真空设备（精选12篇）
真空设备 篇1
1 真空设备行业问题
近几年, 我国真空设备行业加强了对外的交流及行业之内的交流, 无论是整个行业与国外同行业相比, 还是在本行业内互相的对比, 都暴露了我们存在的问题与差距。
1.1 研发能力差, 可以说没有资金的投入或只有少量资金的投入。
既使是所谓的新产品研发, 也只是走边接单, 边设计, 边生产的模式, 在某种程度上造成了设备性能的不可靠和工艺的不成熟。而国外的同行在研发上投入大量的资金, 进行关键件、基础件的研制, 进行工艺的摸索和固化, 形成了某一产品或某一领域的优势。我们进行研发时, 只能跟在别人的后面, 更谈不上原创型。
1.2 技术改造滞后, 老厂房、老设备、老工艺仍占主流, 虽然近几
年部分企业搬迁而有了改观, 但整体的制造水平、工艺水平、检测水平仍较落后, 与国外同行企业无法相比。设备的陈旧、导致工艺的落后和产品水平的低下, 这在行业内的每个企业几乎都存在。我国机械真空泵的整体技术并不落后, 而由于工艺手段的落后导致性能低下, 但总量上仍显不足, 工艺的综合能力仍赶不上国外同行。
1.3 管理机制和模式不适应现代企业的需要。
国有体制的工厂换牌到所谓公司制建制式, 家族式或进展到朋友之间的股份合作式, 无不反映了陈旧的管理理念, 机制性的弊端制约了企业的发展, 现代企业三项制度的激励模式难以在企业中贯彻。而日本真空行业的生产企业中, 生产组织上的看板管理, 产品质量上的PDCA管理, 工作现场的洁净管理等等, 无不体现了现代企业的物质文明和精神文明, 体现了以人为本的科学理念。
1.4 人才问题。
这是我们真空设备行业乃至整个机械工业普遍存在的共性问题。高素质开拓型的技术人员, 一技之长的能工巧匠, 管理独具的白领阶层, 都显得匾乏和捉襟见肘。技术人员、技术工人、管理人员是支撑企业生存的三根基石, 缺一不可。而在我们的企业里三种人才普遍短缺。在发达国家的企业里, 员工的学历水平正在逐年缩小, 员工的素质普遍提高。在我国, 为了企业的发展与生存, 真空设备行业在困难的状况下仍以不薄的待遇在不断地吸纳大学毕业生, 用以充实技术人员队伍和企业的延续。真正在大学学真空专业毕业后从事产品研发的, 充其量不足25%, 这就给真空设备行业基础人才的积累带来了隐患。
1.5 产品雷同。
在行业中无论是真空镀膜类产品或是真空炉类产品, 无论是高真空蒸汽流泵或是各种机械式的油封真空泵, 其整体结构、性能水平都相差无几。新颖的设计思想、独到的结构构思在行业的产品中鲜为少见。而在发达的工业国家中, 在依法行商的国度里, 此种现象不可能存在。仅日本而言, 30多家主要的真空设备供应商, 不仅产品方向不同, 而且产品类别也不同。由于产品的互不冲突, 而代之形成了互为OEM的合作关系, 市场上不仅消除了彼此的利益冲突, 而且促使了企业在某产品领域的做专做强。
1.6 真空产品的市场混乱, 没有共识的行规去约束。
尤其是在产品价格上更是互相打压, 连起码的工厂成本都保不住, 由于这种现象的存在, 给我们的客户有了可乘之机, 客户不依产品配置, 综合水平、质量好坏论高低, 而一味在低价上做文章。有的客户在招标过程中不按程序办事, 暗箱操作, 极大地损伤了供应商尊严;有的客户内部关系复杂, 互相倾轧, 造成供应商无所适从。
1.7 制造厂家急剧增长。真空设备行业已由原来的几十家注册
发展到今天的几百家。从正面上讲是市场的钟爱和空间给了大家发展的机遇, 也说明真空设备行业是一个蓄势待发, 朝气蓬勃的产业;从反面上讲它也造成了行业的混乱和市场竞争的激烈。厂家的增多不仅为真空行业的综合经济指标做出了贡献, 而且也为市场对真空产品的需要做出了贡献。但在这种急速增长的状况下, 高端产品的市场占有并没有增长, 雷同的产品、落后的技术在市场上仍占有一席之地。表面上的兴旺发达, 代表不了真空行业的主流, 它只是市场经济发展中的一个现象。
1.8 与国外同行相比, 高端产品在技术上仍处于劣势。
在LCD、PDP、LED等光电功能要求高的镀膜领域中, 无法与外国供应商相抗衡, 他们设备的高可靠性, 工艺的稳定性和重复性, 设备的在线测量等均处在高端地位。日本真空、日本新科隆、德国应用薄膜等几乎霸占了这个领域。由于国内提供不了高端设备, 中国用户不得已重金而购买。中国真空设备行业要想生存与发展, 必须从高端产品入手, 占有世界一席之地, 求得可观的利润空间。
2 中国真空行业的发展
中国真空设备行业虽然面临着诸多的问题和困难, 便它同时也面临着巨大的机遇。因此, 我们必须以力保中国真空设备行业的发展为己任, 振兴民族工业, 扩大中国真空设备制造业在世界的影响。
2.1 外国企业的进入与成功已成为不可争辩的事实, 日本真空
各地布点, 德国莱宝在中国扩建, 其它西方著名厂家也在寻找伙伴在中国建制造基地。他们的胃口很大, 势有鲸吞真空设备市场之势。中国真空设备行业首要要在产品质量上下功夫, 努力提高产品的性能可靠性、耐用性, 争取国内客户的信赖。二要在售后服务上力求完美, 大至部件, 小至螺丝钉都要尽最大可能的满足, 而且要有响应速度。三要发挥我们的低成本优势, 在质价比上取胜, 合理的价格, 可靠的质量, 不怕没人来识货。四要树立民族的正气, 力推国产真空产品, 说服和用实践证明国产真空产品的优点。
2.2 在力求保护我们真空行业的同时, 我们也决不是闭关主义者。
尽可能的吸收外国的先进技术, 提高我们产品的水平是缩小我们与国外产品差距的一个捷径。要加强与国外著名厂家的合作, 高起点吸纳他们的技术, 实施一步到位战略。
2.3 呼吁真空设备行业进行战略的大整合。
我们国家搞真空设备制造的工厂有几百家, 从发展而言, 整合是个大趋势, 几百家真空厂不可能长久, 长久的是合力, 合力才能胜算。中国真空设备行业应当有自己整合的蓝图与理想。再过五到十年, 中国会不会有中国真空镀膜设备公司、中国真空炉制造公司、中国真空泵制造公司、中国真空仪器公司?这个大课题, 要有中国真空设备行业界年青有为的企业家们去思索, 要有理想去做中国式的莱宝, 中国式的瓦里安那才是真正意义上的中国民族工业的自豪。
2.4 建立起能自我约束, 自我保护的行业法规。
其一加强标准化工作, 统一标准, 提高标准自身的水平, 保护先进, 建立符合标准的认可标识, 排斥于行业供应商以外, 用以提高行业协会的权威性。其二是建立起保护各厂家利益的价格联盟, 行业也可举办价格核算学习班, 制定统一的核价标准和模式, 以规范各厂家取费标准。市场经济中行业协会的作用应当得到加强, 而这种加强必须得到行业各厂家的大力支持。
2.5 发挥行业的整体优势, 承担国内、国外具有当今先进水平的真空工程。
在实体上没能整合的状况下, 联合各厂家优势为一体, 攻开某一个大项目还是有可能的。另外, 外国的真空设备能进来, 我们的真空设备也能走出去, 也是一条出路。
中国真空设备行业今后的路需要由行业中的各企业家去铺垫, 去付出辛勤的努力而把这条路铺实、铺平, 使之成为崛起的大道。
摘要：中国真空设备行业自改革开放的30多年来有了很大的发展和长足的进步, 不仅在产值、产量上的大幅度增长, 而且在品种、规格还是在综合技术水平上都取得了可观的成绩。尤其是“九五”以来, 行业各企业抓住机遇, 调整产品结构, 大力推进技术创新, 为我国的国民经济建设, 科学技术的发展, 国防高新技术的提升做出了贡献。文章就高新技术的发展及应用促进和带动了真空设备行业的发展和技术升级, 高新技术的发展离不开真空技术的广泛应用和强有力的技术支持进行了阐述。
关键词：真空,设备,机械真空泵,真空工程
参考文献
[1]达道安主编.《真空设计手册》国防工业出报社.
[2]梅炽主编.《有色冶金炉设计手册》冶金工业出版社.
