在食品饮料行业,过程测量设备不仅需要精准稳定,更需要满足严格的卫生与合规要求。对于直接接触介质的流量传感器,一旦密封设计不合理,不仅可能影响设备稳定性,还可能带来清洗死角、介质污染甚至合规风险。
针对新一代流量传感器的开发需求,科德宝密封技术与自动化领域领先企业ifm共同开发了卫生型法兰密封解决方案,在满足食品行业法规要求的同时,实现了性能与长期可靠性的平衡。
食品级流量传感器对密封的严苛要求
在食品行业的过程测量中,流量传感器通常直接与介质接触,这意味着密封系统不仅需要完成基础密封功能,还需要同时满足卫生设计与食品接触安全要求。例如,密封结构需要避免对产品流道造成潜在污染,同时适配CIP/SIP清洗工艺,并满足FDA、EU 1935/2004等食品接触材料法规要求。
此外,在温度变化、介质膨胀以及频繁清洗条件下,密封件还需要保持长期稳定,避免因材料老化、变形或性能衰减而影响设备运行。
面向食品行业的
新型流量传感器密封开发
在开发一款新型电磁流量传感器时,ifm希望产品能够应用于食品行业,满足FDA、EU 1935/2004以及3-A等相关法规与卫生标准。在此基础上,该产品还引入了新的操作理念,对整体结构设计提出了更高要求,尤其是在密封系统与卫生设计的协同匹配方面,需要实现更高水平的整合与优化。
基于这些需求,ifm选择与具备材料开发及密封系统设计能力的科德宝密封技术共同参与项目开发。科德宝不仅提供密封材料,同时也参与整体密封方案的优化设计,使其能够更好适配食品行业的实际应用工况。
在设计开发过程中,综合考虑温度变化和材料膨胀因素,确保卫生级法兰密封在传感器流道区域实现最佳覆盖,从而满足最高洁净度要求。同时还需兼顾清洗介质耐受性,即在CIP/SIP清洗条件下保持可靠表现。具备足够的长期耐久能力,以适应食品行业长期运行与较高工艺温度条件。
材料组合策略,应对不同工况需求
由于不同尺寸、不同工况下的传感器,对密封性能的要求并不完全相同,因此项目采用了“材料组合策略”进行开发。
最终,项目选用了三种高性能密封材料:
70 EPDM 291
75 Fluoroprene XP 41
70 VMQ 117055
基于这些材料,共开发出27种密封变体,并应用于9种不同尺寸的传感器。这种开发方式在满足食品行业法规要求的同时,也兼顾了不同应用场景下的性能适配能力。
逐步验证的开发路径
为了提升开发效率并降低项目风险,整个项目采用分阶段验证方式推进,每一步都围绕风险控制与效率优化:
1
FEM仿真分析
通过有限元分析,提前评估密封的机械性能,为设计提供依据。
2
快速交样
使用科德宝Xpress®服务快速制造首批机加工样件,用于初步验证。直接使用量产材料,无需开模,缩短周期并降低成本。
3
临近量产验证
开发量产级模具结构,并进行最终测试验证。
4
批量生产准备
在验证结果稳定后,进入量产模具制造与样件确认阶段。
这种“逐步验证”的开发路径,为项目顺利推进提供了重要支持。
协同开发提升设备竞争力
对于食品行业设备而言,真正复杂的往往不是单一部件,而是如何在性能、法规、卫生设计与开发效率之间实现平衡。而这个项目的价值,也不仅体现在最终的密封方案本身,更体现在协同开发能力上——从材料选择、结构设计,到仿真分析与快速交样,整个开发过程都围绕用户实际工况展开。