hete omgevingen ook alom aanwezig in bepaalde industrietakken. Denk aan ovens, frituurbakken met hete olie, drogers en autoclaves. Daarnaast worden machines veelal schoongemaakt met heet water, chemicaliën of stoom. Ook dat doet wat met de pneumatische cilinder.

Uitdagingen en problemen bij lage temperaturen

Er is dus een aantal uitdagingen op het gebied van temperatuur. Maar wat gebeurt er eigenlijk met een pneumatische cilinder bij extreme kou? Een aantal zaken. Allereerst wordt de elasticiteit van de afdichtingen minder. Daarnaast wordt het smeervet in de cilinder stroperig en er is kans op de vorming van ijskristallen op de zuigerstang.

Dat heeft zeker zijn effect op de werking van de cilinder. Zo kan er lucht gaan lekken bij de afdichting omdat deze, door verminderde elasticiteit, niet meer goed aansluit op de zuigerstang. Doordat het smeervet stroperiger (dikker) wordt loopt de cilinder minder soepel. Ook is er een hoger losbreekkoppel van de zuiger in de cilinder d.w.z. dat de zuiger zijn weerstand overbrugt en dan naar voren schiet. En onderschat ijskristallen niet. Komen ze op de zuigerstang dan zorgt dit voor extra groeven (slijtage) in de afdichting.

Festo heeft diverse oplossingen voor pneumatische cilinders in een koude omgeving.

  • Voor een temperatuur tot -20°C zijn nagenoeg alle cilindervarianten geschikt
  • Voor koudere temperaturen tot -40°C is de cilindervariant TT/T3 geschikt
  • Een uitzondering geldt voor de cilinders met FKM-afdichtingen (variant A1, S6). Deze zijn alleen geschikt voor een temperatuur boven de 0°C.

Een cilinder voor extreem lage temperaturen tot -40°C (T1/T3)

Cilindervarianten speciaal voor gebruik bij lage temperaturen (T1/T3) kunnen het beste worden toegepast bij gebruik buiten en in gekoelde omgevingen, bij bevroren producten (vrieshuizen) en omgevingen zoals koelhuizen waar hoge temperatuurschommelingen plaatsvinden rond of beneden het vriespunt. Ook is deze variant geschikt voor toepassingen waarbij de zuigerstang wordt belast met stof, kristallen (ijs- en melk) en stroperige substanties.

Voordelen en aandachtspunten

De cilinder voor lage temperaturen (T1/T3) biedt diverse voordelen. Zo is deze cilinder geschikt voor een temperatuurbereik van -40°C tot +80°C. Dit komt door de speciale PUR-afdichting en speciale smering voor lage temperaturen (smeervet Spheerol SLC 2). Een ander voordeel is de schraapfunctie voor het buitenhouden van vaste deeltjes zoals ijs-, melk- en suikerkristallen die blijven hechten aan de zuigerstang. Daarnaast biedt dit type ook een goede schraapfunctie voor stroperige media zoals verf, olie, lijm etc.

Een aandachtpunt bij de keuze voor dit type is dat pneumatische cilinders met deze variant langer zijn, omdat de schraper extra binnenruimte nodig heeft. De cilinder is 6 mm langer dan een gangbare ISO 6432 cilinder. Bij het ontwerp van de machine moet daar rekening mee gehouden worden.
Een ander aandachtspunt is dat deze cilinder minder goed bestand is tegen een vochtige omgeving en chemicaliën.


Welke cilinderseries?

• De T1/T3 variant is beschikbaar voor de cilinderseries DSBC (T3) en CRDSNU (T1).

Uitdagingen en problemen bij hoge temperaturen

Ook bij hoge temperaturen zijn er een aantal uitdagingen waar de engineer mee te maken krijgt. Er is namelijk een beperkte bestendigheid van pneumatische cilinders tegen hoge temperaturen. Dit heeft vooral te maken met de afdichtingen en de smeermiddelen. Het smeervet wordt dunner en de optimale werking daardoor minder. Dit zorgt op zijn beurt voor een hogere weerstand van de zuiger én de afdichting. Een hogere temperatuur kan tevens van invloed zijn op alle afdichtingen in de cilinder, dus inclusief de statische afdichting en de zuigerafdichting. Daarnaast is er een grotere kans op chemische reacties met bepaalde middelen in de omgeving van de cilinder zoals biologische of chemische schoonmaakmiddelen en het gebruik van stoom.

Festo heeft diverse oplossingen voor pneumatische cilinders in een warme omgeving.

  • Voor hoge temperaturen is de cilindervariant met hittebestendige afdichting S6/T1/T4 geschikt.
  • Voor kortstondige pieken in temperatuur is de standaard cilinder met PUR-afdichting geschikt.
  • De A1 variant is ongeschikt voor hoge temperaturen vanwege het smeervet en de FKM afdichting.

Een cilinder voor extreem hoge temperaturen (S6/T1/T4)

Cilindervarianten speciaal voor gebruik bij hoge temperaturen (S6/T1/T4) kunnen het beste worden toegepast bij gebruik in of nabij ovens, frituurbakken met hete olie, drogers en autoclaves. Daarnaast worden machines veelal schoongemaakt met heet water, chemicaliën of stoom. Er wordt daarbij onderscheid gemaakt in temperaturen tot 120°C (non-food applicaties), tot 150°C (food applicaties) en het al of niet in contact komen met zuren en oliën bij hoge temperaturen.

Voordelen en aandachtspunten

De cilinders voor hoge temperaturen (S6/T1/T4 in de type codering) bieden diverse voordelen. Zo is de cilindervariant S6/T1 geschikt voor een temperatuur tot +120°C. De cilindervariant T4 is geschikt voor een temperatuur tot +150°C. Alle drie de varianten zijn bestand tegen het gebruik van zuren en oliën bij hoge temperaturen dankzij FKM hitte bestendige afdichtingen en speciaal smeervet. Dat is inclusief de statische afdichtingen en de zuigerafdichting.

Een aandachtpunt bij de keuze voor dit type is dat pneumatische cilinders met deze variant niet geschikt zijn bij vuildeeltjes zoals roest en stof. Dit vanwege de lage reksterkte van de FKM-afdichting. Ook hebben de cilinders S6/T1/T4 een lage chemische bestendigheid bij basen en logen met een pH waarde > 9.

Welke cilinderseries?

• De T1 en T4 variant zijn als optie beschikbaar voor de cilinderseries DSBx.

• De S6 variant is als optie beschikbaar voor de cilinderserie DSNU en de CRDSNU.

Heeft deze blog u meer inzicht en kennis gegeven omtrent het gebruik van pneumatische cilinders bij extreme temperaturen? Voor meer advies of tips kunt u altijd contact opnemen met ons.

Overzicht