真空设备 篇2
我院设备科积极响应县卫生局安全生产大检查的通知，及时对设备科监管的特种设备进行了全面自查。
设备科监管的特种设备包括供应室预真空灭菌器、电热蒸汽发生器、氧气站氧气储气罐、氧气钢瓶。在用的压力容器都在县技术监督局特种设备管理科有台帐备案，并办理了特种设备使用证。
特种设备操作人员均参加了特种设备管理部门安全操作培训、考试，获得了特种设备管理员证及操作员证。在特种设备使用科室显明位置悬挂《特种设备操作流程及注意事项》、《特种设备应急预案》等制度，同时设备科对各种管理制度有存档记录。
特种设备的安全附件如压力表、安全阀都有一套作为备用，当在用的安全附件到达安全检定前及时检定并予以更换，确保在用安全附件在合格检定周期内。
各使用科室日常做好特种设备保养工作，并及时记录。如定期对安全阀做泄放试验，对蒸汽疏水阀定期清理，设备运行过程中做好压力表指示记录等。
因医院基建施工，原空气分子筛制氧机已经停止工作，对制氧设备及储气罐进行了拆除，同时在县技术监督局特设科办理了相关注销手续。现制氧设备采用西安北普气体有限公司液氧储气转化装置供氧。该公司已在县技术监督局特设科办理了前置备案，其他手续正在办理中。
设备科
真空助力器真空泄漏问题分析 篇3
摘 要：真空助力器是汽车制动系统的重要组成部件，作为助力装置，真空助力器在制动过程中将输入杆的作用力放大后通过输出杆作用于制动主缸，从而增加制动力，减轻驾驶员的疲劳强度。真空助力器是由机械真空泵、电子真空泵或者进气支管做功从而在腔室中形成真空，在制动过程中，通过前后腔室的压力差产生助力；真空助力器的内部结构复杂，在工作过程中容易出现问题，本文针对真空助力器在特定的短行程内出现的真空泄漏问题进行研究，对解决问题具有一定的帮助作用。
关键词：真空助力器；压力差；真空泄漏
中图分类号： U46 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）27-152-2
0 引言
汽车真空助力器在制动系统中的作用主要是为了增加踏板的输出力，增加倍数取决于真空助力器的助力比，其工作原理是通过发动机带动机械真空泵或者通过电子真空泵、发动机进气支管将助力器的前腔抽成真空，在制动过程中，助力器的后腔流入空气，从而在膜片上生压力差，将制动踏板的输出力放大后通过输出推杆作用于制动主缸。我司某款车型在智能起停工作过程中由于真空助力器出现真空泄漏造成发动机自动点火，本文针对该问题对助力器进行台架试验，分析、查找原因，并对后续生产进行控制，避免此类问题再次发生。
1 问题描述及初步排查
某车辆在踩制动停车后，智能启停功能启动，车辆熄火，在未松开制动踏板情况下，停车约15秒后，发动机自动点火；针对此问题进行故障信号读取，发现制动真空度信号出现故障，发动机接收的真空度信号显示真空度不足；更换新真空度传感器和真空管之后，故障无法排除；将该车辆的真空助力器更换之后，故障消除，将该车辆的真空助力器更换到无问题车辆上之后，故障再现，从而判断出问题车辆的真空助力器在工作过程中出现真空泄漏。
2 故障件台架试验检测
将问题车辆上的真空助力器安装到性能试验台上，测试在不同的输入力作用下，15s内其真空度泄漏情况。从实验结果的数据中可以看出，真空助力器在非工作状态下的泄漏量为0，满足要求；在输入力为50—300N之间时，真空度值下降超过0.020bar，不满足设计要求；在输入力大于300N时真空度值下降小于0.020bar，满足要求。
为了模拟踏板在运动过程中，真空助力器输入推杆摆动角度对泄漏情况的影响，将踏板与助力器装配之后固定在试验台架上，对踏板施加力，检测踏板在不同位置下真空助力器真空度值下降情况，从试验结果中可以看出，踏板在初始位置时真空度泄漏量为0，满足要求；在行程为0-62mm之间时真空度泄漏量不满足设计要求；在行程大于62mm时真空度泄漏量满足设计要求。
通过以上两个试验可以发现，真空助力器在特定的短行程（或者力）内表现出真空度泄漏量大的趋势，在初始状态及行程（或者力）达到一定程度时，真空度泄漏量满足设计要求。
3 控制气阀组件与控制阀座对调试验检测
造成助力器出现泄漏的原因很多，如膜片上的皮膜密封不良、空气阀密封不良、真空阀密封不良等；如果是膜片上的皮膜密封不良，则助力器在整个工作过程中都将出现真空泄漏现象；如果是空气阀密封不良，则助力器在非工作状态下将会出现真空泄漏；这两种原因与上述试验结果不符，且从拆解后的皮膜、托板、中隔板、皮膜导向套等零件中可以看出，其外观、装配状态良好，不存在异常。如果是真空阀出现密封不良，那么助力器在非工作状态下将不会出现真空泄漏，与上述试验结果相符，从而推断该故障件出现真空泄漏的原因为真空阀密封不良。由于真空阀由控制阀体和控制气阀组件两部分组成，为进一步确认问题出现的原因，需对该两个零部件与新样件对调后进行气密性检测。
首先：随机抽取一件真空助力器作为新样件，检测其密封性，在抽取的四个输入力的作用下，新样件的真空度泄漏量满足要求。其次：将故障件的控制气阀组件装配到新样件中，进行密封性检测，判断其是否满足设计要求，试验结果表明，在此装配方式下的真空助力器密封性满足设计要求。再次：将故障件的控制阀座装配到新样件中，进行密封性检测，判断其是否满足设计要求，试验结果是，此装配方式下的真空助力器密封性满足设计要求。最后：将故障件的控制气阀组件与控制阀座重新进行装配，检测重新装配后的密封性，试验结果是，故障件在输入力为50-200N之间时其真空度泄漏量不满足设计要求。
从以上试验结果可以看出，将故障件与新样件的控制气阀组件与控制阀座相互对调后，检测的真空度泄漏量满足设计要求，而将故障件的控制气阀组件与控制阀座重新装配后，问题复现，说明该真空泄漏问题是故障件控制气阀组件与控制阀座两个零件共同配合作用下的结果（尺寸配合问题）。
4 控制气阀组件与控制阀座尺寸检测
真空助力器的真空阀由控制阀体的端面与控制气阀组件的橡胶密封件平面共同组成，其相互配合部位及所要求的几何公差如图1所示。
针对以上试验及分析，对故障件的控制气阀组件与控制阀座两个零件进行拆解，使用三坐标对控制气阀组件的橡胶密封件及控制阀体的真空阀口进行测量，同时选取试验所用的新样件及3个库存件作为对比。
从控制阀体的真空阀口尺寸检测结果可以看出，故障件的控制阀体端面跳动为0.1705mm，大于其设计要求（≤0.1mm），端面跳动量超差，这个尺寸直接影响与控制气阀组件相匹配的密封性，用手指轻滑真空阀口圆周，可明显感知其表面有凸起颗粒的异样。
从控制气阀组件的橡胶密封件尺寸检测结果中可以看出，故障件橡胶密封件的平面度满足设计要求，但橡胶密封件表面有较明显的环状裂纹（如图2所示），且位置与真空阀口对应的圆周轨迹完全匹配，可以判断这种受损的裂纹是受到控制阀体真空阀口长时间的挤压后形成的。
5 原因分析
根据上述试验及检测结果，从助力器工作原理上可以解释故障件为什么在特定的短行程内表现出真空泄漏的趋势，助力器在真空条件下产生助力的过程中，控制阀体的真空阀口和气阀组件（橡胶件）通过紧密配合而起到密封作用，当真空阀口的密封面高低不平或有凸起台阶时，在车辆反复制动作用下，真空阀口与橡胶件表面反复挤压磨合，使橡胶件表面的密封区域出现裂纹；控制阀体在短行程内因受到回位弹簧的反作用力较小，真空阀口闭合的区域挤压橡胶件的应力较小，此时真空阀无法有效阻隔空气通过裂纹通道进入真空腔，泄漏量偏高，不满足要求；而当推杆行程较大时，控制阀体受到回位弹簧的反作用力较大，真空阀口闭合区域挤压橡胶件的应力较大，裂纹通道被真空阀口压紧密封，泄漏量较小。
结论：控制阀体的真空阀口圆跳动超差是造成真空度泄漏量超差的根本原因。
6 解决方案
针对以上原因，要求生产厂家对真空助力器控制阀体尺寸超差的缺陷进行排查；在每天开始生产时，第一模零件进行全检，合格则继续生产，如果不合格则进行调试，直至合格为止；在生产过程中，每2h抽检1模，合格则继续生产，如果不合格，对设备进行检测，并对相邻的200个零件进行检验，将不合格品进行隔离。
参 考 文 献
[1] 余志生.汽车理论[M].北京：机械工业出版社，2009.
[2] 张海军，郝占武，金叙龙，李保权.电动汽车真空助力制动系统的匹配计算与研究[J].汽车技术，2012.
