Energieeffiziente Hochdruckpumpen und innovative Wasserstrahlanwendungen

Transkript

1 46. AWT-Sitzung, Hannover, 10. März 2014 Energieeffiziente Hochdruckpumpen und innovative Wasserstrahlanwendungen Franz Trieb - BHDT GmbH

2 INHALT Firmendaten Energiebilanz bei Hochdruckpumpen Innovative Wasserstrahlanwendungen

3 BHDT - PRODUKTIONSSTÄTTEN Kapfenberg & Hönigsberg (Österreich) Mechanische Fertigung, Kapfenberg, m2 Hochdruckpumpen & Schweißzentrum, Hönigsberg m2 Rohrbearbeitungszentrum, Kapfenberg, m2 Hallenzubau, Hönigsberg, m2

4 BHDT - PRODUKTGRUPPEN Mitarbeiter: 660 Umsatz: 160 Mio. Weitere Unternehmen: Völkl GmbH - Blechbearbeitung Hitzinger GmbH - Energietechnik

5 HOCHDRUCKPUMPEN Druckbereich 200 bis MPa Wasserstrahlschneiden 600 MPa, 7,6 l/min Peroxid Dosierung für LDPE 350 MPa, 2,5 l/min Druckprüfung 550 MPa, 1,0 l/min Autofrettage MPa, 0,5 l/min

6 ENERGIEEFFIZIENTE HOCHDRUCKPUMPEN

7 VERSUCHSAUFBAU Zur Messung der zugeführten und übertragenen Energie U (Volt) I (Ampere) p (MPa) V (l/min)

8 ENERGIEBILANZ Bei ölhydraulisch angetriebenen Hochdruckpumpen 100% elektrische Energie (Eingangsleistung) 70% hydraulische Energie (Ausgangsleistung) 3% Hochdruckverrohrung: Druckverluste 13% Druckübersetzer: Wärme, Reibung, Kompressibilität 1% Hydraulikschläuche, Rohre: Druckverluste 3% Hydraulikantrieb: Wärme, Reibung, Leckagen 10% Elektromotor: Wärme, Reibung, Leerlaufstrom

9 ENERGIEBILANZ Bei ölhydraulisch angetriebenen Hochdruckpumpen Eingangsleistung: P ein U I 3 cos Ausgangsleistung: P aus p p ) V ( 2 1 p V Wirkungsgrad: P P aus ein 0,7 Beispiel: p V 400MPa 3,8l/min P eff 36, 2kW ,7

10 SERVOTRON - DIE EFFIZIENTE HOCHDRUCKPUMPE Mit frequenzgeregeltem Servomotor SERVOTRON /40.45 Antriebsleistung: 37 / 45 kw Betriebsdruck: 400 MPa Fördermenge: 3.8/ 4.3 l/min

11 SERVOTRON - SYSTEMSCHAUBILD

12 SERVOTRON - RÜCKANSICHT Wasservordruckmanometer Druckentlastungsventil Doppelfiltereinheit 5 und 1.2 µm Vordruckpumpe HD-Druckaufnehmer Zu- und Ableitungen Pulsationsdämpfer, Speicherinhalt 2,49 Liter

13 SERVOTRON - FRONTANSICHT Druckübersetzer Steuerung Öl/Luft-Kühler Servomotor Innenzahnradpumpe Hydrauliktank

14 SERVOTRON - ELEKTRISCHE STEUERUNG Mit Frequenzumrichter Analoge/digitale Ein- und Ausgänge Anzeige mit SPS Lüftung Hauptschalter Spannungsversorgung Steuerteil Klemmen für Fernsteuerung Hauptanschluß

15 SERVOTRON - VORTEILE Technische Details Kundenvorteil Antrieb über hochdynamischen, frequenzgeregelten Servomotor Stufenlose Druckregelung von 10 bis 400 MPa Praktisch keine Pulsation beim Anschießen Geringste Druckschwankungen von nur +/- 1% bei Volllast Kein Überschwingen und minimale Druckeinbrüche beim Aus- und Einschalten des Wasserstrahls Bei geschlossener Düse kein Stromverbrauch am Servomotor Geringere Stromaufnahme, geringere Wirkleistung erforderlich Erweitert das Anwendungsspektrum der gesamten Schneidanlage Keine Ausplatzungen bei spröden Materialien Erhöhte Lebensdauer bei Dichtungen, Ventilen und Rohrleitungen Schont das gesamte Hochdrucksystem von der Pumpe bis zum Schneidventil Erhöhte Energieeffizienz, reduzierte Betriebskosten

16 WIRKLEISTUNG, SCHEINLEISTUNG, BLINDLEISTUNG Blindleistung Q [VAr] S [VA] Scheinleistung S [VA] Q [VAr] P [W] Wirkleistung P [W] cos P [W] S [VA]

