Vakuové sušení: Vše závisí na čerpadle | Elmo Rietschle

Mnoho výrobních linek v závodě na výrobu motorů koncernu VW v Salzgitteru je vybaveno vestavěnými stanicemi pro čištění dílů. Součástí každé čisticí stanice je systém pro vakuové sušení. Podtlak v podtlakové komoře vytváří šroubová vývěva Elmo Rietschle – úsporné a osvědčené řešení.

Elmo Rietschle, případová studie VW, obrázek 1

Hlavním závodem na výrobu motorů je motorárna v Salzgitteru. Zaměstnanci smontují za den až 7000 otto a dieselových motorů pro osobní a užitkové vozy. Nabídka motorů zahrnuje tříválcové až šestnáctiválcové motory v provedení do V a W s výkonem od 55 kW.

Mechanická výroba v závodech zahrnuje zpracování hlavních součástí motoru, jako je hlava válce, kliková skříň válce, klikový hřídel, vačkový hřídel a pístní tyče, a také výrobu montážních dílů, modulů a drobných součástí pro motory.

Stále vyšší požadavky na výkon moderních spalovacích motorů a souvisejících komponent, dosažení vyšších ekologických cílů pro výrobky a výrobu a strategie skupiny v oblasti úspory energie vyžadují neustálý vývoj výrobních technologií v oblasti mechanického zpracování. Velmi důležitou roli hraje čistota součástí motoru.

Vysoké požadavky na čistotu součástí

Koncern VW stanovil velmi vysoké standardy čistoty dílů, které platí pro každý díl a jejichž dodržení je možné pouze s odpovídajícími čisticími technologiemi a technikami.

Technika čištění jádra používaná v závodě Salzgitter je založena na čištění kapalnými médii. Používá se zde více než 130 čisticích systémů na bázi kapalných médií. Mnohé z těchto čisticích systémů se používají pro mycí procesy, při nichž musí být po mokrém čištění dosaženo 100% vysušení součástek.

U velmi náročných součástí, jako jsou hlavy válců a klikové hřídele válců, lze tohoto požadavku dosáhnout pouze pomocí vakuového sušení - z technického a procesního hlediska - kvůli složité vnější geometrii s četnými dutými prostory a otvory v součásti.

Konstrukce vakuových sušicích stanic je standardizovaná stejně jako čisticí systémy. K vytvoření požadovaného vakua v komoře se používají vakuové pumpy. Během vakuového sušení je součástka, která má zbytkovou vlhkost na povrchu i v otvorech a závitech, vystavena vakuovému tlaku v uzavřené a utěsněné komoře.

Tento podtlak snižuje teplotu varu vody. Zbytky vody na součásti se odpařují i při nízkých teplotách. Otvory a povrchy na součásti jsou tak zbaveny vody (vysušeny). Při odpařování zbytků vody se z komponenty odvádí tepelná energie, což má také sekundární účinek v podobě ochlazování komponenty.

Elmo Rietschle, případová studie VW, obrázek 2

Od olejem mazaných rotačních lopatek po šroubovou vývěvu

Původně se rotační lamelové vývěvy používaly pro vakuové procesy v mycích systémech k vytváření vakua. V systému čištění hlavy válců nebo klikového hřídele válců je nutné použít dvě rotační lamelové vývěvy s výkonem každé vývěvy přibližně 7,5 kW vzhledem ke geometrii a velikosti součástí a vzhledem ke krátkým dobám cyklu systému v každém mycím systému.

Peter Tomaschewski z oddělení údržby závodu Salzgitter: "To si vyžádalo velké časové a finanční investice, které jsme chtěli snížit - zvláště když některé opotřebitelné díly, jako je například odlučovač oleje, vyžadují oddělenou likvidaci. Každá činnost údržby navíc vyžadovala úplné odstavení systému pro provedení údržby."

Rotační lamelové vývěvy byly v centru pozornosti i s ohledem na nižší životnost a nedosažitelnou bezpečnost procesu. Proto byl v roce 2007 v závodě Salzgitter prověřen a otestován alternativní čerpací systém, který se ukázal jako velmi účinný.