真空设备 篇4
(1) 减少了仪器设备的正常使用时间, 实质上是积压浪费了大量资金。
(2) 部分仪器设备带病工作, 造成提前报废。
(3) 由于维修没有保障, 造成设备利用率低。由于维修问题不能及时解决而影响到教学、科研工作的正常进行的间接损失, 就更难以估量了。
基于以上原因, 同时考虑到仪器设备的继续增加, 设立一个仪器设备维修主管部门, 培养一支维修队伍是非常重要的。该部门应具有三项功能:一是调查了解仪器设备维修情况, 掌握有关信息。二是对待修仪器设备及时组织维修。三是对无能力维修的仪器设备向主管部门汇报, 并联系维修网点, 及时修复。
设备维修主管部门成立以来, 对维修自身所需要的仪器设备和工具, 主要以挖潜为主, 尽量利用实验室原有的设备, 有时是边修边用, 基本上没有投资, 充分挖掘内在潜力, 做到人尽其才, 物尽其用。多年以来, 维修主管部门即为学校节约了维修经费, 又解决了仪器设备维修难的问题;提高了仪器设备的利用率和完好率, 为教学、科研赢得了时间, 保证了实验教学的正常进行。
设备维修主管部门成立以来, 虽然取得了不少的成绩, 但还有许多问题有待于进一步完善, 急需解决的问题是:
(1) 增加维修人员的数量。目前, 专职维修人员仅仅两人, 远不能满足维修要求, 因此应有计划地逐步增加专职维修人员。
(2) 提高维修人员的业务素质。维修文员不同于一般设备的使用人员, 他们不仅要有较高的理论知识, 还必须具有较高的实践技能和维修经验, 只有具有了以上能力, 才能在维修工作中做到诊断故障准确, 排除故障及时, 否则将不能胜任维修工作。
(3) 拓宽仪器设备维修种类, 扩大维修范围。目前我们的维修仅限于电子类、机械类, 随着学校的发展, 仪器设备数量增多, 种类齐全, 技术、精度越来越高, 仪器设备维修工作要不断拓宽工作范围, 以满足不同需求。
高等院校教学用仪器设备在高校固定资产中所占比例较大, 随着教育科学事业的不断深入和发展, 各高校的仪器设备还在不断地增加, 其数量多、品种杂、精度高等特点, 使我们必须把仪器设备的维修和管理工作提高到一个新的水平。要求管理工作者从仪器设备的维修工作整体出发, 进行全面系统的分析, 进而组织力量, 采取措施, 以达到用最少的人力、财力、物力和时间取得最佳效果。
化工设备基础-塔设备- 教案 篇5
基本结构：塔体；包括筒节、端盖、和联接法兰等；
内件：塔板或填料及其支承装置；
支座：一般为裙式支座；
附件：包括人孔、进出料接管、各类仪表接管液体和气体的分配装置，以及塔外的扶梯、平台、保温层等。）
第一节 塔体与裙座的机械设计
一、塔体厚度的计算：
1．按计算压力计算塔体及封头厚度：
根据我们以前第4章和第5章所学知识计算 2．塔体承受的各种载荷计算
自支承式塔设备的塔体除承受工作介质压力之外，还承受自重载荷，风载荷，地震载荷，偏心载荷的作用。如图8-3
（1）塔设备自重载荷的计算
主要要求计算正常操作下、水压试验时和吊装时各自的质量。分别为最大质量，最小质量和操作质量。（2）地震载荷
当发生地震时，塔设备作为悬壁梁，在地震载荷作用下产生弯曲变形。所以，安装在7度及7度以上地震烈度地区的塔设备必须考虑它的抗震能力，计算出水平地震力，垂直地震力和地震弯矩。
（3）风载荷
风对塔体的作用之一是造成风弯矩，在迎风面的塔壁和裙座体壁引起拉应力，背风面一侧引起压应力；作用之二是气流在风的背向引起周期性旋涡，即卡曼涡街，导致塔体在垂直于风的方向产生周期振动，这种情况仅仅出现在H/D较大，风速较大时比较明显，一般不予以考虑。计算步骤 ① 分段，图8-8 ② 选危险截面
0—0截面，塔设备的基底截面；
1— 1截面，裙座上人孔或较大管线引出孔处的截面； 2—2截面，塔体与裙座连接焊缝处的截面。③ 两相邻计算截面间的水平风力 ④ 风弯矩
塔设备作为悬臂梁，在风载荷作用下产生弯曲变形。（4）偏心载荷计算 3.塔体稳定校核
1)先假定筒体有效厚度Sei, 计算压力在塔体中引起的轴向应力σ1
重量载荷及垂直地震力在塔体中引起的轴向应力σ2 弯矩在塔体中引起的轴向应力σ3 2)求出最大组合压应力 3)最大组合压应力
内压操作的塔设备，最大组合轴向压应力出现在停车情况；图(a)外压操作的塔设备，最大组合轴向压应力出现在正常操作情况；(b)
4.塔体拉应力校核
1）假定筒体有效厚度Sei
计算压力在塔体中引起的轴向应力σ1
重量载荷及垂直地震力在塔体中引起的轴向应力σ2 弯矩在塔体中引起的轴向应力σ3 2）求出最大组合拉应力 3）最大组合拉应力
内压操作的塔设备，最大组合轴向拉应力出现在正常操作情况；图(a)
外压操作的塔设备，最大组合轴向压应力出现在停车情况；图(b)
5．塔体最终厚度的确定
按设计压力计算的塔体厚度Se;按稳定条件验算确定的厚度Sei;按抗拉强度验算条件确定的厚度Sei;取上述三者中的最大值，作为塔体的有效厚度。6．塔设备水压试验时的应力验算（自学）
二、裙座设计
1． 裙座的结构
组成：座体、基础环、螺栓座、管孔 2． 设计
第二节 板式塔结构
一、总体结构
1、塔体与裙座结构
2、塔盘结构：塔盘板、降液管、溢流堰、紧固件和支承件。
3、除沫装置：用于分离气体夹带的液滴，多位于塔顶出口处。
4、设备管道：人孔、接管等。
5、塔附件：保温圈、吊柱、扶梯、平台等。
二、塔盘结构：
塔盘实际上是塔中的气、液通道。为了满足正常操作要求，塔盘结构本身必须具有一定的刚度以维持水平，塔盘与塔壁之间要保持一定的密封性以避免气、液短路。
塔盘的结构有整块式和分块式两种。一般塔径在800~900mm以下时，为方便安装和检修，采用整块式塔盘，而塔径在800~900mm以上时，人可以进入塔内进行装拆，可采用分块式塔盘。800~900mm两种均可。
（一）整块式塔盘：特点：塔径小，生产能力较小。
（二）分块式塔盘 1．做成分块式的原因
1）在工艺上，塔径大，塔盘过大，分液不均匀；
2）对碳钢，塔板厚3~4mm，不锈钢2~3mm，塔径过大，易形成弧形，安装时水平度不好，从刚度出发，仍要分块；
3）塔板过大，不能放进塔内，因一般从人孔进出，人孔尺寸有限制，因而塔盘受此限制要分块。
2．与整块式的区别
分块式：无塔盘圈，有支持圈(支持板)，无密封结构 整块式：有塔盘圈，无支持圈(支持板)，有密封结构
3、塔盘板结构
塔盘板形式很多，主要有自身梁式和槽式。
（三）塔盘的支承
1． 对直径不大的塔（＜2000mm），塔盘的支承一般用焊在塔壁上的支持圈（如图8-43，就是内径为1600mm单流塔盘采用支持圈支承塔盘的结构图）； 2． 对直径较大的塔（＞2000~3000mm），需用支承梁结构（如图8-44）
第三节 填料塔
一、喷淋装置： 要求：使整个塔截面的填料表面很好润湿，结构简单，制造维修方便。
作用：喷出液体，使整个塔截面的填料很好润湿，直接影响塔的处理能力和分离效率。
1、喷洒型：
a、管式喷洒器：图8－47 DN≤300mm，可选用管式喷洒器，通过填料上的进液管（直、弯或缺口）进行喷洒，结构简单，但喷淋面积较小且不均匀。
b、环管多孔喷洒器：图8－48 DN≤1200mm，可选用单环管多孔喷洒器，结构简单，制造和安装方便，缺点是喷洒面积小，不够均匀，而且液体要求清洁，否则小孔易堵塞。（环管下面开小孔，一般为3~5排）。
c、莲蓬头喷洒器：图8－49 其结构主要有半球形、碟形、杯形，优点是结构简单，制造安装方便，其主要缺点是小孔易堵塞，不适于处理污浊液体，一般可用于塔径小于600mm的塔中。
2）溢流型
溢流型喷淋装置可分为盘式分布板和槽式分布器两种，操作弹性大，不易堵塞，操作可靠和便于分块安装。
a、盘式分布板（图8－50、51）
它是应用广泛的一种溢流型喷淋装置，液体从中央进料管加到喷淋盘内，然后从喷淋盘上的降液管溢流（管高出盘，溢流堰），淋洒到填料上，降液管通常接等边三角形（正方形也可）排列，焊在喷淋盘的分布板上，中有直径3mm的泪孔，停工时排液，用挂耳支承。
b、槽式分布器（图8－52）
主要用于DN＞1000mm的塔，其优点是自由截面大，适应性好，处理量大，操作弹性大，其结构见（图8－52），液体先加入分配槽，然后再由分配槽的开口处到喷淋槽，喷淋槽上有堰口，两侧有三角形或矩形的开口，各开口的下缘应位于同一水平面上，再由此溢流到填料上。
3）冲击型
常用的冲击型喷淋装置有反射板式喷淋器和宝塔式喷淋器两种。
反射板式喷淋器由中心管和反射板组成，反射板可以做成平板、凸板或锥形板。操作时液体沿中心管流下，靠液流冲击反射板的反射分散作用而分布液体。反射板中央钻有小孔以使液体流下喷淋到填料的中央部分。
为了使液滴分散更均匀，可由几个反射板组成宝塔式喷淋器。其优点是喷洒半径（范围）大，液体流量大，结构简单，不易堵塞，缺点是改变液体流量和压力时要影响喷洒范围，操作弹性小。
二、液体再分布器
1． 设置原因
当液体流过填料层时，流体慢慢地会从器壁流走（壁流）现象产生，使液体分布不均匀，塔中央部分填料可能没有润湿，起不到作用，降低了整个塔的效率。因此在流体流经一定高度后需安装再分布器便液重新均匀地分配到填料上。
2、作用：
(1)将上层填料流下的液体收集，再分布，避免塔中心的填料不能被液体湿润而形成“干锥”(2)当塔内气液相出现径向浓度差时，液体收集再分布器将上层填料流下的液体完全收集、混合，然后均分布到下层填料，并将上升的气体均匀分布到上层填料以消除各自的径向浓度差。
3、典型结构
三、支承结构
1． 作用 支承填料 2． 设计要求
