Turbulentno čiščenje nasproti ciljnemu čiščenju: razumevanje dveh osnovnih industrijskih postopkov čiščenja

Pregled

Turbulentno čiščenje in ciljno čiščenje sta dve pogosti fazi postopka v sodobnih industrijskih sistemih čiščenja. Nista tekmovalni tehnologiji. Namesto tega služita različnim namenom in se pogosto združita v istem sistemu čiščenja.

Preprosto povedano, turbulentno čiščenje zagotavlja široko površinsko pokritost, medtem ko ciljno čiščenje usmerja čistilno moč na težko dostopna ali kritična območja.

Ta članek razloži delovna načela, meje uporabe in logiko kombinacije teh dveh industrijskih postopkov čiščenja, vključno s čiščenjem z vstavljanjem in čiščenjem z zapiranjem z zamaški za notranje prehode in votline.

1. Turbulentno čiščenje: širok obseg pokritosti po delovnem kosu

Turbulentno čiščenje uporablja čistilno tekočino z visokim pretokom, da ustvari močan turbulentni tok znotraj komore za čiščenje. Tekočina se giblje v več nepravilnih smerih in neprekinjeno izpira površine delovnega kosa.

V primerjavi z laminarnim tokom turbulentni tok ustvarja bolj zapleteno gibanje tekočine in večsmeren mehanski udarec. To pomaga razrahljati in odstraniti onesnaženje, ki je prilepljeno na površino delovnega kosa.

Kako se doseže turbulentno čiščenje?

Turbulentno čiščenje se običajno izvaja na dva načina:

• Sistem črpalk z visokim pretokom in šob: Črpalka z visokim pretokom in posebno razporejene šobe ustvarjajo cirkulacijo tekočine znotraj zaprte komore za čiščenje.
• Premikanje delovnega kosa z robotom: Robot premika in zavrti delo v različne orientacije, tako da se več površin izpostavi čistilnemu toku.

Drugi pristop se pogosto uporablja v robotskih industrijskih čistilnih sistemih, še posebej, kadar ima delo zapleteno zunanjo geometrijo.

Prednosti in omejitve

Glavna prednost turbulentnega čiščenja je celotno pokritost . Dokler je površina izpostavljena čistilnemu toku, lahko prejme mehansko čistilno delovanje, tudi kadar ima delo relativno zapleteno obliko.

Vendar se čistilna sila razprši po relativno veliki površini. To pomeni, da turbulentno čiščenje samega po sebi morda ni zadostno za:

• Močno prilepljene onesnaževalce
• Dolgi otvori
• Slepe luknje
• Notranji oljni kanali
• Ozke žlebove
• Druge težko dostopne območja

Za ta območja je morda potrebno ciljno čiščenje.

2. Ciljeno čiščenje: osredotočeno curkanje za kritične območja

Ciljeno čiščenje usmeri čistilno šobo proti določeni lokaciji na delu, na primer:

• Ustja priključkov
• Slepe luknje
• Vodniki
• Zvarne šive
• Navojni otvori
• Vodnikov za olje
• Druge kritične notranje značilnosti

Ker je curkanje čistilne šobe osredotočeno na določeno lokacijo, lahko doseže močnejši lokalni učinek čiščenja kot splošen turbulenten tok.

Ciljeno čiščenje in pozicioniranje

Ciljeno čiščenje se pogosto kombinira s tehnologijo pozicioniranja in se zato imenuje tudi točno usmerjeno čiščenje .

Postopek običajno vključuje:

1. Določitev ciljne pozicije z mehanskim pozicioniranjem ali pozicioniranjem na podlagi slike.
2. Določitev zahtevanih koordinat šobe.
3. Premik šobe ali robota na ciljno lokacijo.
4. Uporaba usmerjene čistilne curka na določeno območje.

Na primer, robotski sistem za čiščenje cilindrične glave za šestcilindrični dizelski motor lahko uporabi usmerjeno čistilno enoto za obdelavo stotin posameznih lukenj na cilindrični glavi.

Glavna omejitev: čas cikla

Usmerjeno čiščenje zagotavlja koncentrirano čistilno delovanje, vendar vsaka tarča zahteva, da se šoba premakne v določen položaj.

Zato se ob povečevanju števila točk čiščenja splošno poveča tudi potreben čas cikla.

Zato se usmerjeno čiščenje običajno uporablja za kritična območja namesto za celotno površino delovnega predmeta .

3. Kako turbulentno in usmerjeno čiščenje delujeta skupaj

Razmerje med obema postopkoma lahko povzamemo takole:

Turbulentno čiščenje zagotavlja splošno pokritost; usmerjeno čiščenje obravnava kritična območja.

Tipična zaporedja procesov so:

Turbulentno čiščenje → Ciljno čiščenje → Izpiranje → Sušenje

Turbulentno čiščenje se običajno izvede najprej, da se odstrani večina kontaminacije s površine celotnega delovnega predmeta. Ciljno čiščenje nato usmeri pozornost v območja, kjer zahtevane stopnje čistosti ni mogoče doseči le z običajnim čiščenjem.

