Fabrikant van industriële ventilatoren van glasvezel bouwt voort op traditie

Hudson Products wendde zich tot Wickert Hydraulic Presses voor een pers die vergelijkbaar is met de bestaande persen, maar met bijgewerkte bedieningselementen en een hogere mate van functionaliteit en controle. Bron | Wickert hydraulische persen

Hudson Products (Hudson, Beasley, Texas, V.S.) is een toonaangevende fabrikant van luchtgekoelde warmtewisselaars en axiaalventilatoren. De glasvezel Tuf-Lite axiale ventilatoren van het bedrijf zijn al meer dan 60 jaar in productie en hebben de voorkeur voor industriële toepassingen. Momenteel zijn er wereldwijd meer dan 250.000 Tuf-Lite ventilatoren in gebruik.

De serie Tuf-Lite ventilatoren begon in 1955 met de Tuf-Lite I, met een blad van glasvezelversterkt composiet. Sinds de oprichting heeft de ventilator een aantal iteraties doorlopen. De originele ventilator werd vervaardigd als een monolithisch eendelig vleugelprofiel dat als een hol onderdeel werd gevormd. Tuf-Lite II werd in 1984 geïntroduceerd om de maakbaarheid van de onderdelen van de ventilator te vergroten. Volgens Nick Rizzo, operationeel manager van Hudson Products, was het een uitdaging om het profiel van de originele monolithische vleugel te behouden en toch aan de onderdeelvereisten te voldoen. Er werd een nieuw, tweedelig ontwerp bedacht met een blad bestaande uit een vleugelprofiel en houder, of nek. Het ontwerp zag ook een verandering in de centrale hub. In het Tuf-Lite I-ontwerp paste de gegoten nek van het monolithische blad in een aansluiting in de naaf, terwijl in het Tuf-Lite II-ontwerp de cilindrische nek van het blad op zijn plaats werd gehouden door twee klemhelften die tussen een bovenste en onderste naafplaat waren geklemd . De Tuf-Lite III werd in 2004 geïntroduceerd en keerde terug naar het monolithische bladontwerp maar met behoud van de klemconventie.

Hudson's Tuf-Lite II en Tuf-Lite III ventilatorontwerpen maken gebruik van een gepatenteerde vinylesterhars in een harstransfergietproces (RTM). Er is ook een gepatenteerd leading edge-beschermingssysteem ingebed en er is een UV-bestendige coating op de buitenkant van het blad aangebracht. De ventilatoren zijn ontworpen om corrosie te weerstaan ​​en om de sterkte-gewichtsverhouding te maximaliseren. De ventilatorbladen hebben een aerodynamische twist en tapsheid die is ontworpen om een ​​gelijkmatige luchtstroomverdeling en energie-efficiëntie te bieden, terwijl ook trillingen worden geminimaliseerd.

Hudson zag in de markt een behoefte aan een ventilator met een grote diameter en een laag geluidsniveau en zag een kans voor nog een nieuwe versie van de Tuf-Lite-serie. Voor de Tuf-Lite IV gebruikte het bedrijf computational fluid dynamics (CFD)-technologie voor een ontwerp dat gericht was op ruisonderdrukking en efficiënte luchtstroom.

"Het ontwerpconcept achter de Tuf-Lite IV was om ons in staat te stellen een blad in gebruik te nemen dat net zo efficiënt zou werken als onze bestaande ontwerpen, maar met een lagere werksnelheid", legt Rizzo uit.

Het resulterende Tuf-Lite IV-ontwerp is gemodelleerd naar de Tuf-Lite III, maar is ongeveer 20% groter. Vanwege het grotere formaat van de ventilator was het nieuwe ontwerp niet compatibel met de bestaande productieapparatuur van Hudson.

"Dit is een aanzienlijk groter blad dan wat we eerder in de monolithische stijl hebben gevormd", zegt Rizzo. "Het heeft een veel breder akkoord, het is aanzienlijk langer en de vorm van het vleugelprofiel heeft een uitgesproken zwaai of curve."

