Panoramica casi di studioPrecisione nei sistemi di lubrorefrigerazione
Il sistema di lubrorefrigerazione Dosimetrix® hybrid utilizza una pompa a membrana KNF Smooth Flow per garantire una miscelazione e un dosaggio affidabili e precisi dei lubrificanti nelle macchine per la lavorazione dei metalli.
Le moderne macchine per la lavorazione dei metalli sono il motore della produzione intelligente e svolgono un ruolo centrale nell’industria 4.0. Si affidano a sistemi intelligenti di lubrorefrigerazione per garantire la massima efficienza e un processo di lavorazione preciso e ad alte prestazioni. Per una miscelazione e un dosaggio ottimali del lubrorefrigerante, Dosimetrix® hybrid di BRISCO Systems utilizza una pompa a membrana per liquidi KNF che garantisce un flusso accurato e delicato del fluido con pulsazioni minime alle prestazioni richieste.
I lubrorefrigeranti svolgono un ruolo fondamentale nella lavorazione dei metalli ad alte prestazioni
Le macchine per la lavorazione dei metalli sono di fondamentale importanza per molti settori diversi, tra cui quello aerospaziale, medico e automobilistico. Le moderne macchine utensili utilizzano strumenti automatizzati e controllati da computer che eseguono complesse operazioni di lavorazione dei metalli come fresatura, tornitura, foratura e pelatura. Molte di queste macchine utensili sono in grado di passare rapidamente da una fase all’altra del processo e di produrre pezzi con geometrie complesse e un’elevata precisione dimensionale.
Queste macchine si avvalgono di lubrorefrigeranti che riducono l’attrito, dissipano il calore e riducono l’usura durante il processo di lavorazione. Ciò garantisce la qualità della lavorazione, l’affidabilità e l’efficienza del processo e prolunga la durata degli utensili. I lubrorefrigeranti per le macchine per la lavorazione dei metalli sono solitamente costituiti da tre componenti: acqua, oli base come oli minerali o sintetici e additivi quali emulsionanti, inibitori di corrosione e additivi per alta pressione o antiappannamento che potenziano le proprietà desiderate del lubrorefrigerante. La composizione del lubrorefrigerante è studiata su misura per l’applicazione specifica. I sistemi di lubrorefrigerazione consentono di monitorare, miscelare e dosare la composizione e la concentrazione ottimali del lubrificante.
Il sistema di lubrorefrigerazione offre elevata precisione e accuratezza
Per le applicazioni che richiedono quantità medio-elevate di lubrorefrigeranti, BRISCO Systems ha sviluppato Dosimetrix® hybrid, un sistema di lubrorefrigerazione automatizzato e connesso all’IoT, progettato per una gestione precisa dei fluidi e del raffreddamento. Eroga una miscela costante e accurata per garantire la qualità della lavorazione, l’efficienza e il controllo dei costi. Il sistema calcola autonomamente la concentrazione di rabbocco richiesta, mantiene un livello di riempimento costante ed è in grado di erogare automaticamente volumi di rabbocco correttamente dosati a un massimo di 100 serbatoi separati.
Il sistema di lubrorefrigerazione Dosimetrix® hybrid è composto da sei componenti:
- Raccordi di ingresso per acqua e concentrato di lubrorefrigerante, in cui entrambi i flussi sono regolati separatamente
- Valvole e misuratori di portata ad alta precisione garantiscono un dosaggio accurato nell'intervallo di concentrazione compreso tra 0,1 e 15% (precisione ± 0,1%)
- Camera di miscelazione in cui l’acqua e il concentrato vengono miscelati in condizioni controllate
- Sensori che monitorano portate, pressione, temperatura, concentrazione, livello di riempimento e perdite
- Modulo di controllo ed esercizio con display, interfaccia di controllo o controllo opzionale tramite portale web
- Funzioni di sicurezza quali protezione automatica dal riempimento eccessivo, rilevamento delle perdite e arresto di emergenza
Una sfida fondamentale nei sistemi di lubrorefrigerazione è la miscelazione affidabile delle emulsioni olio-acqua. La stabilità dell’emulsione è fortemente influenzata dalla dimensione delle goccioline: quelle più piccole e più uniformi danno luogo a una miscela stabile che mantiene le proprie proprietà di lubrorefrigerazione per lunghi periodi di tempo. Le emulsioni mal formate sono più soggette alla separazione di fase, che può portare alla formazione di odori, a prestazioni di lavorazione ridotte e alla necessità di sostituire prematuramente il fluido refrigerante, con conseguente aumento dei tempi di fermo macchina e dei costi operativi.
Una qualità costante dell’emulsione richiede quindi un dosaggio controllato e ripetibile del concentrato lubrificante in condizioni di flusso definite. Per garantire una miscelazione e un dosaggio completamente automatici e ad alta precisione, Dosimetrix® hybrid deve erogare il lubrorefrigerante indipendentemente dalle fluttuazioni della pressione dell’acqua nella linea di alimentazione. Poiché il lubrificante viene iniettato in una tubazione dell’acqua pressurizzata tramite un ugello, le variazioni della pressione dell’acqua influenzano direttamente la potenza richiesta dalla pompa e la precisione della miscelazione. Per ottenere una miscelazione uniforme è quindi necessaria una pompa altamente precisa in grado di mantenere una portata stabile in condizioni di pressione variabile. Inoltre, la pompa deve offrire un elevato rapporto prestazioni/dimensioni, una buona capacità di aspirazione, basse pulsazioni e un'elevata resistenza chimica.