To zaporedje pomaga tudi preprečiti, da bi kontaminacija, odstranjena med ciljnim čiščenjem, bila ponovno razpršena na površinah, ki še niso bile podvržene splošnemu čiščenju.

Za aplikacije z visoko zahtevano čistočo se po fazi ciljnega čiščenja pogosto doda še izpiranje, da se odstranijo ostanki čistilne tekočine in suspendirane delce.

Primeri uporabe

Za hiša prestavnika za vozila z novimi viri energije , lahko robotski sistem za čiščenje pod visokim tlakom združi turbulentno čiščenje, ciljno čiščenje in čiščenje pod visokim tlakom, da se obravnavajo tako zunanje površine kot kritična notranja območja.

Za ohišje baterije , lahko je proces nastavljen kot:

Čiščenje z razpršilom → Robotizirano ciljno čiščenje → Izpiranje → Odstranjevanje vode z zrakom → Sušenje pod vakuumom

Natančna konfiguracija postopka je odvisna od geometrije delovne parcele, vrste onesnaženja, zahtev glede čistosti ter taktov proizvodnje.

4. Dve specializirani obliki ciljnega čiščenja

Ciljno čiščenje se lahko prilagodi različnim notranjim strukturam. Dva pogosta pristopa sta vstavljalno čiščenje in čiščenje z zamašitvijo odprtine .

4.1 Vstavno čiščenje

Pri vstavnem čiščenju se čistilna šoba premakne v notranji prehod ali luknjo, da ustvari neposreden čistilni tok.

Zelo primerno za:

• Dolgi otvori
• Dolgi oljni prehodi
• Notranji kanali
• Pod kotom usmerjeni oljni prehodi

Na primer lahko sistemi za čiščenje motorjev komercialnih vozil uporabljajo vstavljanje za čiščenje glavnih oljnih kanalov, medtem ko lahko sistemi za čiščenje kolenastih gred uporabljajo visokotlačno vstavljanje za naklonske oljne luknje.

Ključna značilnost je, da se šobica fizično vtakne v kanal, tako da curk čistilnega sredstva doseže območja, ki jih ni mogoče učinkovito obravnavati od zunaj.

4.2 Čiščenje z zapiranjem z zamaški

Čiščenje z zapiranjem z zamaški uporablja tesnilni mehanizem za zapiranje odprtine in prisilno prepuščanje čistilne tekočine skozi notranjo votlino ali kanal.

Ta pristop je primeren za:

• Vodne ovojnice
• Notranje votline
• Vodnikov za olje
• Velike zaprte notranje prostornine

Na primer:

• Sistemi za čiščenje težkih osnih ohišij lahko uporabljajo čiščenje z zapiranjem z zamaški za notranje oljne kanale.
• Sistemi za čiščenje glav cilindrov lahko uporabljajo dvostanično čiščenje z zapiranjem z zamaški za vodne ovojnice.
• Oprema za čiščenje ohišij motorjev lahko vključuje čiščenje z zapiranjem z zamaški za notranje oljne kanale.

Oba pristopa sta razširitvi ciljnega čiščenja za določene geometrije predmetov za obdelavo.

Čiščenje z vstavljanjem je splošno primerno za dolge in ozke prehode, medtem ko je čiščenje z zapiranjem z zamaški primerno za večje zaprte votline, kjer je potrebna nadzorovana cirkulacija tekočine.

5. Kako izbrati pravilno postopke čiščenja

Ustrezen kombiniran postopek turbulentnega in ciljnega čiščenja je treba določiti na podlagi geometrije delovnega predmeta, zahtev glede čistosti, značilnosti onesnaženja ter taktov proizvodnje.

5.1 Geometrija delovnega predmeta

Za komponente z relativno preprosto geometrijo in predvsem zunanjim onesnaženjem je turbulentno ali pršilno čiščenje lahko zadostno.

Za komponente z globokimi luknjami, slepimi luknjami, notranjimi votlinami ali zapletenimi prehodi je običajno treba upoštevati ciljno čiščenje.

5.2 Zahteve glede čistosti in delcev

Ko se zahteve glede čistosti in velikosti delcev povečujejo, je morda treba več pozornosti nameniti težko dostopnim območjem.

Za doseganje določenih meril sprejema je morda potrebno ciljno čiščenje, čiščenje z vstavljanjem ali čiščenje z zapiranjem z zamaški.

5.3 Taktni čas proizvodnje

Število ciljnih točk čiščenja neposredno vpliva na čas cikla.

Če komponenta vsebuje veliko število točk čiščenja in je zahtevan taktni čas kratek, sistem morda potrebuje:

• Več robotov
• Vzporedne postaje za čiščenje
• Optimizirane poti šob
• Avtomatizirano pozicioniranje
• Hkratno obdelavo več značilnosti

5.4 Značilnosti kontaminacije

Nepovezana prašina in splošna površinska kontaminacija se pogosto lahko odpravita predvsem s turbulentnim ali pršilnim čiščenjem.