Hudson Products had een pers nodig die het gereedschap van 5 m x 1 m aankan dat nodig zou zijn om de Tuf-Lite IV-ventilatorbladen te vormen. Bron | Wickert hydraulische persen

Hudson had een pers nodig die het gereedschap van 5 bij 1 meter aankan dat nodig is om de onderdelen te vormen. De composietpersen van Hudson werden eerder in eigen huis ontwikkeld en gebouwd, maar voor het nieuwe ventilatorontwerp wendde het bedrijf zich tot Wickert Hydraulic Presses (Hebron, Ky., V.S.; Landau, Duitsland) voor een nieuwe aangepaste pers. Naast de grotere afmetingen bracht het nieuwe bladontwerp verschillende productie-uitdagingen met zich mee. Deze omvatten veranderingen in lay-upvolgorde, type glasvezel, materiaalconfiguratie, aantal lagen, harsinjectiepunten en positionering van ventilatieleidingen. Een nieuw harssysteem op epoxybasis werd ook overwogen tijdens de ontwerpfase, maar in de loop van de ontwikkeling keerde Hudson terug naar de vinylester die het in eerdere iteraties heeft gebruikt.

"Er werden verschillende aangepaste opties toegevoegd aan de pers die specifiek waren voor hun matrijzen", zegt Tony Ackerman, regionaal verkoopingenieur voor Wickert. "We kwamen samen met de matrijzenverkoper van [Hudson] en werkten samen aan het ontwerp."

"We wisten niet precies hoe het harsfront over het onderdeel in de vormholte zou vloeien", legt Rizzo uit. “Het convergentiepunt van dat harsfront was ook een punt van zorg. Met onze bestaande ontwerpen - omdat het een RTM-toepassing is - wordt de gesloten mal geventileerd, zodat terwijl we de hars over het onderdeel pompen, lucht ontsnapt via de ventilatieleidingen. Zodra het onderdeel helemaal nat is, is het de bedoeling dat de hars door de ontluchtingsleidingen naar buiten stroomt - dus de positionering van die ontluchtingsleidingen is erg belangrijk in het vormgereedschap. We willen die ontluchtingslijnen op het convergentiepunt van het harsfront plaatsen terwijl het over het onderdeel stroomt."

Wickert werkte ook samen met Hudson aan het besturingssysteem voor de pers om de specifieke volgorde, het alarmsysteem en de integratie met het harspompsysteem op te zetten. De automatische cyclus is ontworpen om de injectietiming en drukverwarming en -koeling te optimaliseren. Omdat een luchtblaas wordt gebruikt om een ​​holte in het holle ventilatorblad te creëren, heeft Wickert luchtbedieningsbedieningen geïnstalleerd om de luchtblaas te vertellen wanneer op een bepaald moment in de cyclus moet worden opgeblazen.

"Onze bestaande machines hebben een mate van automatisering als onderdeel van de productiecyclus, waarbij de operator een harsinjectie, een bevochtigingscyclus, een verwarmingscyclus en een afkoelcyclus kan starten", zegt Rizzo. “[Wickert] gaf ons een pers die aan al die vereisten voldeed - we waren in staat om een ​​automatische bedieningscyclus te programmeren die op dezelfde manier functioneerde als wat onze bestaande persen ons bieden, met bijgewerkte bedieningselementen en een hogere mate van functionaliteit en controle in vergelijking met onze oudere machines .”

Daarnaast ontwierp Wickert de pers als een topwerkende hydraulische machine, die een lage werkhoogte oplevert, waardoor deze goed bereikbaar is voor de operator.

"Een van de speciale kenmerken van de pers is een bovenste verwarmingsplaat die kan draaien om zichzelf aan een operator te presenteren voor reiniging en visuele inspectie", voegt Ackerman toe.

Terwijl de automatisering voor de pers nog steeds wordt afgerond en er nog enkele software-aanpassingen worden gedaan, is Hudson begonnen met de productie van de Tuf-Lite IV-ventilatoren en verzendt het eenheden.

"De bredere koordebreedte en het geveegde profiel zorgen ervoor dat het blad efficiënter kan werken bij een lager toerental, wat resulteert in een lager algemeen geluidsniveau", zegt Rizzo over de nieuwe bladen. "Bovendien konden we aan deze eisen voldoen met aanzienlijk minder bladen in vergelijking met het bestaande ontwerp."

Minder bladen betekent minder materiaal, waardoor de Tuf-Lite IV lichter en goedkoper te produceren is.