足够的强度、刚度以及足够的自由截面，避免在支座处首先发生液泛。3．常用栅板，设计时注意以下几点 1）栅板必须有足够的强度和耐腐蚀性；
2）栅板必须有足够的自由截面，一般各填料的自由截面大致相等；
3）槽板扁钢条之间的距离约为填料外径的60%~80%；
真空设备 篇6
【关键词】消防电气；消防联动；控制设备；工作原理
在社会经济的高速发展的推动下，我国的建筑业也随之得到了很大的发展，目前我国的建筑水平在某方面已经达到了世界先进水平。而在建筑业发展的同时，也带来了一些新的问题出现。消防安全问题就是其中最主要的问题之一。在传统的建筑形式中，发生火灾后的消防救援工作较为容易开展进行，而现代建筑由于高度大，层数多，一旦发生火灾事故，消防工作很难开展进行。为此，加强现代建筑自身内部的消防控制设计就显得非常关键。作为现代建筑内部消防系统中的重要组成部分，消防电气控制设备和消防联动控制设备的安装应用必须得到重视。
1.消防电气控制设备的分类
消防电气控制设备用于对建筑消防各类自动消防设施的控制，具有控制受控设备执行预定动作、接收受控设备的反馈信号、监视受控设备状态、与上级监控设备进行信息通信、向使用人员发出声光提示信息等功能。消防电气控制设备可分为以下几类：
1.1风机控制设备
这类设备的主要目的是进行空气转换，即实现对排烟风机和防烟风机的有效控制。使火灾事故发生时，可以通过风机控制设备的操作实现自动的空气转换，将火灾产生的烟雾排放到室外，而将室外的新鲜空气排入室内，从而减轻烟雾对室内人员的伤害。
1.2电动防火门窗控制设备
这是为了在火灾发生时，能够通过控制电动防火门窗，起到疏散建筑内的人员，隔离火灾现场，防止火灾蔓延和烟雾扩散的作用。
1.3自动灭火设备控制设备
用于控制自动喷水灭火设备、水喷雾灭火设备、泡沫灭火设备、气体灭火设备、干粉灭火设备、室内消火栓设备。根据接收到的控制信号，这种控制装置能够通过消防电动装置或直接控制该类受控设备的启动或停止，并接收其状态反馈信号。
1.4电动消防给水设备的控制设备
当火灾发生时，需要大量的水源供给进行灭火，这类设备就是用于消防系统中设置的各种消防给水设备的控制，以根据火情实际状况来打开或闭合给水设备的阀门，接受给水设备状态变化的信号。
1.5消防应急照明指示控制设备
通常在建筑内发生火灾时，电力供应就会出现中断，而为了方便人群转移和消防救援工作的开展，需要启动消防应急照明灯等指示设备，这时候就需要使用消防应急照明指示控制设备来启动或停止指示设备的运行。
2.消防电气控制设备的功能和工作原理
消防电气控制设备的主要功能包括控制功能、指示功能和信号传递功能。控制功能是指控制受控设备执行预定动作；信号传递功能是指消防联动控制器之间进行信号传递；指示功能是指指示电源、控制装置、受控设备的工作状态，以及指示消防电气控制装置和受控设备的故障状态。
消防电气控制设备的工作原理可以理解为是消防电气控制装置接收到现场手动控制信号或消防联动控制器的联动控制信号后，将此信号进行处理、转换，形成下一级控制信号并将该信号向受控设备发送；同时控制主电路接通或断开受控设备的电源，从而完成控制受控设备启动/停止的功能。此外，消防电气控制装置还能将受控设备的工作状态信息向上一级消防联动控制设备传送，发出显示控制装置和受控设备状态的指示信号，从而完成信息传送和指示功能。
3.消防联动控制设备的设置
所谓消防联动控制设备是指当火灾发生后火灾自动报警系统开始启动，同时给联动控制设备下达相关的消防命令，消防联动就根据命令启动相应的消防设施开始运行，以达到及时控制火势的目的。也就是说，消防联动控制设备是消防系统中的主要执行系统。为此，在现代建筑中，尤其是在智能建筑中，必须要具备一些必要的消防联动设备，主要包括以下几类：
（1）消防水泵和喷淋水泵。这类设备主要是为了在火灾事故发生后，当控制设备给其下达联动命令后，就可以启动开始工作，通过水泵的作用抽取水源进行灭火。
（2）防火阀、送风阀、排烟阀、空调机、防排烟风机等，这类设备是为了控制在火灾发生时产生的大量烟雾和巨大的火焰，避免烟雾扩散，防止火焰伤及人群。
（3）防火门、防火卷帘。这类联动设备是为了达到隔离人群与火灾现场的目的而设计的，当火灾发生时，消防联动控制设备会对防火门和防火卷帘发出指令，使其帮助人群撤离并隔绝火势的蔓延。
（4）消防电梯。消防电梯最重要的作用是在火灾发生时迅速转移建筑内的群众，与普通电梯相比，消防电梯要具备良好的防火性能，并且其电源控制要与普通电梯的电源分开，以确保当建筑发生火灾引起供电中断后仍能正常使用消防电梯进行人群疏散。
（5）火灾警报装置、应急广播、消防专用电话。这类联动设备是为了在火灾发生后尽快通知到建筑各层，使所有人员都进行相关应急措施，为人员撤离争取宝贵的时间。另外，应急广播或消防专用电话可以方便消防人员对于现场灭火状况进行全面指挥，以更快更有效的控制火情。
上述这些消防联动设备都是当前高层建筑中必须设置的设备设施，并且在对于这些设备进行控制时，要能够实现无论是手动控制或自动控制能够启动这些设备的运行，使消防联动控制设备更加合理有效。
4.提高联动控制设备的可靠性
由上述分析我们可以了解到联动控制设备对于建筑消防工作的开展实施所具有的重要性，为了进一步提高联动控制设备的可靠性，可以采取以下几种措施方法来实现：
（1）对于重要的灭火和防排烟设施如消火栓泵、喷淋泵、正压送风系统、排烟系统等，为了确保动作的可靠性，应考虑多种、多地联动和手动控制方式，既有自动，又有手动，既有就地控制，又有远地控制，以增加被控制设备的可靠、及时、正确动作。
（2）合理设计各类管线的走向、敷设方式、敷设场所，采取必要的防火措施，避开可能对线路造成损坏的热源，与强电管线及其他专业管道保持必要的安全间距，确保消防电气线路处于安全环境中，以尽量延长处于火场中线路的工作时间。
（3）与建筑专业协调，合理确定消防控制中心的位置，以使其尽量靠近弱电管道井，使消防电气管线以最短距离汇入弱电管道井。
（4）尽量采用多线制的手动控制柜，采用进口设备时，要注意其是否提供这种多线制的手动控制柜，若不提供，设计人员还需选用其他厂家的手动控制柜，并处理好接口问题。
5.结语
随着高层建筑尤其是智能建筑在现代城市建设中的应用逐渐扩大，加强建筑消防电气控制系统的管理就显得非常重要，在消防电气控制设备与消防联动控制设备的应用和实施中，一定要严格规范安装，维护和管理中每一个工作环节，以确保当建筑发生火灾事故时，这些设备和系统能够及时有效的发挥其职能，为消防救援工作的开展提供有利条件。
【参考文献】
[1]何勇.现代化建筑中消防设备设施的设置及特点[J].中国新技术新产品，2009（16）.
封装元件除湿设备:真空热板炉 篇7
关键词：密封,真空,除湿
0前言
早在1975年, R.Thomas对当时的器件内部, 由于各种水汽导致腐蚀或其它失效的现象, 做了总结, 提出了采用质谱仪进行内部水汽测量的方法, 并将单位大气压下0℃时水汽的露点 (6000 ppm) , 作为判断是否合格的指标。其后, 美军标MIL-STD-883和我国国军标GJB 548A-96的方法1018基本采纳了这一说法, 并考虑到封装内表面氧化、微裂纹和缝隙会有利于水汽凝结, 规定容积为0.01cm3至0.85cm3的封装内, 水汽含量应不大于5000 ppm。现在提出的30年长期贮存指标, 更是要求水汽含量达到3000ppm以下。
目前, 国内外大部分的生产厂家采用高纯度氮气保护, 低温烘烤的方式进行除湿及排胶。本文论述的真空热板炉, 在原有工艺的基础上, 增加了一道并行的工艺, 迅速抽真空, 再充高纯氮气, 这样不断的循环, 使炉膛内不断地保持新鲜的氮气, 从而使除湿及排胶更充分, 设备从两个方向保证这一指标, 一是烘烤温度, 二是抽真空-充氮气循环。
1 设备的主要技术参数的提出
为实现上述功能, 要解决以下几项技术难点:1.180℃下温度的均匀性;2.180℃和常压/真空循环往复条件下的设备整体密封性;3.控制系统操作的简易性。
由此提出以下几项重点设计技术指标。
长期使用温度:180℃;
极限真空度:10Pa;
工作真空度范围:100~300 Pa;
最长连续工作周期:14天;
加热板表面均匀性:±3℃;
加热板表面有效空间:500×350 (W×D)
2 设备的结构与控制系统设计
热工系统及中低真空系统结合自动化控制系统, 实现自动化操控, 节省人力成本, 降低劳动强度、操作失误率, 提高可靠性等。
2.1 结构设计 (图1)
2.1.1 热工设计
设备的加热方式以传导为主, 采用接触式烘烤。要保证产品除湿效果一致性, 加热板表面温度的均匀性指标是关键。
如图2所示, 在板内均布加热管, 加热板的材料采用热导率良好的铝板, 并在内部进行均匀布置的措施, 保证加热板表面的温度均匀性, 达到产品除湿效果的一致性。
加热板表面温度均匀性验证:见表1。
加热板表面四角及中心位置放置5点测温热偶, 160℃恒温平台测试记录如下:
由测试结果分析, 最高点163℃, 最低点157℃, 达到设计指标。
2.1.2 真空系统设计
设备由于装配误差、长期使用等情况产生的泄露点主要是:1炉门密封处, 2加热板及热偶接线处, 另外, 为了快速响应工艺的抽-充要求, 合理的选用真空系统也是关键。
炉门密封通过弹性密封垫与弹簧的双面弹性式设计 (图3) , 当炉膛处于负压状态时, 密封垫收缩, 弹簧伸展, 当炉膛充氮气, 处于正压时, 密封垫伸展, 弹簧收缩, 始终保证玻璃内板与密封垫的贴合。弹性密封垫在高温下长期使用后, 会产生一定的塑性变形, 伸缩量会有一定量的减少, 此时, 弹簧会继续保持内板与其贴合, 从而保证了高温下连续运行的真空密封的可靠性。