17 STROMAUFNAHME & WIRKLEISTUNG Hydraulisch gesteuert - frequenzgeregelter Servoantrieb STROMAUFNAHME I [A] hydraulisch gesteuert STROMAUFNAHME I [A] frequenzgeregelter Servoantrieb 11,3% 75,0% WIRKLEISTUNG P [kw] hydraulisch gesteuert WIRKLEISTUNG P [kw] frequenzgeregelter Servoantrieb 24,3% 53,8%

18 TEMPERATURVERLAUFSMESSUNGEN - SERVOTRON Frequenzgeregelter Servomotor, Maximaltemperatur nach 60 min.

19 TEMPERATURVERLAUFSMESSUNGEN - ECOTRON Hydraulisch gesteuerte Pumpe, Maximaltemperatur nach 45 min.

20 SERVOTRON - DUAL KÜHLER Patentierte Kombination von Öl / Luft und Öl / Wasser-Kühler Öl / Luft-Kühler kombiniert mit Öl / Wasser-Kühler Bis 35 C arbeitet der Öl / Luft-Kühler Bei höheren Temperaturen bis max. 45 C schaltet sich automatisch der Öl / Wasser- Kühler dazu

21 HYPERTRON - DIE HÖCHSTDRUCKPUMPE Für das Wasserstrahlschneiden mit Betriebsdrücken bis 600 MPa HYPERTRON Antriebsleistung: 45 kw Betriebsdruck: 600 MPa Fördermenge: 2,9 l/min

22 HYPERTRON - DRUCKÜBERSETZER Für Betriebsdrücke bis 600 MPa

23 HYPERTRON - STAND-BY DRUCKÜBERSETZER Für Betriebsdrücke bis 600 MPa

24 INNOVATIVE WASSERSTRAHLANWENDUNGEN

25 REINWASSERANWENDUNG - STANZFORMENBAU Schneiden von Moosgummi (zum Abziehen des Kartons) Quelle: ELCEDE

26 REINWASSERANWENDUNG - SCHUHINDUSTRIE Design des Oberleders Quelle: CEI

27 REINWASSERANWENDUNG - SCHUHINDUSTRIE Scannen der Lederhaut Quelle: CEI

28 REINWASSERANWENDUNG - SCHUHINDUSTRIE Nesten der einzelnen Schuhlederteile

29 REINWASSERANWENDUNG - SCHUHINDUSTRIE Schneiden der Einzelteile Quelle: CEI

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31 REINWASSERANWENDUNG - LEBENSMITTELINDUSTRIE Schneiden von Sandwiches, Stück pro Schicht

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37 REINWASSERANWENDUNG - LEBENSMITTELINDUSTRIE Schneiden von Sandwiches, 4 Schneidköpfe, Schnittzeit ca. 1 sek.

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40 REINWASSERANWENDUNG - LEBENSMITTELINDUSTRIE Direkt nach dem Schneiden wird verpackt

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42 ANWENDUNG - RETTUNGSDIENSTE Suspensions- / Reinwasserstrahl zum Löschen von Feuer Quelle: CCS-Cobra

43 WASSERABRASIVANWENDUNG - KUNST & ARCHITEKTUR Berge aus Aluminiumblechen Materialdicke pro Blech 25 mm Toronto, Kanada^^

44 WASSERABRASIVANWENDUNG - KUNST & ARCHITEKTUR Glasbild, Sacklöcher in Glasplatte, Tiefe 60 mm Quelle: University of Sunderland

45 WASSERABRASIVANWENDUNG - BAUINDUSTRIE Schneiden von Ziegelwänden mit zwei Schneidköpfen Zwei Schneidköpfe arbeiten gegeneinander Der Ziegel wirkt als Strahlfänger Zum Konfektionieren von Tür- und Fensterausschnitten Ausschnitte für die Elektro- Installation Quelle: Redbloc / Perndorfer

46 WASSERABRASIVANWENDUNG - BAUINDUSTRIE Fertigungszeit pro Ziegelwand etwa 30 min.

47 WASSERABRASIVANWENDUNG - BAUINDUSTRIE Bis zu 200 m 2 werden von nur drei Mann pro Schicht produziert

48 WASSERABRASIVANWENDUNG - MIKROSTRAHL Schneiden von Präzisionsteilen Quelle: Daetwyler

49 WASSERSTRAHL BEIM EINSCHALTEN High Speed Video mit Bilder/sek., Originaldauer 0,15 sek. Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

50 HOCHDRUCKPUMPEN BHDT GmbH Industriepark 24, A-8682 Hönigsberg, Österreich