Intensifier vs direct drive waterjet pompen: welke biedt superieure prestaties?

Dit argument is waarschijnlijk zo oud als de pomptechnologie zelf;

'Wat is beter, een intensifier stijl of een direct drive pomp?'

Terwijl intensifier pompen door veel meer waterjetfabrikanten worden gebruikt, kan men de voordelen en eenvoud van het direct-drive ontwerp niet negeren, en hoewel er fabrikanten zijn die beide maken en aanbieden (Flow Corp.), gebruiken de meeste fabrikanten alleen gemakkelijk beschikbare "van de plank" intensifier stijl pompen, doorgaans ontworpen en gebouwd door een derde partij leverancier (zoals KMT Waterjet, Accustream en American Waterjet). Tegenovergesteld gebruikt een van de meest succesvolle merken, Omax, alleen direct-drive stijl pompen. Waarom? Wat maakt het ene pompontwerp beter dan het andere? Waarom zou u een ander ontwerp nodig hebben?

In dit artikel duiken de experts bij Southern Fab diep in het mysterie achter wat de populairste waterjetsnijsystemen op de markt vandaag aandrijft. We ontdekken wat deze pompen verschillend maakt in ontwerp, prestaties en zelfs onderhoud, onthullend zowel hun sterktes als zwaktes.

Intensifier stijl pompen

Een intensifier stijl pomp gebruikt de kracht van hydrauliek om de waterdruk te "intensifieren", meestal in een verhouding van 20:1. Het ontwerp begint met een elektrisch (of gas/diesel aangedreven motor) die een hydraulische pomp draait die hydraulische oliedruk van ongeveer 207 bar produceert. Getoond in de illustratie hieronder, wordt de hydraulische oliedruk vervolgens in de centrumkamer van een lange gepantserde cylinder die we de "intensifier" noemen, gevoerd. Daar beweegt de hydraulische oliedruk een zuiger (of "biscuit" zoals het bijgenaamd wordt) links en rechts, richting en stroom wisselend zodra de zuiger een sensor passeert.

Aan de zuiger is een plunger bevestigd met een diameter 20x kleiner dan de zuiger zelf. De plunger werkt in een afzonderlijk afgedichte hoge-druk kamer, waar het water intrekt op de intrekcyclus en vervolgens, gebruikmakend van de 20:1 verhouding, het water comprimeert, dus de druk "intensificeert" tot 4137 bar of hoger. Deze actie cycelt ongeveer 1 slag per seconde (afhankelijk van de intensifier stijl) en zendt hoge-druk water naar een opslagtank genaamd de attenuator, wat een apparaat is bedoeld om de drukspijken van de stootende plungers te verzachten en een gladde geëgaliseerde drukstroom aan het snijhoofd te leveren.

Drukken gegenereerd op intensifier stijl pompen variëren van 2758 bar (40.000 PSI) op tot 6895 bar en terwijl drukken simpelweg verhoogd kunnen worden op de intensifier stijl door een verandering in de verhouding van de zuiger tot plunger grootte en/of in de hydraulische oliedruk geproduceerd, is het inherente resultaat dat er minder volume water geproduceerd wordt naarmate de drukken stijgen. Ook moet worden opgemerkt dat hoe hoger de gegenereerde druk, hoe sneller de interne pomponderdelen slijten en falen. Deze meer frequente onderhoudscycli, gekoppeld met de verhoogde onderdeelkosten en downtime om te repareren, maken deze "ultra-hoge druk" pompen geweldig op papier, maar vaak ver tekort in praktijk. Ook moet opnieuw worden opgemerkt dat de reactie van het verhogen van de druk het volume water dat gecreëerd wordt op deze ultra-hoge druk vermindert, waardoor de snijdefficiëntie op de lange termijn nog verder vermindert.

Voordelen van de intensifier stijl

• Hogere drukken beschikbaar tot 6895 bar
• Constante druk wordt gehandhaafd
• Werkt alleen wanneer druk nodig is

Nadelen van de intensifier stijl

• Hydraulisch systeem moet gekoeld worden door ofwel 2-3x het gesneden water te gebruiken of een groot koelsysteem te gebruiken
• Geluid: intensifiers zijn 2-3x luider dan een vergelijkbaar direct-drive systeem
• Efficiëntie wordt verminderd door het gebruik van hydrauliek met ongeveer 30-40% ten opzichte van direct aangedreven opties.
• Ultra hoge druk systemen hebben hoge uitvalpercentages en voorbijgaande slijtage van 200-300 uur op verbruiksartikelen.