为了进一步提高密封的可靠性, 强弱电引出机制采用了如图4所示的方式, 法兰式真空电极采用玻璃熔封工艺来保证绝缘及密封。不仅可靠, 而且安装及接线简便。电极间距较近, 外部做了特殊的绝缘防护措施, 避免在真空环境下放电 (图5) 。
对多段抽气-充气工艺的要求, 系统的快速响应及控制的稳定性要求系统能够快速升降压。同时, 超长连续工作周期和高频率的升降压, 对真空泵的使用寿命造成了威胁, 设计为了解决此难点, 在泵与炉膛之间加入真空档板阀, 通过控制档板阀的通断, 达到升降压的动作, 避免频繁的开启和关闭真空泵。
为防止排出的胶质污染真空泵, 在炉膛抽气口处加玻纤过滤器。对于工作区域的洁净度要求, 泵前加油水分离器, 过滤精度可达到1μm。
真空系统的选择:
根据工作真空度的要求为:极限真空度10Pa, 工作真空度100-300Pa, 查表2找出真空区域, 确定选用低真空系统。
真空泵的选择:
选用机械泵直接对炉膛进行抽气, 在低真空范围内, 漏气量可忽略不计, 抽气时间按下式计算:
式中:V———炉膛容积 (L)
v———真空泵的平均抽气速度 (L/s)
p1———炉膛开始抽气时的压力 (Pa)
p2———经τ时间后停止抽气时的炉膛压力 (Pa)
K———修正系数, 见表3
真空热处理炉经干燥除气空炉状态下, 当炉膛容积小于0.6m3时, 应在20min内抽到工作真空度;炉膛容积大于0.6m3时, 应在30min内抽到工作真空度。
本设备炉膛容积:
带入式3-1中, 求出
综合考虑耐温特性和系统的快速响应性能, 选择2L/s的旋片式真空泵。工作压力为100Pa-300Pa, 计算在7.5分钟可抽到工作压力。实际测得5-6min可以抽到100Pa。
排水试烧效果验证:见表4水分测试记录。
通过测试记录对比, 具备新工艺的设备处理过的产品, 水分含量降幅达到40%以上, 而且一致性也比老工艺设备好。
2.2 控制系统功能设计
该控制系统分为温度控制系统和真空控制系统。采用DCS控制系统, 多段式循环设计, 从而实现了8段斜率升温和200段抽-充循环设置。其控制系统的结构图如下图6所示。
2.2.1 温度控制系统
控温模块为进口山武智能控制器, 可实现终极分散配置, 通过分散配置的各模块共同实现协调控制, 可提高生产性及节省能源, 一台可最多控制四个回路, 每个回路可对应一个报警输出, 可方便确认是哪一回路报警。
温度控制系统为八段斜率升温, 程序采用三级嵌套调用, 使用指针间接寻址进行循环设计, 整个程序结构简单, 可维护性较高, 便于问题原因查找。温度控制嵌套调用循环流程图如下图7所示。
在接受到启动信号时, 通过调用温度循环功能块进行指针地址传值, 在温度循环功能块中嵌套调用斜率升温段子程序功能块进行斜率计算, 在斜率升温段中嵌套调用写参数值子程序功能块, 从而实现了温度控制循环调用功能。
2.2.2 真空控制系统
真空控制系统是反复的进行抽、充循环控制, 最后进入保压控制阶段;抽、充循环段数可设定, 最大可设定为200段;抽到低压值、低压偏差、低压保压时间、充到的高压值、高压偏差、高压保压时间均可在触摸屏中自由设定。真空控制系统循环流程图如图8所示。
在接收到启动信号后, 真空控制系统通过调用抽真空、充气子程序功能块不断循环调用, 在循环段完成后, 通过调用保压控制子程序进行保压控制。
3 结论
本设备通过自动化控制结合可靠的结构设计, 完全达到了新工艺的全部指标。从功能和指标上来看, 此设备还可应用于微电子、医疗等行业的膜封元件除湿、排胶处理工艺, 具有广阔的市场前景。
参考文献
[1][美]格普塔 (Gupta, T.K.) .厚薄膜混合微电子学手册[S].电子工业出版社, 2005, 6.
[2]王秉铨, 主编.工业炉设计手册[S].3版.北京机械工业出版社, 2010.5.
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[4]高安邦.西门子S7-200PLC工程应用设计[M].机械工业出版社, 2011.10.
真空设备 篇8
关键词：设备,润滑,管理
中原油田采油厂特车大队有400型和700型水泥车、油水罐车、汽车起重机、清蜡车等特种车辆共93台, 担负着油田采油、井下作业的扫线、洗井、冲沙、酸化、挤堵等各类施工任务。设备多在高温、高压、高速下运行, 使用条件苛刻, 且在野外露天作业, 运行环境差。因此, 设备润滑管理采取了有效措施, 取得了明显成效。
一、推行油液监测技术
推行油液监测技术是实行按质换油的基础。掌握和控制油品运行状态, 实行按质换油, 彻底改变“有油就跑、缺油就加、坏了再修”的局面, 不仅延长设备使用寿命, 而且也降低了修理费用。
为了更好地开展油品监测工作, 在原有润滑站的基础上, 重新规范了油液化验实验室, 淘汰了一部分陈旧落后的化验仪器, 购置了YN-6全自动黏度测试仪、石油产品水分测试仪、开口闪点测定仪、机械杂质测定仪、酸值测定器等29台, 使油品监测工作逐步走向规范化、专业化。
1. 油液监测技术的主要作用
(1) 新油质量的把关监测:加强监测, 把好新油的质量关, 防止各类伪劣油品进入, 是保证设备润滑与正常运转的先决条件。
(2) 按质换油:按质换油是根据润滑油的劣化情况, 合理及时地更换润滑油, 既保证了设备润滑, 又不浪费润滑油。
2. 油液监测实施
(1) 油品快速测试仪:使用YYF系列油液质量快速测试仪, 经过简单操作, 就可测出油液污染类型及综合质量指标。每月对特种车辆逐台进行快速测试仪测试, 对于油品测试不合格的再进行一次理化指标化验, 最终决定是否换油。这样不但可及时掌握设备在使用过程中油品质量变化的规律, 而且保证了设备用油质量和设备的正常运行。
(2) 油液理化指标化验和光谱分析相结合:由于客观条件限制, 目前主要开展了油品黏度、酸值、机械杂质、水分、闪点等8项理化指标化验, 对于需进一步确定和跟踪监测的油样则及时送到局装备监测总站进行光谱分析。理化分析和光谱分析的有机结合, 不但为设备按质换油提供了依据, 而且为开展预测性维修提供了条件。
实施油液监测可实现对设备故障的早期预警。在2009年第一季度车辆的油品抽检化验中, 有两台车因机械杂质过高而换油, 三台车因运动黏度降低而换油, 一台车因含水 (因缸盖裂纹漏水) 过高而换油。一台车闪点、运动黏度比新油分别下降83℃和51%, 据此分析此车存在燃油泄漏问题。经解体检修发现高压油泵油封漏柴油, 喷油器喷油针阀烧毁。另外, 一台因运动黏度降低而换油的车在5月设备检查中油品还是不合格。把该油样送到油田装备监测总站进行光谱试验, 证实油液中铬、硅、铝元素含量过高, 解体检修发现原因是进气系统密封不严、发动机活塞环磨损过度所致。
3. 油液监测技术的应用效果
由于充分发挥了润滑站的作用以及油液监测技术的应用, 取得了一定的经济效益。
(1) 2009年, 中原油田采油厂特车大队设备由87台增加到93台, 但2009年上半年的维修费用不仅没有增加, 反而减少到60.3万元 (去年同期维修费用为98.6万元) 。
(2) 2009年上半年与2008年同期相比, 部分发动机修理情况和换油周期见表1。油品检测技术的应用使设备修理间隔、换油周期延长, 节约了修理费用, 而且避免了油品的损失和浪费。
(3) 中原油田采油厂特车大队2009年上半年润滑油费用比上年同期节约11.19万元。其中, 2009年上半年发出CD15W/40机油共4.8t, 比2008年同期节约4.1t;HM-46液压油0.83t, 比2008年同期节约1.3t;LG-90齿轮油0.71t, 比2008年同期节约1.7t;CF-4机油1.7t, 比2008年同期节约2.3t。
二、强化设备现场润滑管理
(1) 认真对润滑油品存储及使用情况进行跟踪检查, 严格执行油品“三过滤”制度。
(2) 坚持设备清洗后换油。由于大部分T815车型属超期服役设备, 换油时不清洗发动机会造成新润滑油的污染。因此应严格按照发动机清洗技术标准进行清洗, 通过清洗换油, 会使车辆在加速性能等方面得到提高。
(3) 根据400型、700型水泥车的特点和运行条件, 针对平台上部沃尔沃发动机和曼哈姆发动机工作条件, 及时对其润滑油进行升级, 采用CF-4柴油机油, 取得良好效果。
三、提高设备润滑性能
(1) 2008年经油品理化分析, 有部分T815车辆发动机油运动黏度和闪点降低, 原因是燃油滤清器密封不严, 过滤效果不好, 使高压泵柱塞和喷油头卡死, 造成燃油进入曲轴箱。把滤清器改成一次性的双筒滤清器后, 问题解决。
(2) 400型、700型水泥车和油水罐车采用斯太尔车型底盘, 在运行中发现该种车型的刹车机构中润滑结构设计不合理, 黄油不易加入, 另外黄油加注点靠近轮胎内侧, 无法加黄油。针对这种情况, 对该种车型的刹车润滑部分进行了改造。
原结构 (图1) 中, 进入三个润滑孔的黄油到了三个润滑点后, 只停留在三孔的部位, 不能分布到滑动轴承套的其他位置。黄油嘴设计的位置在轮胎内侧, 操作很不方便。
润滑部分改造后的结构图见图2, 改造的最主要目的是改变润滑系统和润滑方式, 把“∞”油槽车削到凸轮轴上, 对进油路线进行改造, 直接经过凸轮轴上的中心油道进入, 再进入滑动轴承套孔、小孔后, 经过“∞”油道进入润滑面, 保证润滑油均布在配合面上。此后, 后桥的两轮刹车机构加注黄油时可以在平地上直接完成, 中桥加注黄油时, 可把车停到地沟上, 从下往上加注黄油。
