Dichtheitsprüfung labortechnische Espressomaschine

Jan Budnick, 15.05.2022 (Abschlussbemerkung Prototypentestmethodik)

Mit der unten beschriebenen Methodik können Prototypen vorerst auf Dichtigkeit getestet werden. Es ist dabei zu beachten, dass diese Methodik keine absolute Sicherheit bietet und somit ist weiterhin mit Vorsicht vorzugehen.

Für die Serie wird ein zuverlässigeres und anerkanntes Verfahren gebraucht. Dafür muss zuerst untersucht werden, welche Regularien für die Espressomaschine und besonders deren Druckbehälter gilt. Anschließend ist zu recherchieren in welche Klasse unser System fällt und demnach welchen Test vorgeschrieben und empfohlen sind. Im Zuge dessen muss auch eine Teststrategie entwickelt werden, wie die vorgegebenen und empfohlenen Tests durchgeführt werden können.

Zusätzlich zu den gesetzlich notwendigen Tests wäre es empfehlenswert eine Strategie zu entwickeln, wie die Funktionalität der Magnetventile überprüft werden kann. Dies ist vor allem deswegen notwendig, da sich herausgestellt hat, dass viele der verbauten Ventile nicht dichthalten. Es wird vermutet, dass dies daran liegt, dass benutzte Ventile verbaut wurden (es ist demnach darauf zu achten, nur neue Ventile zu verbauen). Trotzdem können die Ventile auch in der Nutzung undicht werden und somit ist es sinnvoll diagnostizieren zu können, welches Ventil getauscht werden muss.

Jan Budnick, 08.05.2022

Boiler und Verrohrung sind einige Zeit im Betrieb gewesen. Dabei konnte keine signifikante Leckage in der Wasserwendel verortet werden. Auch am Boiler ist kein Wasseraustritt oder Kondensat aufzufinden. Vorherige Annahmen bezüglich Undichtheit sind mit höchster Wahrscheinlichkeit undichten Ventilen (Y02) zuzuordnen. Es ist zum Beispiel aufgefallen, dass Ventile manchmal nicht ordentlich schließen.

Jan Budnick, 28.04.2022

Vorgehen Dichtheitsprüfung

Für die Dichtheitsprüfung wird die zu prüfende Komponente mir Druckluft beaufschlagt. Dazu wird ein 3/2-Wegenventil als Adapter zwischen Autoventil und Rohrleitung/ELSA verwendet.

1. Auf das Autoventil kann dann eine handelsübliche Luftpumpe oder ähnliches, mit eingebautem Manometer angesteckt werden.
2. Ist dies geschehen, kann die zu prüfende Komponente mit Druck beaufschlagt werden.
3. Es ist zu beobachten, ob ein Druckverlust eintritt und in welchem Ausmaß.
4. Gibt es einen Druckverlust ist zu versuchen, diesen mit seifigem Wasser ausfindig zu machen (Blasentest)

Wasserwendel

An die eine Seite der Wasserwendel wurde der Druckluftstrang angeschlossen. Zum Abdichten wurde auf die andere Seite ein Blindstopfen angebracht. Die Wasserwendel wurde anschließend mit 12 bar beaufschlagt. Anschließend war ein Druckverlust von 3 bar über 14 Stunden zu beobachten (sollte einen Leckagestrom von etwa 20 ml/h Luft bei Umgebungsdruck ergeben). Dieser Leckagestrom konnte leider nicht mittels Blasentest geortet werden.

Dieser Leckagestrom konnte auch im eingebauten Zustand bestätigt werden. Wird Wasser bezogen, erhöht sich der Druck im Boiler, was darauf schließen lässt, dass Wasser aus der Wasserwendel in den Boiler eindringt.

Boiler

Der Boiler wurde mit etwa 2,3 bar beaufschlagt, da dies in etwa dem Druck entspricht, bei dem das Überdruckventil arbeitet. Außerdem bietet es ein gewissen Sicherheitsfaktor gegenüber dem Betriebsdruck von bis zu 1,6 bar. Auch hier ist Leckage aufgetreten, ein Blasentest konnte jedoch keine Undichtheit am Boiler feststellen. Stattdessen wurde Undichtheit an der Pumpe und Adapter entdeckt. Um diesen Druck zu erreichen wurden alle Boilerausgänge mit einem Blindstopfen versperrt.

Vorher ist aufgefallen, dass über den Füllstandsensor Luft entweicht, sowie über dessen Gewinde. Um dies zu verhindern wurde das Gewinde fester gestellt (erhöht die Pressung des PTFE-Dichtungsrohr) und dessen Gewinde mit Dichtungsmasse (Aushärtender Polymer) verwendet.

Ein erster Test im Betriebszustand hat am Boiler für keine Auffälligkeiten aufgedeckt. Bei 1300 mbar war weder Dampf noch Wasseraustritt sichtbar.