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真空冷冻干燥的工作原理

日期:2021-06-10浏览:366次

  真空干燥是基于液滴在真空条件下的沸腾温度,即液体即使在低温下也会蒸发的物理特性。例如在兜孔位置,清洗后液体仍然存在,并且很难用其他方法去除,而真空干燥却能使它和工件表面残液一样快速蒸发。
 
  水溶液清洗系统功能描述
 
  一旦工作腔被需要清洗的零件占据并密封住,就需要用真空泵在约100 mbar的压力下抽真空。清洗介质通过水泵抽到工作腔。真空室保证了清洗液渗透到最小的腔,例如,由于空气的间隔,插孔是不能被忽略的。随后的清洗过程中可以有各种不同的步骤。通常包括浸泡和喷淋清洗的过程。有时会用到超声波清洗,这一过程通常伴随在一个或多个清洗循环之后。当清洗液被抽走后,就发生了实际的真空干燥过程。在这一过程中,工作腔内的压力通过真空泵的气体泵送后进一步降低。而这时产生的蒸汽由真空泵一并吸出并转移到排气管。
 
  溶剂清洗系统功能描述
 
  原则上,溶剂清洗过程类似于水溶液清洗过程。然而,真空泵一般需要完成额外的工作。首先,符合防爆要求是至关重要的,此处有两种不同的解决方法。要么可以用一个带有防爆标准设计的真空泵,要么可以在恒定小于100 mbar的压力驱动系统下进行不需要防爆的清洗系统操作。系统的压力可由任何一种真空泵生成,仅管通常会采用第二类较小的真空泵来完成这项工作。其次,在干燥过程中蒸发的溶剂,能在真空蒸馏器(溶剂可以从污染介质中被蒸馏出来的装置) 中被挥发。溶剂馏出物通过水池返回到清洗过程,而油/污集中收集在桶中。
 
  真空发生器的使用
 
  • 油润滑型的旋片式真空泵
 
  油润滑型旋片式真空泵在清洗系统中被广泛使用。经验表明,这种类型的真空泵非常适合于此类应用需求,它也因此成为清洗系统干燥过程中的标准泵。旋片式真空泵是使用寿命长且具有高真空度水平的强大真空发生器。然而,当涉及到具有很高的蒸汽发生几率的清洗过程中,旋片真空泵并不总是能够防止蒸汽在真空泵的抽吸除去过程中发生冷凝的情况。与此同时,凝析油使真空泵油乳化。这可能导致滚动轴承和旋转叶片不够润滑,造成真空泵另部件的磨损,吸入性能和预期的真空度也可能会受到影响。这些影响可以通过更频繁的破坏真空泵油和过滤器来致使维护和整体运营成本的上升。
 
  • 干式螺杆真空泵
 
  由 Dr. K. Busch GmbH制造的干式旋转螺杆真空泵在一个广泛的真空技术过程中有一段长期且成功的历史。真空泵已成功满足各类不同特定的应用要求,从2005年开始,成功地应用于工业清洗和干燥技术领域,并作为真空技术的新标准在这一领域广泛传播。
 
  Busch COBRA螺杆真空泵不需要油作为工作液。在干燥过程中,它的优点在于在压缩过程中的凝结形成不接触油,从而排除了与油润滑型的旋片式真空泵有关问题出现的可能。
 
  在COBRA螺杆真空泵中,双螺杆转子在缸内的旋转方向相反,互相之间或与气缸内壁并不接触。同样,密封通过一种非接触方式,因而无磨损的情况发生。如果蒸汽在压缩过程中凝结在COBRA螺杆真空泵里,依然会被气流推送至压缩腔的排气侧排除。因此每小时几升的液体体积,可以没有任何问题地通过泵体。用这样一种方式设计排水口,即使当真空泵处于停顿状态,也可以很容易地排出凝结液体。
 
  不像旋片式真空泵,螺杆真空泵是水冷式的。精心设计的冷却原理确保一个均匀稳定的温度穿过整个泵体。冷却液的量能够被恒温值的平均值所调节,从而允许这个过程中真空泵有一个理想的温度控制,并且避免不必要的水资源浪费。另外,一个具有密封冷却系统的真空泵(换热器)也可以安装在就地没有冷却液可用的装置上。
 
  真空泵的比较
 
  很难讲对于清洗系统来说,油润滑旋片真空泵或干式螺杆真空泵哪个才是更好的选择。在技术方面,两泵的原理都是可能的。对于冷凝风险相对较低的清洗系统来说,旋片式真空泵是鉴于降低采购成本更明智的选择。然而,如果冷凝的影响导致服务和维护成本的增加,螺杆真空泵可以更快更有利的节省整体运营成本。在做真空泵的购买决策之前,咨询真空专家很重要。

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