真空设备 篇9
与液体渗氮和离子渗氮相比较, 气体渗氮的升温、降温、表面吸附过程及界面反应速率较慢。为了探寻提高渗氮速度的途径与设备改进的方向, 在此做一分析、比较。
1 渗氮工艺过程的基本原理
目前广泛运用的渗氮工艺方法有3种, 即气体渗氮、盐浴渗氮 (液体渗氮) 和离子渗氮。它们最主要的区别在于表面吸附和界面反应速率的差别。一旦金属表面生成到了Fe[N]固溶体或者氮化物之后, 氮原子向内部的扩散原理与速度可以认为是相同的。
渗氮过程的基本原理如图1所示, 它分为两个主要过程, 首先是金属表面的物理、化学作用, 生成金属氮化物或间隙固溶体。然后在扩散激活能的驱使下, 氮原子向金属内部扩散并生成金属氮化物。显然, 第一阶段对渗氮工艺过程有着重要的影响。
1.1 液体渗氮
零件直接浸入熔盐中, 升温时间短。氮化层的形成动力和速度比在气相中要大, 要快。保温结束后, 零件可以立即空冷或油冷。因此, 渗氮过程比气体渗氮快得多。
1.2 离子渗氮
零件作为阴极在高压电场中受到氮离子的轰击, 氮离子的能量超过一般气体氮化条件下分解氨中的氮原子能量3000倍以上[1]。铁原子与处在激发状态下的氮离子化合成铁的氮化物并被吸附在因轰击而消除了钝化层的金属表面。这些区域由于金属晶格出现高密度的位错缺陷而具有强大的吸附能力, 从而很快完成第一阶段的化合反应。离子渗氮的升温和降温速度也大于气体渗氮。
1.3 气体渗氮
气体渗氮大多是在一个耐热钢罐中通入氨气, 排空空气后加热。由于罐体热容量大, 外热式加热的热传导慢, 所以升温、降温很慢。又因为气氛压力低, 吸附与界面反应速率低, 所以渗速较慢。
2 影响气体渗氮工艺的参数
气体渗氮控制的主要参数中, 人们对温度、时间、流量及氨分解率等对工艺过程的作用比较清楚, 而对炉压对渗氮过程的作用重视不够。炉压对气体渗氮的作用有以下几方面:
2.1 提高炉内气压可以增加零件表面的吸附量
在显微镜下观察金属表面是凹凸不平的。从化学观点看, 这些尖角、凸出边缘上的原子或离子, 它们的化合价大部分没有达到饱和, 化学性质最活泼, 容易和外界的分子结合, 这些部位称为活性中心。金属表面依靠未饱和化合价吸附气体分子称为化学吸附。此外, 依靠引力 (范德华力) 吸附气体分子, 称为物理吸附。根据物理化学原理, 金属表面所吸附的气体量, 由温度和压力决定。当温度恒定时, 决定于气体压力。弗伦德里希 (Freundlich) 根据大量的实验, 建立了吸附等温方程式:
式中, 为单位质量吸附的气体量;为经验常数;p为吸附平衡时气体的压力。
公式表明气体压力增大, 表面吸附量增加。
此外, 炉压增大, 意味着炉内氨气密度增大 (可由气体方程式推导出) 。气体密度增大, 可为表面吸附提供更多的机率。
2.2 提高炉压, 增加气体分子的动能
气体压强是分子碰撞力的宏观表现。由公式:可知, 压力p与分子的动能成正比关系。当炉压提高时, 氨气分子的动能大大提高, 对于克服金属表面的各种障碍和阻力大有帮助, 增加表面吸附量, 促进界面反应。
2.3 提高炉压可以提高界面反应速率
渗氮过程可看作是催化反应。假如反应机理是氨分子与金属表面相碰撞, 则反应速率与压力的关系为:
式中:N=6.023×1023;P为气体压力;R为气体常数;T为热力学温度;M为分子量;E为反应激活能。
由式 (2) 可知增高炉压, 可以提高界面反应速率和表层的氮化物量, 为扩散创造条件。
2.4 增高炉压可以提高渗氮气氛的活度
氨气在炉中的反应式为:
式中的Fe[N]为氮在铁中的固溶体。炉气中NN3、H2与固溶体中氮的活度αN之间存在着一定的关系:
氨气的分解是可逆反应。当压力增大时, NH3分解减少, NH3的分压PNH3增高, 所以αN也提高, 使渗氮活度增大。提高炉压, 氨分解率下降, 可以节约氨气达20%～30%。
2.5 提高炉压可以提高狭缝、深孔、盲孔、小孔等的渗氮能力
这些部位由于通气截面小, 气体流动受阻造成气体流速、流量减小, 靠近管壁附近的气体几乎不流动, 形成“粘滞流”。在管道中粘滞流的流量qv与气体的密度和压力梯度成正比:。当压力提高时, 气体密度提高, 压力梯度也大幅度提高, 从而促进这些部位氨气的流量增加, 提高渗氮能力。实践证明提高压力后, 这些部位渗层优良。
以上理论, 经生产实践验证是正确的。
3 提高气体渗氮炉渗氮速度的措施
3.1 内热式加热结构
目前国内的气体渗氮炉全是外热式加热结构, 即电加热元件在金属罐的外面, 零件装在罐内。电热元件首先将罐体加热到渗氮温度以上, 再由罐体的热能将罐内零件加热到渗氮温度。这种结构, 不仅热损失大, 而且热传导滞后, 控温困难, 使得升温慢, 降温也慢。
真空———高压渗氮炉, 采用内热式加热结构, 极大改善了升、降温慢的状态。控温灵敏度、准确度大幅度提高。
3.2 真空系统
配置真空系统有以下作用:一是预抽炉内的空气, 缩短通入氨气的时间, 防止零件氧化;二是真空状态下, 净化零件表面, 去除氧化膜层, 有利于吸附和界面反应;三是可以进行扩散处理, 减小高浓度表面层的脆性。
3.3 快冷系统
配置由通气回路, 热交换器和离心风机组成的风冷系统, 可以快速进行渗氮后的冷却, 提高渗层的性能, 减少渗层的脆性组织, 避免产生回火脆性现象。
3.4 高压充放气结构
目前国内气体渗氮炉压约为200mm水柱, 这主要是受炉体结构制约。真空———高压渗氮炉采用水冷炉壁, 按压力容器结构设计炉壳, 炉气压力可以达到0.01～1MPa, 比一般气体渗氮炉的炉压提高了50～500倍。炉体安装有可靠的充、放气控制系统。
3.5 脉动充气方式
按一定的周期, 使炉内气氛压力在一定范围内波动, 可以改善渗层质量。通过控制阀的充、放气达到这一目的。
通入炉中的氨气, 由液氨罐直接输入, 罐压保持在0.8～1.2MPa, 满足炉压0.1～1MPa的要求。
压力控制阀只有在炉内的氨气压力超过压力阀设定的上限时才开启, 一旦炉压低于控制值, 阀门立即关闭。因此, 不论炉子大小, 氨气消耗量都不大。由于排放量小, 热损失也不大。排出的气体通入水箱 (变成氨水) 后排出, 大大减小对环境的污染。
4 真空—高压渗氮炉的结构与用途
内热式结构如图2所示。
1.炉门2.加热室3.进气口4.炉壳5.风机6.风道7.排气口8.工件
加热室内有加热元件和测温元件。工件放在加热室中。炉壳按承受1MPa内压的压力容器制造, 使用压力在1MPa以下。风机、风道构成冷却系统。工件由炉外料车装卸。
该炉可用于渗氮、回火、低温退火。
5 高压渗氮的效果
(1) 渗速快。以38CrMoAl为例, 升、降温时间大大减少。保温期间的平均渗速可以达到0.03～0.04mm/h以上, 40Cr钢可以达到0.06～0.08mm/h以上。
(2) 硬度高。38CrMoAl可达HV1000;40Cr达到HV600以上
(3) 渗层均匀。小孔、深孔、盲孔均可得到均匀的渗层, 深度和硬度与外表面相差无几。
(4) 可将回火与渗氮合并进行, 因为有快冷系统, 完全消除了回火脆性和不良渗层组织。
(5) 操作方便。对装炉没有特殊要求, 可以堆放, 而渗层质量不受影响。
摘要：主要探讨了真空高压气体渗氮与普通气体渗氮的区别及真空高压渗氮炉的结构、性能。
关键词：气体高压渗氮,真空,氨气,氮化物
参考文献
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真空设备 篇10
因此, 需对设备润滑油采取按质换油, 对公司关键设备的润滑油进行运转全过程监测, 以保证设备完好。
一、完善油水管理网络, 狠抓基础管理
建立完善了设备润滑管理制度, 做到职责明确、责任到人。如建立了油水润滑采购制度、入库验收制度、油库管理及安全制度、润滑油的质量检查和更换制度及润滑工作安全操作规程等。对管理人员进行专业培训, 掌握设备结构特点和润滑要求, 严格执行定人、定质、定点、定量、定期监督换油制度, 对新购设备要进行磨合运转, 全面清洗检查, 进行合理润滑, 使集团公司设备管理机构形成网络化管理, 规范统一了设备油水记录, 设备油水管理工作迈上新台阶。
二、建立健全设备润滑档案
根据上级设备管理的要求和公司施工的特点, 定期统计公司月度油品化验情况, 编制润滑手册和润滑图表卡片, 建立设备润滑档案, 按设备卡片发放油料, 编制润滑材料消耗规定。选好油品, 严格执行换油标准, 逐步做到进口油国产化, 以降低成本。油品要采购大型厂家的产品, 做到货比三家。验收化验要严格要求、有记录, 入库做到油品专管、专线、专罐储存, 杜绝混油, 保证油料不变质。油料发放要有记录, 双方签字。保证油品的质量和用量。严格按照油品管理的“十六字”方针和“三过滤、一沉淀”的要求, 严格油品的入库验收和交接, 确保设备用油质量。
三、落实油水管理制度, 加大设备检查力度
对于新购润滑油的监测, 一是对供应站采购的油品要检查是否有产品抽样检测批号, 二是对各工地采购的油品, 公司油水润滑站要进行使用前质量检测。
根据我单位设备分布广、点多、线长的施工特点, 集团公司对道桥工程处、建筑安装工程处外部施工单位, 都配备YYF-V快速油质检测仪, 对在用设备的润滑油品进行定期监测。对快速油质检测仪检测不确定的油样, 及时送往公司油水化验室进行定性化验, 以确保在用油品的使用质量。
