现代金属加工机床是智能制造的驱动力，在“工业 4.0”中发挥着核心作用。它们依赖于智能冷却润滑系统，以实现卓越效率以及精确、高性能的加工过程。为了实现冷却润滑剂的最佳混合和计量，BRISCO Systems 推出的 Dosimetrix® 混合系统采用了 KNF 隔膜液体泵，该泵可在所需性能下提供准确且平稳的介质流量，并将脉动降至最低。
冷却润滑剂在高性能金属加工中发挥着关键作用
金属加工机床对航空航天、医疗和汽车等众多行业至关重要。现代机床采用计算机控制的自动化工具，可执行铣削、车削、钻孔和刮削等复杂的金属加工任务。其中许多机床能够在不同的加工步骤之间快速切换，并生产出几何形状复杂且尺寸精度极高的零件。
这些机床依赖冷却润滑剂以在加工过程中降低摩擦、散热并减少磨损。这可确保加工质量、工艺可靠性和效率，并延长刀具的使用寿命。金属加工机床用的冷却润滑剂通常由三部分组成：水、基础油（如矿物油或合成油），以及乳化剂、缓蚀剂、高压或防雾添加剂等助剂，这些添加剂可增强冷却润滑剂的所需性能。冷却润滑剂的成分是根据具体应用进行定制。冷却润滑剂系统能够对最佳润滑剂配方和浓度进行监测、混合和计量。
冷却润滑系统可实现高精度和高准确度
针对需要中等至大量冷却润滑剂的应用场景，BRISCO Systems 开发了 Dosimetrix® Hybrid系统——这是一款支持物联网连接的自动化冷却润滑系统，专为精准的流体和冷却管理而设计。该系统可提供恒定且精确的混合液，以确保加工质量、效率和成本控制。该系统可独立计算所需的补充浓度，保持稳定的液位，并能自动向多达 100 个独立储液罐供应计量精准的补充液量。
Dosimetrix® Hybrid冷却润滑系统由六大组件构成：
- 进液单元，用于水和冷却润滑剂浓缩液，两者流量均可单独调节
- 高精度阀门和流量计，确保在0.1-15%浓度范围内实现精确计量（精度±0.1%）
- 混合室，用于在受控条件下将水与浓缩液混合
- 传感器，用于监测流量、压力、温度、浓度、液位及泄漏
- 控制与操作模块，配备显示屏、控制界面，或可选通过网络门户进行控制
- 安全功能，例如自动溢流保护、泄漏检测和紧急停止
冷却润滑系统面临的一个关键挑战是油水乳液能否可靠混合。乳液的稳定性会受液滴尺寸的显著影响：液滴越小且越均匀，混合物就越稳定，能够长期保持其冷却和润滑性能。乳化效果不佳的乳液更容易发生相分离，这可能导致异味产生、加工性能下降，并需要提前更换冷却介质，从而增加停机时间和运营成本。
因此，要保持稳定的乳化液质量，必须在规定的流量条件下，对润滑剂浓缩液进行可控且可重复的计量。为了确保全自动、高精度的混合和计量，Dosimetrix® 混合系统必须能够独立输送冷却润滑剂，而不受供水管路中水压波动的影响。由于润滑剂是通过喷嘴注入加压水管中的，因此水压的变化会直接影响所需的泵性能以及混合精度。因此，要实现稳定的混合效果，需要一台能够在压力条件变化的情况下保持稳定流量的高精度泵。此外，该泵还必须具备高性能与体积比、良好的吸入能力、低脉动以及较强的耐化学腐蚀性。
工程信赖：KNF 推出新型泵解决方案，确保系统性能可靠
2019 年，BRISCO Systems 联系 KNF，希望获得能在 6 巴（相对压力）下提供 3 升/分钟流量的测试泵。KNF 提供了 FP 400 和 NF 1.300 隔膜液泵供其评估。起初，BRISCO Systems 选择了竞争对手的一款配备 EPDM 隔膜的标准双隔膜泵，但该方案在冷却润滑系统中出现了问题。尽管最初未被选中，KNF 仍通过其他项目与 BRISCO Systems 保持着合作关系。
2022 年 11 月，KNF 工程师再次实地考察了 Dosimetrix® 混合系统的技术挑战，发现竞争对手的泵性能不佳，且因气蚀导致隔膜受损。根据更新的工艺参数，KNF 分析了情况，并建议采用低脉动隔膜泵作为替代方案。该型号泵在 2019 年的初步评估时尚未上市。该液体泵于 2022 年 12 月交付测试，通过了所有试验，并成功集成到 Dosimetrix® 混合系统中，目前稳定且高效地运行。
KNF 低脉动泵可防止气蚀并提升性能
作为 Dosimetrix® 混合冷却润滑系统的核心部件，该隔膜液泵从位于泵下方 1-1.5 米处的容器中抽取润滑剂，并通过喷嘴将其输送至加压水管中。为应对供液管路中水压的波动或对新冷却液需求的变动，系统会计算出泵必须输送冷却润滑液的流量。
借助 KNF 独特的低脉动技术，五片并联的隔膜以相位错开的方式运行，产生高且平稳的流量，具有出色的线性度且脉动极小，从而防止气蚀并保护泵和系统。该液体泵最大流量为 4.4 升/分钟，压力为 6 巴（相对压力），并具备自吸和干运转能力，可确保冷却液传输平稳可靠，维护系统完整性，并保护敏感组件。其隔膜技术可实现无泄漏运行，并防止添加剂的交叉污染，满足机床应用对精度和可靠性的要求。
专为冷却润滑系统定制的隔膜泵具备优异的化学兼容性
与所有 KNF 隔膜泵一样，低脉动泵采用模块化设计，可根据需求定制泵头、材料以及机械、电气和液压连接方式。对于 Dosimetrix® 混合动力系统而言，对腐蚀性或中性液体的耐化学腐蚀性至关重要。该系统中使用的定制液体泵采用涂有 PTFE 的 EPDM 隔膜，阀门由 FFKM 制成，密封件采用 FKM，泵头由 PP 制成——所有这些设计均确保了与各种输送液体的化学兼容性，尤其是含油介质。为了确保完美适配并节省系统空间，KNF 将泵头旋转了 180°。该泵还采用了无刷直流电机，可调节泵的性能，并满足冷却润滑剂系统对精准混合和计量的要求。
“KNF 的泵具有极高的性能与体积比，可集成到我们的 Dosimetrix® 混合系统的专用控制系统中。对我们而言，该泵能够实现低维护运行且使用寿命长这一点至关重要，因为这能减少客户的停机时间和成本，”Jürgen Gosch 总结道。隔膜液泵可在宽广的工作范围内以精确、可靠的流量输送润滑剂，支持冷却润滑系统中的精准计量。KNF 在定制泵解决方案的设计方面拥有丰富的经验。工程师们与每位客户紧密合作，确保泵与系统完美匹配，并在整个集成过程中提供技术支持。像 BRISCO Systems 这样的客户可受益于 KNF 在各行各业及各市场提供的本地支持与专业技术。
