冷冻干燥机的关键制造工艺和零部件
2020-08-14 09:48:03
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冷冻干燥机（简称冻干机）的关键制造工艺和零部件,其设计制造工艺与冻干机的质量和使用寿命有着直接的关系。
1、板层的设计制造技术
为了使板层的致冷和加热温度均匀一致,目前冻干机制造厂家均采用空心夹层板层,内部带有隔条,由传温中间流体循环在板层之中。老式或落后的制造方法是在板层的上下二块或其中一块板上打许多孔,用塞焊法把金属板与隔条焊接起来,然后机加工。由于冻干工艺的低温、真空甚至高温、受压的特殊工况,这种焊接方法在使用一定年限后,可能会在塞焊处渗漏传温流体,在真空状态下,传温流体瞬间雾化,导致冻干品被污染而报废。而新式或先进的制造方法是上下二块金属板均不打孔,使用特殊的内焊设备制造而成,从根本上消除了渗漏的发生。
冷凝器致冷表面目前有二种形式,一种是使用板式,另一种是使用盘管式,板式结构在二块不锈钢板上压出管道,然后二块合并焊接而成,这种结构有很长的焊缝;盘管式使用无缝不锈钢管制成,这种结构焊缝处很少,比较这二种形式,盘管式优于板式,理由是:第一,冷凝器工作温度范围很大,从-70 ℃至+30 ℃(带蒸汽消毒的可达130 ℃) 。长期不断热胀冷缩会在焊接处发生渗漏的可能. 由于板式的有很长的焊缝,因此板式结构比管式结构容易发生渗漏,第二,冷凝器在结冰到一定厚度之后,由于表面一层冰霜覆盖,产生传热上的温差,虽然金属表面的温度仍很低,但冰霜表面的温度要比金属表面高一些,这样就降低了冷凝器的效能,但另一方面,冷凝器表面结霜之后,表面积又比原来增大,这又增加了冷凝器的效能,在相同的结冰厚度下,管式冷凝器由于结冰后直径的不断增加,比板式冷凝器增加的表面积要大一些,由此可见管式结构优于板式结构。
3、零部件问题
冻干机除了设计制造工艺之外,每一个零部件的选型同样影响机器的质量和使用寿命。冻干机的零部件中,以压缩机,真空泵和循环泵最为重要. 因为只要进行冻干,它们几乎一直在运转之中。
活塞式压缩机有开式,半封闭式和全封闭之分,开式的冷冻机马达与压缩机是分开的,利用皮带或连轴器传动,因此轴封处容易漏气,半封闭式冷冻机和马达铸成一体,没有轴封,因此减少了漏气,全封闭式把马达与压缩机完全封在一个钢筒内,杜绝了漏气现象,一般大中型的冷冻机制成开式或半封闭式,小型的冷冻机制成全封闭式。
为了减少漏气的可能,冻干机上的冷冻机应是半封式或全封闭式的,另外为了增加冻干机的使用可靠性,大型冻干机的冷冻机不应该是一台,应该是多台独立机器联合工作,使用中一旦某台有故障时,不致损坏冻干产品。
冻干机的真空泵大都使用两种泵,一种是油封式旋转真空泵,另一种是罗茨泵[1 ] ,又叫机械增压泵,有些冻干机使用一台双级旋片式真空泵,即能达到真空度的要求,有些冻干机使用一台单级油封泵加罗茨泵联合工作,两种方式使用效果基本相同。油封式真空泵应是高速直联的泵,它体积小,抽速大,而不应是皮带传动的真空泵,罗茨泵亦应是直联式的,而不应是皮带传动的,最好是液压传动式的,这种罗茨泵可在大气压下与油封式真空泵同时启动。有些冻干机要求使用无油真空泵。循环泵应该是屏蔽式的,因为它不会发生漏油现象,直联泵有油封,可能会产生漏油的情况。
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