Clean verdeelblok assemblage op maat

Engineering, sourcing en assemblage van een UHP koeling distributiesysteem

VDL Klima en Teesing werkten al jaren samen, onder meer aan componenten van vloeistof gebaseerde temperatuur controle systemen. Het gaat dan om het ontwerp, de assemblage en levering. Dit verhaal gaat over hoe je in die samenwerking weleens een reisje maakt: het vertrekpunt is het eerste idee en samen kom je uiteindelijk tot een aangepast ontwerp.

Dit project begon met een eenvoudige een aanvraag voor slang voor een UHP koelsysteem. We weten veel van koelsystemen, dus bij zo'n aanvraag vragen we door. We kijken altijd naar de specifieke toepassing met de mechanische, thermische en chemische vereisten.

Co-engineering met klant

De engineers van VDL klima hadden een oplossing voor een koelunit voor een optisch systeem bedacht op basis van PFA slangen en koppelingen. Omdat de beschikbare ruimte zeer beperkt was bleek dit geen praktisch haalbare oplossing.
Met die probleemstelling als startpunt begon een traject waarbij VDL en Teesing de oplossing gezamenlijk hebben ontworpen.

Galvanische corrosie

Een typisch probleem in koelsystemen is galvanische corrosie. En meer specifiek de corrosie tussen de metalen aluminium en RVS. RVS wordt vaak toegepast vanwege reinheidseisen en chemische bestendigheid. Aluminium is buitengewoon goed in het overdragen van warmte energie en vormt meestal een onderdeel van het primaire warmte overdracht systeem. De energie wordt van elektronica of optica overgedragen aan het koelmedium. Maar omdat de combinatie aluminium en RVS zo ongeveer de slechtst denkbare combinatie is in termen van galvanische corrosie, kan er geen rechtstreeks contact zijn. Dat wordt meestal opgelost door kunststof slangen. Er bestaan aluminium legeringen die het probleem minder hebben, maar die hebben weer andere nadelen, zoals beperkte verspaningsmogelijkheiden. Daarom blijft het gebruik van isolerende materialen onvermijdelijk.

Kunststof koppelingen in PVDF?

In een geval als dit onderzoeken we altijd de mogelijkheid om kunststof koppelingen te gebruiken. Bijvoorbeeld van PFA of van PVDF. Maar voor deze lenskoeler in een machine met veel bewegende delen waren trillingen de reden waarom kunststof niet sterk genoeg zou zijn.

PVDF kan een prima oplossing zijn, die we vaak adviseren. Maar als mechanische betrouwbaarheid een vereiste is, dan is aluminium superieur. Er zijn testen gedaan waarbij 100 PVDF koppelingen simultaan getest werden. Daarbij werd 1 koppeling bij montage (volgens voorschriften uiteraard) doordraaide. Wat in theorie dus zou moeten werken blijkt in de praktijk toch anders te liggen.

Ga je voor het maximaal haalbare, dan heeft een aluminium koppeling toch de voorkeur, maar wel gemaakt uit die moeilijk bewerkbare legering. Het heeft tot 2018 geduurd voordat er een fabrikant de uitdaging aanging. Serto levert al zo’n 30 jaar koppelingen en heeft een mooi systeem van radiale montage, waardoor koppelingen minder ruimte innemen en uitgebouwd kunnen worden zonder het leidingwerk los te nemen. Ze gebruiken een metalen knelring waardoor de koppeling meerdere keren gemonteerd kan worden en zowel op buis als op slang gebruikt kan worden (middels een steunhuls in de slang).

Cleanroom assembly lenskoeling productie verdeelblokken

Foto: geproduceerde verdeelblokken staan klaar voor assemblage met slangen.

Set verdeelblokken met slangen koelwater applicatie cleanroom

Foto: voor optimale thermische eigenschappen is gekozen voor een set van 4 verdeelblokken.

Productie verdeelblok assemblages cleanroom

Foto: slangen liggen klaar voor assemblage. Ze zijn voorgemonteerd met Serto aluminium koppelingen.

Applicatie specifiek verdeelblok in RVS bleek beter

Het engineeringteam verliet al snel de gedachte van losse koppelingen omdat dat storingsgevoelig is in een omgeving met veel trillingen. Er werd overgestapt naar een verdeelblok, wat ook meteen het meest gecompliceerde onderdeel van deze samenstelling was. Het gevolg van de zeer beperkte ruimte is dat de warmte verdeling in het verdeelblok kleine temperatuurverschillen oplevert. Uiteindelijk zijn de engineers uitgekomen op 2 losse verdeelblokken, zodat de warmte niet overgedragen wordt. In deze applicatie met weinig ruimte moesten ook de koppelingen klein zijn. Omdat de delen waar het verdeelblok mee verbonden werd van RVS waren moesten ook het verdeelblok en de koppelingen RVS zijn.
De standaard RVS koppelingen van Serto zijn al heel compact en radiaal te monteren, wat ideaal is in situaties met weinig ruimte. Maar voor dit specifieke geval waren ze nog niet compact genoeg, dus is Serto betrokken bij het project om specifiek voor deze toepassing koppelingen te produceren.

Vanaf het verdeelblok zijn we via slangen naar aluminium koppelingen gegaan die in het aluminium koelelement zijn geschroefd. Er komen dus geen verschillende metalen met elkaar in aanraking en voor galvanische corrosie is het beste uitgangspunt gecreeerd.

Het proces van co-engineering

Na de eerste verkennende gesprekken is er een projectteam gevormd uit beide bedrijven, wat op reguliere basis de voortgang besprak. De engineering vraagstukken hebben geleidt tot op maat gemaakte verdeelblokken en de vraag aan Serto voor het leveren van een special design koppeling.

Nadat onze 3D tekeningen ingepast waren in de 3D tekeningen van de machine en de verwachting ontstond dat het ontwerp geen montage en passing problemen zou opleveren, hebben we een prototype geproduceerd en opgeleverd.

Na het prototype zijn we overgegaan naar het definitieve ontwerp, waarbij de flowrestrictors die we in het prototype nog hadden opgenomen in de steunhuls van de connector op het verdeelblok, nu onderdeel zijn geworden van het verdeelblok zelf.

Het proces van co-engineering is iets waar Teesing zich heel comfortabel bij voelt. Met eindverantwoordelijkheid voor een subsysteem en als centrale regisseur van engineering - mechanische productie - leveranciers - klant - cleanroom assemblage.

Meer informatie?

Meer informatie over onze producten of op zoek naar een oplossing op maat? Neem contact op met onze sales engineers.

NL: +31 70 413 07 00
CN: +86-(0)10-60576210
USA: +(1) 973 383 0691
TW: +886-(0)3-5600560

Of gebruik ons contact formulier

Heeft u al contact met een sales engineer? Neem rechtstreeks contact op:

Vind uw sales engineer