如2012年3月12日, 在对公司道桥四处沥青撒布车发动机15WCD40机油进行检测时, 发现综合指标过高。为此将监测油样及时送往公司油水化验室进行定性化验, 并及时换油, 避免了发动机抱轴事故的发生。2012年11月5日, 在对新疆西部建安处2台轮拖焊防冻液检测时, 发现防冻液冰点只有-3℃, 现场要求立即更换, 保证了设备安全过冬。
2012年集团公司设备管理科共进行油水检查3次, 2013年共定性检测设备282台次, 共查出不合格油样16个, 要求立即进行更换。抽样化验新油样18个, 检查设备防冻液78台次, 同时, 不定期到安徽、江西、新疆、四川普光和濮阳周边施工工地对设备的使用情况进行抽查, 增强了管理人员和操作人员对设备油水管理的责任心。
四、结合公司特点, 加强设备的维修油水管理工作
结合公司设备施工特点, 对公司每月下达的设备维修计划, 要求设备二保用油检测率达到100%。并利用施工淡季开展冬季设备维护检修工作, 对工地撤回的设备逐台进行用油检测。对需维修的设备根据运行大表进行用油检测, 使设备用油作到按质换油, 保证来年设备的正常使用。
通过开展设备维护油品检测, 设备维修油品的更换走向正规。要及时掌握再用油品污染变质的发展趋势, 指导设备操作人员更换润滑油和滤芯, 减少设备维护费用。润滑油变质趋势的分析, 还能帮助操作人员查找设备故障原因, 减少机械故障的发生。
五、加大油水检测仪器的更新, 保证检测工作质量
根据上级要求, 公司按照标准建立了油水监测站, 理顺了油水管理工作。为了保证油水化验室工作的开展, 公司对化验室进行改造, 每年投入资金2万余元, 购进了化验所需的耗材和更新部分仪器。如先后购进4台YYF-V快速油质分析仪。对部分化验仪器进行了维护保养, 对黏度仪、软化水装置、抗泡沫化验仪器和闪点实验仪器都进行了维修。各单位加强了油水使用检测及检查力度, 做到了使用前、使用中润滑油的定性、定量检测, 按标准加注润滑油, 节约了费用, 保证了设备的正常运行。
六、油品检测技术的应用
1.在设备使用单位和基层班组设立专职、兼职油水管理员, 形成了专管成线、群管成网的设备油水监测管理体系。
2.配备油品检测快速分析仪器, 在各基层开展油品检测工作。
3.定期进行油品检测仪器使用维护培训, 建立了设备油水润滑计算机档案库, 对每台设备润滑油的润滑部位、型号、用量、换油时间等进行填报, 实行油品动态管理。
4.根据设备的价值、重要性以及投产日期, 将公司所有设备分成三级监测:一级监测为公司新投产或关键设备, 如特种设备4000型沥青砼搅拌站、ABG423沥青摊铺机、TAN8620沥青摊铺机等;二级监测为公司主要设备, 如沃尔沃360BLC挖掘机、凯思240挖掘机、凯思430多功能装载机、宝马BW203振动压路机、PQ190平地机, 其余设备为三级监测。
由于检测跟踪到位, 及时消除了发动机故障隐患, 节约了设备维修费用, 延长了设备大修周期。
七、经济效益
2012年集团公司道桥工程三处润滑油实际用量见表1。
真空设备 篇11
【摘 要】本文介绍了干式变压器环氧树脂真空-压力浇注设备的基本结构、工作原理及环氧树脂浇注产品的工艺过程，并对该套设备应用在电工行业的实际意义进行了阐述。
【关键词】真空；浇注；环氧树脂
0.引言
随着我国经济的飞速发展，对电力的需求越来越大，对变压器等电气元件的质量要求越来越高，为了提高这些产品的质量和性能，我们在原有的真空设备的基础上，研制了能够提高工艺性能的干式变压器环氧树脂真空-压力浇注设备。
1.干式变压器环氧树脂真空-压力浇注设备的用途、组成
本设备用于干式变压器线圈的环氧树脂真空浇注。可使各浇注用组份，在真空条件下加热、脱气、计量、均匀混合，最后浇注到真空干燥的模具中。浇注组分可带填料，也可不带填料。
本设备系由真空-压力浇注罐、最终混料罐、树脂-填料预混料罐、固化剂-填料预混料罐、填料系统、真空系统、加热系统、气动-加压系统、冷却循环系统、测量与控制系统、电子秤计量系统组成，其工作原理如图
1.1真空-压力浇注罐
由罐体、浇注分配管、热风循环系统、模具台车、侧面旋转开启的罐盖组成。罐体外表面均布进口加热板，升温可靠、可控；罐体上装有带照明装置的观察窗，便于观察浇注产品的情况。罐体上开设抽空口和加压口；罐尾的热风循环系统保证罐内部升温均匀；罐内设有测温铂电阻，真空口处设有真空测量仪和压力传感器，罐内模具车可以前后移动，用来扩大浇注空间，便于浇注不同型号的模具。
1.2最终混料罐
最终混料罐主要由传动装置、锚式搅拌装置、加热装置、带照明的观察窗、双层罐体组成。
1.3树脂、固化剂预混料罐
预混料罐主要由传动装置、薄膜脱气装置、锚式搅拌装置、加热装置、带照明的观察窗、双层罐体组成。
其工作原理是，物料在螺旋提料器的提升下，升至脱气伞顶部，然后沿着脱气伞向下流动，由于过流面积逐渐增大，在伞面形成一层薄膜，物料中夹杂的气体在适当的真空度下释放出，并被抽出，从而达到真空脱气的目的。
1.4填料系统
由填料解袋箱、螺旋输送器、气动阀门、波纹管、不锈钢管路等组成，能够密封的容器中解开物料包装袋，并可在PLC控制下，按比例自动下料；既减少灰尘的飞溅，保护操作人员的健康，又能保证下料的准确性。
1.5真空系统
由进口真空泵、真空阀门及管路、冷凝过滤器等组成。进口真空泵噪音小，抽速快，污染小；冷凝过滤器对被抽的气体进行降温，并过滤气体中的杂质，保护真空泵。
1.6加热系统
由高温磁力泵、电加热器、高温球阀、管路、保温管等组成，保证对各个混料罐及管路的加热，是整个系统达到工艺要求的温度。
1.7气动-加压系统
由空气压缩机、储气罐、气动阀门、压力保护装置、压力传感器等组成，其作用是提供整个系统所需的气源，按工艺要求对浇注罐进行加压。
1.8冷却循环系统
由水箱、管道泵、阀门及管路组成，向冷凝过滤器供应冷却水。
1.9测量及控制系统
由控制柜、工控机、液晶显示器、各种仪表、开关等组成，整个系统由PLC、工控机控制，可实现对全套设备的集中监控和参数设定。工控机设置模拟屏，可分屏显示全套设备工艺流程，各系统主要电气执行元件及各罐的即时工作状态或工作参数，配套打印机，可按要求对生产曲线进行备档、打印。
1.10电子秤计量系统
由机械秤架、称重传感器、数字显示仪等组成，可预置出料量， 按预置值控制出料阀门的开关，实现自动配料。
2.工艺流程及结构特点
干式变压器的浇注材料通常由填料（硅微粉）、树脂、固化剂（液态）组成。工艺流程一般为：浇注材料在预混料罐中经过预热、搅拌混合、电子秤计量配料、两次混合脱气后，在真空下浇注到变压器模具型腔内，然后进行加压，使浇注料充分浸入线圈。浇注后产品的固化处理在固化炉中进行。
工艺参数要求：
（1）采用二次混料，以克服固化剂给生产周期带来的不利影响。
（2）关键温度控制精度±1℃。
（3）物料混合比例可控、可调，电子秤控制精度±1%以内。
（4）混料均采取薄膜脱气技术，真空度50Pa。
（5）采用真空浇注-加压浸渍工艺方式，工作真空度300Pa，浇注罐最大工作压力0.4MPa。
本套设备的特点是：最终混料罐安装在一个钢架上，物料借助重力由上向下流动，向浇注罐中浇注。物料的预混处理罐在一楼进行，完毕后用输送泵打入终混罐。线圈在全真空状态下浇注，浇注产品在整个生产过程中，真空度都能符合生产工艺要求，并能明显改善作业环境和降低作业强度。填料密封解袋后，干燥脱气处理，螺旋输送到两个预混罐中。预混罐的进料、出料用电子秤计量，在真空条件下输送、计量物料，不暴露大气，在线计量准确。混料采用薄膜脱气技术，使浇注料的脱气充分、快捷、有利于局放性能和外观质量。罐体采用德国加热片，寿命长、加热装置占地小、效率高、能耗低。浇注罐罐门开闭平稳、易操作。真空系统采用真空泵配置冷却过滤装置，确保真空系统的有效抽气和长期稳定运行。电气控制系统采用集中控制柜对整套设备实施控制，并监视整套设备的运行情况。设备操作方便、维护方便。
3.干式变压器环氧树脂真空-压力浇注设备的实用价值
从以上干式变压器环氧树脂真空-压力浇注设备的结构特点和使用流程看，具有以下优点：
（1）本设备体现了节能、环保要求。用德国进口加热片直接加热真空罐，效率高、能耗低、噪音低、少维护、寿命长、占地少、污染轻。本条件的实施，使车间的面貌大为改观，浇注车间将成为清洁、安静的车间。
（2）本设备工艺路线合理、流畅；加料可由电子秤计量，从预混料罐到最终混料罐的配料，由电子秤完成，完全在线计量；设备加原料后，即进入全真空处理及浇注过程，可以有效的把环氧树脂混合料中的空气抽出来，减少配料中的气泡。
（3）操作界面合理：浇注罐门便于开关，罐门电动开启，罐门的自转、公转由轨道限制；操作简单，控制柜上的按钮功能多，数量少；计算机对设备全程监控、安全联锁保护多，不易误操作。
（4）设备记录全面，满足质量管理对倒查的要求。
（5）在掌握浇注工艺的基础上，通过对设备的完善和改进，使得浇注出来的环氧树脂产品，外观美观、性能优越，整体产品性能达到客户的要求。
4.结束语
从整套干式变压器环氧树脂真空-压力浇注设备的应用过程看，该设备设计合理、运行可靠、操作简便、自动化程度高、工艺运行合理。通过试生产与验收检测，各项技术指标均达到设计要求；生产的变压器产品局放合格、性能优异、满足工艺要求。因此，该套设备在电工行业干式变压器的生产中，将会起到很重要的作用，值得推广。
【参考文献】
[1]姜燮昌.真空技术在工业方面的应用[J].真空，1987（03）.