Engineering Trust: KNF presenta una nuova soluzione per prestazioni affidabili del sistema
Nel 2019, BRISCO Systems si è rivolta a KNF con la richiesta di pompe di prova in grado di erogare una portata di 3 l/min a una pressione di 6 bar (rel.). KNF ha fornito le pompe a membrana per liquidi FP 400 e NF 1.300 a scopo di valutazione. Inizialmente, BRISCO Systems aveva optato per una pompa standard a doppia membrana di un concorrente con membrane in EPDM, ma la soluzione si è rivelata problematica nel sistema di lubrorefrigerazione. Nonostante non fosse stata selezionata inizialmente, KNF ha mantenuto un rapporto di collaborazione con BRISCO Systems attraverso altri progetti.
A novembre 2022, gli ingegneri di KNF hanno riesaminato in loco le sfide poste dal sistema Dosimetrix® hybrid. La pompa della concorrenza presentava prestazioni insufficienti e danni alla membrana causati dalla cavitazione. Con parametri di processo aggiornati, KNF ha analizzato la situazione e ha proposto in sostituzione una pompa a membrana Smooth Flow, un modello che non era ancora disponibile al momento della valutazione iniziale nel 2019. Consegnata per i test nel dicembre 2022, la pompa per liquidi ha superato tutte le prove ed è stata integrata nel sistema Dosimetrix® hybrid, dove ora funziona in modo affidabile ed efficiente.
La pompa Smooth Flow di KNF previene la cavitazione e migliora le prestazioni
Cuore del sistema di lubrorefrigerazione Dosimetrix® hybrid, la pompa a membrana per liquidi preleva il lubrificante da un serbatoio situato a 1-1,5 m sotto la pompa e lo convoglia in una tubazione di acqua pressurizzata tramite un ugello. Per gestire le fluttuazioni della pressione dell’acqua nella linea di alimentazione o le variazioni della richiesta di nuovo refrigerante, il sistema calcola la portata alla quale la pompa deve fornire il lubrorefrigerante.
Grazie all’esclusiva tecnologia Smooth Flow di KNF, cinque membrane collegate in parallelo, ciascuna delle quali opera con uno sfasamento, generano un flusso elevato e regolare con eccellente linearità e pulsazioni minime, prevenendo la cavitazione e proteggendo la pompa e l’impianto. Con una portata massima di 4,4 l/min e una pressione di 6 bar (rel.), oltre alla capacità di autoadescamento e di funzionamento a secco, la pompa per liquidi garantisce un trasferimento delicato e affidabile del refrigerante, l’integrità dell’impianto e la protezione dei componenti sensibili. La sua tecnologia a membrana garantisce un funzionamento a tenuta stagna e impedisce la contaminazione incrociata da parte degli additivi, soddisfacendo i requisiti di precisione e affidabilità delle applicazioni sulle macchine utensili.
Scoprite di più sulla
tecnologia Smooth Flow di KNF.
La pompa a membrana personalizzata per sistemi di lubrorefrigerazione garantisce la compatibilità chimica
Come tutte le pompe a membrana KNF, le pompe Smooth Flow si basano su un sistema modulare che consente la personalizzazione della testa della pompa, dei materiali e dei collegamenti meccanici, elettrici e idraulici. Per Dosimetrix® hybrid, la resistenza chimica ai liquidi corrosivi o neutri è di fondamentale importanza. La pompa per liquidi personalizzata utilizzata nel sistema è progettata con membrane in EPDM rivestite in PTFE, le valvole sono in FFKM, le guarnizioni in FKM e la testa della pompa in PP: tutti questi elementi garantiscono la compatibilità chimica con i vari liquidi trasferiti, in particolare con i fluidi contenenti olio. Per garantire un perfetto adattamento e risparmiare spazio nel sistema, KNF ha ruotato la testa della pompa di 180°. Utilizza inoltre un motore DC senza spazzole che garantisce prestazioni regolabili della pompa e soddisfa i requisiti di miscelazione e dosaggio precisi del sistema di lubrorefrigerazione.
“La pompa di KNF offre un elevato rapporto prestazioni/ingombro e può essere integrata nel sistema di controllo specializzato del nostro Dosimetrix® hybrid. Per noi era molto importante che la pompa garantisse una manutenzione ridotta e una lunga durata, poiché ciò riduce i tempi di fermo macchina e i costi per i nostri clienti”, conclude Jürgen Gosch. La pompa a membrana per liquidi eroga lubrificanti con una portata precisa e affidabile in un ampio intervallo di funzionamento, garantendo un dosaggio accurato nel sistema di lubrorefrigerazione. KNF vanta una vasta esperienza nella progettazione di soluzioni di pompaggio su misura. Gli ingegneri lavorano a stretto contatto con ogni cliente per garantire un perfetto adattamento della pompa e fornire assistenza tecnica durante tutto il processo di integrazione. Clienti come BRISCO Systems beneficiano del supporto locale e delle competenze di KNF in vari settori e mercati.