Direct drive stijl pompen

Direct drive pompen werken op een manier die inherent efficiënter is dan zijn tegenhanger de intensifier stijl pomp, maar beperkt de algehele drukuitvoer. Het ontwerp is eenvoudiger, vereist minder bewegende delen en wordt vaak aangeduid als een "hogedruk reiniger" stijl pomp, aangezien ze op exact dezelfde manier werken (hoewel de waterjet pompen van een aanzienlijk verbeterd ontwerp zijn). De direct-drive stijl wordt ook vaak de "krukas" stijl pomp genoemd, aangezien het een motor aangedreven "krukas" gebruikt om 3 zuigers in een snelle opvolging te bewegen om water in te trekken en onder druk te zetten. Aangezien er altijd een van de 3 cylinders in de compressiecyclus is, is er geen behoefte aan de "attenuator" om de druk te houden en te conditioneren zoals op de intensifier stijl pompen. De geproduceerde waterdruk is van constante druk.

Aangezien er geen hydraulisch systeem op deze pompen is, is er geen behoefte aan grote waterkoelsystemen om de pomp koel te houden, alleen een kleine chiller wordt aanbevolen om de binnenkomende watertemperatuur te verlagen om de afdichting en terugslagklep levensduur te verbeteren.

Voordelen

• Elektrisch efficiënt ontwerp
• Geen koelsysteem vereist
• Stille werking
• Beschikbaar in pk van 5pk en enkelvoudige fase voor thuishobbyist operatie

Nadelen

• Beperkte druk (4137 bar max)
• Druk daalt met werking, vereist voedsnelheid of RPM aanpassing om snijkwaliteit te behouden
• Dalende/stijgende druk vereist RPM aanpassing

Samenvatting

Zo verschillend de twee technologieën ook lijken, delen intensifier en krukas pompen hetzelfde pompprincipe: een plunger wordt in een gesloten kamer geduwd om de druk te verhogen en vloeistof uit te drukken door een uitlaat terugslagklep; als de richting van de plunger omgekeerd wordt, treedt lage druk vloeistof de kamer in door een inlaat terugslagklep. In beide gevallen biedt de continu terugkerende plunger de pompactie. Het verschil tussen de twee technologieën is simpelweg de manier waarop de plunger bewogen wordt. De direct-drive stijl pomp gebruikt een krukas vergelijkbaar met die in een automobielmotor, terwijl de intensifier stijl de plunger drijft met een hydraulische cylinder, via gepresuriseerde olie.

In beide pompontwerpen, als u de beschikbare operationele pk verhoogt, zult u het volume wateruitvoer bij de gegeven druk verhogen en dat zelf kan uw snijprestaties aanzienlijk verhogen. Als voorbeeld, met alle andere factoren gelijk, zou het volgende gelden:

*Prestatiegegevens behaald met American Waterjet - Geomate­™­ Snijcalculator Software

Verhoogde prestaties in snijsnelheid van meer dan 40% wordt in het bovenstaande voorbeeld bereikt door simpelweg de pk te verhogen, wat het volume water dat beschikbaar is bij die druk verhoogt. Die actie alleen kan niet alleen de snijsnelheden verhogen, maar de prestaties verbeteren terwijl de exploitatie- en onderhoudskosten goed binnen redelijkheid blijven. Tegenovergesteld, het verhogen van de druk resulteert inderdaad in verhoogde snelheden, maar vermindert de hoeveelheid beschikbaar water dat geproduceerd wordt bij die druk en vermindert daarbij de algehele efficiëntie. Ook verhogen deze ultra-hoge drukken de slijtage aanzienlijk, wat de verbruiksartikel levensduur van uw hoge druk systeemcomponenten aanzienlijk vermindert.

Met welk pompontwerp dan ook, er zijn grote stappen gezet in prestaties, efficiëntie en betrouwbaarheid door de jaren heen. Beide ontwerpen zullen uw waterjetsnijssysteem prestaties geven voor vele jaren te komen en terwijl de opties in pomptype opgeblazen zijn, onthoud dat de meest effectieve manier om efficiënt EN betaalbaar op een waterjet te snijden is om uw pk te verhogen, NIET uw druk.

Als u wilt bespreken met een van onze experts hoe een waterjetsnijssysteem voor uw toepassing kan werken, of als u wilt bespreken de capaciteit toe te voegen aan uw volgende machine, neem dan contact op met de experts bij Southern Fabricating Machinery Sales vandaag nog! Bel ons direct op 813-444-4555 of bezoek ons op het web op WWW.SOUTHERNFABSALES.COM

Op zoek naar een waterjet nu? Bekijk onze selectie van 2, 3 en 5-as waterjetsnijsystemen HIER

Bezoek onze waterjet technische referentie sectie HIER en schrijf u in om artikelen net als deze per e-mail te ontvangen wanneer gepubliceerd.

Vind u deze post leuk? U zult ook genieten van:

Waterjets 101: abrasieve waterjet bewerking

Hoe de juiste waterjetsnijmachine te kiezen

Granaat verwijderingsopties voor waterjet operators