 
Výkon S-VSI

Díky velmi dobrému vakuovému výkonu S-VSI se doba potřebná k vysušení čištěných dílů
zkracuje
o 25 %.

 
 
Porovnání nákladů na nemazanou šroubovou vývěvu a olejem mazanou vývěvu

Srovnání nákladů na suchý chod šroubové vývěvy
a vývěvy mazané olejem

 

Kratší doba sušení, nižší energetická náročnost

Po intenzivním průzkumu trhu a dlouhých testovacích fázích intenzivně podporovaných společností Gardner Denver bylo rozhodnuto o nákupu bezolejové šroubové vývěvy S-VSI 300 od společnosti Elmo Rietschle/Gardner Denver.

Jako suchoběžná vývěva může pracovat bez přívodu oleje a poskytuje maximální konečné vakuum 0,1 mbar (absolutní) s vakuovým výkonem až 360 m3/h. To vytváří dobré podmínky pro zkrácení doby evakuace, která je při sušení In-Line naprosto nezbytná.

Díky technologii šroubových vývěv lze dosáhnout významných zlepšení a úspor. Počet potřebných vývěv byl snížen na jednu vývěvu na systém namísto dřívějších dvou vývěv, protože šroubová vývěva je účinnější a bezpečnější. To také vedlo ke snížení energetické náročnosti každého mycího systému o přibližně 7,5 kW výkonu motoru.

I celková životnost čerpadel je velmi uspokojivá. Vyšší počáteční investice se amortizují díky menšímu počtu odstávek systému a výrazně sníženým požadavkům na údržbu. Šroubové vývěvy mají interval údržby 7500 provozních hodin, což je třikrát více než u běžných rotačních lamelových vývěv.

 

Peter Tomaschewski zmiňuje také další výhodu nového standardu čerpadel: "Bezolejový provoz čerpadel je mnohem pozitivnější z hlediska životního prostředí, protože nemusíme likvidovat velké množství použitého oleje a separačních prvků. Díky bezolejovým čerpadlům se výrazně zlepšila i kvalita ovzduší v závodě, protože nedochází k výparům oleje, jak tomu často bylo u konvenčních rotačních lamelových čerpadel."

Společná iniciativa na zlepšení: Čerpadlo s recirkulačním chlazením

Čerpadlo S-VSI 300 s integrovaným recirkulačním chlazením


Spolupráce byla natolik dobrá, že společnost Elmo Rietschle vyvinula na základě požadavku společnosti Volkswagen také specifickou zákaznickou variantu S-VSI 300. Sven Finger, vedoucí oddělení plánování čisticí techniky v divizi plánování motorů VW v Salzgitteru, říká: "Stále hledáme možnosti zlepšení. Čerpadla obvykle vyžadují připojení chladicí kapaliny. V některých případech je však velmi obtížné ji realizovat. Tam používáme čerpadla s cirkulačním chlazením".

Pro tuto variantu instalovala společnost Elmo Rietschle chladič vzduch/voda, takže čerpadlo lze použít jako řešení "Plug and Play" bez externího přívodu chladicí kapaliny.

 

Protože Volkswagen pracuje na principu "Best Practice" ve všech svých závodech, jsou čerpadla "Twister" od společnosti Elmo Rietschle instalována nejen v systému čištění dílů v Salzgitteru. Šroubové vývěvy se používají také v závodech VW v Číně, Mexiku a Polsku.

Přehled přidané hodnoty

  • Suchoběžné vývěvy bez přívodu oleje s dostatečným vakuovým výkonem a konečným vakuem pro zkrácení doby evakuace při sušení In-Line
  • Pouze 1 šroubová vývěva namísto 2 vývěv na systém snižuje nároky na elektrickou energii a náklady na údržbu
  • Delší intervaly údržby, prokazatelně méně poruch a vyšší životnost nových čerpadel
  • Úprava podle přání zákazníka instalací recirkulačního chlazení s Elmo Rietschle jako řešení "Plug and Play" bez externího přívodu chladicí kapaliny
  • Modely s integrovaným chlazením se staly standardem v celé společnosti v souladu se zásadou "Best Practice" a používají se i v jiných závodech