Močneje prilepljena kontaminacija, ostanki obdelave, jedro pesek, oksidna skorja in drugi težko odstranljivi ostanki morda zahtevajo koncentrirano visokotlačno čiščenje na določenih mestih.

Pogosto zastavljena vprašanja

V: Je turbulentno čiščenje enako ultrazvočnemu čiščenju?

Št.

Turbulentno čiščenje predvsem temelji na mehanski izpiralni in udarni sili premikajoče se čistilne tekočine za odstranitev onesnaženja.

Ultrazvočno čiščenje temelji na kavitacije kavitaciji, pri kateri se v čistilni tekočini oblikujejo in sesedejo mikroskopske mehurčke, kar povzroča lokalne mehanske učinke.

Ti dve tehnologiji zato uporabljata različna načela čiščenja in sta lahko primerni za različne uporabe. Turbulentno čiščenje se pogosto uporablja za industrijsko čiščenje na širših površinah, medtem ko se ultrazvočno čiščenje pogosto uporablja za natančne komponente, majhne dele in aplikacije z velikim številom tesno razporejenih značilnosti.

V: Ali vedno pomeni bolj ciljano čiščenje tudi boljše čiščenje?

Št.

Povečanje števila ciljanih točk čiščenja poveča tudi pot izvirnika in čas obdelave. To lahko podaljša ciklusni čas in poveča zapletenost sistema.

Učinkovitejši pristop je najprej uporabiti turbulentno čiščenje za širok obseg pokritosti, nato pa ciljno čiščenje uporabiti le na tistih območjih, kjer je potrebna dodatna učinkovitost čiščenja.

Končno število in lega točk ciljnega čiščenja je treba določiti s procesno validacijo.

V: Kakšna je razlika med vstavljalnim čiščenjem in čiščenjem z zamašitvijo odprtine?

Vstavljalno čiščenje soplo postavi znotraj luknje ali prehoda in usmeri tok čistilne tekočine vzdolž notranjega kanala. Primerno je za dolge in globoke prehode.

Čiščenje z zamašitvijo odprtine zamaši odprtino in prisili čistilno tekočino skozi notranjo votlino ali prehod. Večje je primerno za večje zaprte prostore.

Enostavno povedano:

• Vstavljalno čiščenje: dolgi in ozki notranji prehodi
• Čiščenje z zamašitvijo odprtine: večje in zaprte notranje votline

V: Zakaj mora biti postopek čiščenja izveden v določeni zaporedju?

Zaporedje postopka vpliva na to, kako se kontaminacija premika skozi sistem za čiščenje.

Pogosto uporabljeno načelo je:

Grobo čiščenje pred natančnim čiščenjem → Splošno čiščenje pred lokalnim čiščenjem → Čiščenje pred izpiranjem → Odstranjevanje ostankov pred čiščenjem

Točno zaporedje je še vedno treba določiti glede na delovni kos, značilnosti kontaminacije, konfiguracijo opreme in preverjanje postopka.

Če se lokalno čiščenje izvede pred splošnim čiščenjem, se lahko razrahljana kontaminacija ponovno porazdeli na druge površine. Ustrezno zasnovano zaporedje pomaga preprečiti ponovno kontaminacijo in izboljša skladnost celotnega postopka.

Zaključek

Turbulentno čiščenje in ciljno čiščenje ne smeta biti obravnavana kot nasprotujoča si postopka.

Turbulentno čiščenje zagotavlja široko pokritost, ciljno čiščenje pa usmerjeno čiščilno delovanje na kritičnih območjih.

Za zapletene avtomobilsko in industrijsko komponente je najučinkovitejša rešitev pogosto kombinacija obeh postopkov, ki ji sledita izpiranje in sušenje.

Končni načrt procesa naj upošteva:

• Geometrijo delovnega predmeta
• Notranje prehode in votline
• Vrsto onesnaženja
• Zahteve glede čistosti in velikosti delcev
• Takt proizvodnje
• Število ciljnih točk čiščenja
• Zahtevano zmogljivost sušenja
• Prihodnjo proizvodno prilagodljivost

Za aplikacije z globokimi oljnimi prehodi, slepimi vrtinami, vodnimi ovoji ali zapletenimi notranjimi votlinami lahko čiščenje z vstavljanjem in čiščenje z zapiranjem z zamaški še dodatno razširijo čistilne zmogljivosti avtomatiziranega sistema.

Big Bird Industrial razvija prilagojene industrijske sisteme za čiščenje komponent za avtomobilsko pogonsko sklopko, komponent za vozila z novimi viri energije ter druge natančne industrijske dele, pri čemer so konfiguracije procesov prilagojene posebnim zahtevam glede delovnih kosov in čistosti.