[2]吴海军.环氧树脂真空浇注工艺过程及注意事项[J].变压器，2000（05）.
[3]王壮.真空脱气原理和技术[J].真空，1999（04）.
[4]赵会玲，张宏凯.小型环氧树脂真空浇注设备[J].真空，1998（06）.
真空浓缩设备的防结垢污染 篇12
1 真空浓缩污染问题的提出
1.1 结构
真空浓缩设备一般都由加热器、蒸发罐和冷凝器组成。加热器一般采用外循环、盘管以及夹套加热的形式。由于外循环加热面积大、效率高,其已成为国内普遍采用的加热形式。从结构上看,它由两端安装在孔板上的几百条列管和一个外壳组成,药液在列管内流动,锅炉蒸气在管外加热管内药液,药液被加热后产生汽化,通过连接管道喷射到蒸发罐内蒸发掉部分水分,未蒸发的药液又从蒸发罐底流回加热器重复循环。
这样结构的设备会产生严重的污染吗?结论是:会产生严重的污染、交叉污染。但不是所有的真空浓缩设备都会产生严重的污染,要看其的具体点设计结构和使用情况。
1.2 结垢现状
在连续浓缩生产中常常会发现浓缩的速度越来越慢,当换品种生产时用清水煮罐后又恢复了速度,重复再用生产速度又很快慢下来,而且清洗的周期越来越短。使用一两年的真空浓缩设备效率远不及新购买时,其蒸发能力大大下降,而蒸汽消耗量明显增大。直到无法正常生产时才进行维修,打开加热器的盖子才发现加热器的列管上结了厚厚一层垢,有的管子甚至出现全堵塞的现象。
热器列管出现结垢的现象是普遍的,这是严重的现实。严重的结垢又怎么不会造成污染呢?列管结垢必然“吸附药品”并向下一批药品中“释放物质”,这是严重违背药品生产管理“旨在最大限度地降低药品生产过程中污染、交叉污染以及混淆、差错风险”的现象的。
2 结垢的原因
为什么真空浓缩设备的加热器会产生污染?图1是国内一家较大的中药厂的2 000 L双效的加热器图片。由于加热器的盖子重、位置高、螺丝多而大,拆加热器盖子不容易。使用两年还从来没有打开盖子清理过,也没有清洗操作规程。每次换品种时只是简单用清水稍煮一下又进行生产了。最后,由于生产能力下降到1 000 L左右不得不维修,打开盖子才发现169条管子有44条完全堵塞了,全堵塞占了26%,还有50条左右不同程度地结了垢,占了29.6%,总共有超过55%以上的管子在不同程度上结垢,成了污染源。
这是一个典型的例子。其实目前国内普遍存在使用一段时间后生产效率下降的状况,可以推测真空浓缩设备加热面结垢现象。其实工业上所有的热交换器设备都存在加热面结垢的问题。国内外经多年的研究取得了不少进展,但大多数实际工程中,污垢问题仍是一个难题。有研究分析,热交换器管内“流速越大,过饱和度越小,结垢过程越易为表面反应所控制,流速越小,过饱和度越大,结垢过程越易为对流传质所控制。且往往发生在液壁温差较大、壁温较高的情况下”[1]。也就是说加热器管内的药液流速越低就越容易发生结垢,流速越高就越能减少结垢的产生;另一因素是管内、外温差越大越容易产生结垢,即加热温度越高而罐内真空越大,使管内外温差增大就越容易结垢。反之则不容易。
纵观国内大多数药厂,使用的都是自然循环方式的真空浓缩设备,其加热器设计成胖胖矮矮的,列管长度只有1 m多,如图2、图3所示。药液在管内的流速只有零点几m/s,这样的流速使药物很容易在管壁沉积产生结垢。
上面还分析了结垢的另一因素是管壁温差大造成,目前国内绝大多数真空浓缩设备的加热器,不管是单效加热器或多效的第一效加热器,一般使用的蒸汽压力为0.15～0.25 MPa。以0.2 MPa分析,其对应的温度为120℃而管内药液的温度为70～80℃,液壁温差达40～50℃,甚至更高,故此很容易生成结垢。
另外,有研究结果表明:“材料表面特性对污垢形成有较大影响,材料的表面能越低,污垢沉积量越小[2]”。材料表面能是由材料的材质和表面的光洁度等因素构成。国内有的药机企业为了降低生产成本,加热器管道不经过抛光,管内表面粗糙不堪,极容易产生结垢。
3 如何解决真空浓缩设备在使用中的污染问题
3.1 选好设计合理的真空浓缩设备
上面分析了结垢产生的原因,因此要选择一台设计合理的设备并不难了。应尽量选择加热器形状较细长些的设备,若有强制循环更好。选购设备时还要观察加热器的列管是否采用抛光管。另外,要注意加热器使用的蒸汽压力参数,有的厂家生产的加热器面积不大,为了达到生产效率使用较高的蒸汽压力。因为,蒸汽压力与温度成正比关系,压力大温度就高,这样的设备就特别容易结垢。
目前,国内真空浓缩设备加热器加热温度最低的是带蒸汽热泵的真空浓缩设备(TVR)。其低温加热的原理:高压高温的锅炉蒸汽通过拉法尔喷嘴时以超音速射出,由压力能转化为速度能,在喷嘴出口处由于高速汽流的引射作用形成低压,它将真空浓缩设备罐中产生的低压二次蒸汽吸入,经混合形成低温加热蒸汽。例如,使用0.6 MPa、165℃锅炉蒸汽经与75℃低温的二次蒸汽混合后变成90℃左右的加热蒸汽。显然,这样的真空浓缩设备是不容易产生结垢的。当然,加热温度低了,它的加热面积比起普通的真空浓缩设备加热器的加热面积要大得多,设备生产成本也要比普通的大得多。由于低温加热,因此带热泵的真空浓缩设备是一种不容易产生结垢的设备。
3.2 推荐“高真空热泵双效浓缩器”
在某一杂志2011年刊技术交流专栏中刊登了一篇文章《选好浓缩设备及配套技术设备的注意事项》。文章介绍各种真空浓缩设备性能、特点,文章最后还推荐了佛山德众制药机械有限公司生产的高真空热泵双效浓缩器,指出“该机组最显著特征是节能、高真空,另外还具有消泡、不易结垢、效率高和自动控制等特点。”
GMP实施指南提到“一个好的设计开始于一个能够被设计者很好地理解的用户需求URS。因此设计过程中应有生产、维修、工程质量等多个部门的共同参与,特别是用户和维修人员,充分利用他们对现有设备的使用和维护经验,帮助设计者进行新设备的设计。”
佛山德众制药机械有限公司的设计人员为了节能和防垢、为了长时间的维持高效率的浓缩速度,长期在生产过程中与操作人员共同研究开发了“高真空热泵双效浓缩器”。如图4、图5所示,加热器做得很细长,并在里面经三个迂回的管程,药液在管内行程比普通加热器长了几倍。在强制循环的条件下,药液在管内的速度达到2 m/s左右。该设备还采用了热泵,使Ⅰ效加热器的加热蒸汽温度只有90℃左右,Ⅱ效加热器的加热温度只有不到80℃。高流速和低温加热极大地、有效地防止了药物沉积结垢的可能性。
另外文章还介绍了高真空热泵双效浓缩器使用的“喷雾传质式冷凝器”,如图6所示。它不用列管冷凝器,不用凉水塔也不用大功率循环泵,能耗低,2 000 L热泵双效冷凝系统只需要9.1 kW左右,却能产生-0.085 MPa以上的高真空。正是由于形成的高真空与强制循环加热构成了一拉一推的动力,使药液在加热器管内流动的更快。更不容易产生沉积。
德众药业生产几十种药品,不少品种具有含糖高、易焦化特性,但使用高真空热泵双效浓缩器能在连续一周生产无明显降低蒸发速度。
3.3 制定有效的清洁规程
有了设计先进的防垢设备,还应有良好正确的清洁规程。GMP法规中规定“采用经过验证或已知有效的清洁和去污染操作规程进行设备清洗;必要时应当对物料直接接触的设备表面的残留物进行检测。”
德众药业浓缩生产能保持高效率,除了有先进的浓缩设备,还有一个好的清洁规程。刚开始使用时就摸索了一套不同物料的清洗方法,易结垢物料用多少清洁剂、加热循环多少时间。经验证符合GMP要求写成清洗操作规程,以后就照规程办。
3.4 遵照设备的使用参数
GMP明确规定“生产设备应在确认的参数范围内使用”。在真空浓缩设备变更控制条件,例如变更使用蒸汽压力、变换循环泵功率、把双效改变为单效等等,必须重新评估、审核、批准和实施。
4 结语