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真空技术在清洗中的作用

 
     真空清洗干燥机利用液体在真空状态下的物理变化,改变了碳氢清洗剂和被清洗物的某些 特性,从而趋利避害,使碳氢清洗剂的优势得到更好的发挥。真空技术在清洗中的主要作用是: 
 1、 脱出清洗剂中的空气,减少超声波的衰减。   为提高清洗效果,清洗机中一般都采用 超声波技术,利用超声波振子每秒钟几万次频率的振动,发出超过人耳可听见的 10 万倍以上的 声压。在清洗的情况下超声波在液体中呈放射状,使清洗液体流动而产生大量的真空气泡,这种 现象就是空穴作用。由这种空穴作用而产生的液体流动和数以万计的高压真空气泡瞬间爆破时产 生的能量,不断地冲击被清洗物表面,使表面及缝隙中的污垢迅速剥落。 但在常压状态下,清 洗剂中溶解的空气粒子遇到超声波时产生气泡,超声波的空穴作用会被大幅度衰减,清洗效果被 减弱。在真空状态下,清洗剂中的气体会被脱出,从而避免了超声波的衰减。 
2、 排除工件表面和孔隙中的空气,提高清洗效果。在传统清洗中,清洗效果不理想常常是 因为盲孔、粗糙表面和细小缝隙中的空气不能排出,影响清洗剂的浸润,产生清洗盲区。应用真 空技术后,可使部件表面、缝隙和盲孔内的空气全部排出,使清洗剂完全浸入工件的每个部位, 使工件的各个部位都达到好的清洗效果。对于构造复杂、盲孔较深的工件,通过两次以上的抽 真空和排气过程,也可以将空气全部排出。所以在真空状态下,清洗效果要比常压下更好。
3、 降低沸点,使碳氢清洗剂也可以实现气相清洗。  使用卤代烃清洗剂的超声波清洗机, 利用卤代烃清洗剂沸点低的特点,在清洗的后一步,将清洗剂加热使之产生纯净的清洗剂蒸汽, 用溶液蒸汽对工件进行气相清洗,使溶解在清洗溶液中的油污不会残留在工件表面。由于碳氢清 洗剂的沸点高于闪点,在常压状态下不可能对工件进行蒸汽清洗。真空清洗干燥机利用液体在真 空状态下沸点降低的原理,通过对密封的清洗槽抽真空,使碳氢溶剂的沸点大大降低,只需将碳 氢清洗剂加热到 80℃左右,就可使其沸腾,实现气相清洗。 
4、 利用真空突沸效应,提高干燥速度。 由于碳氢清洗剂的沸点都在 140℃以上,在常温常 压下彻底挥发一般需要一小时左右。这样的干燥速度肯定不能满足工艺清洗的节拍要求。而用加 热烘干的方法又容易产生火险,这也是碳氢清洗剂在中国未得到广泛应用的主要原因之一。真空 清洗干燥机一般是将蒸汽清洗与真空干燥在一个槽中进行,在对工件进行蒸汽清洗的同时使工件 温度升高,然后使干燥槽迅速进入更高的真空状态,工件表面的清洗液会突然沸腾(真空突沸效 应)而迅速挥发干净。这样可以将工件的干燥时间降低到 1 分钟以内。 

5、 真空蒸馏,使碳氢清洗剂再生重复使用。清洗剂的蒸馏再生,就是利用清洗剂与污垢之 间的沸点差,将溶有油污的清洗剂加热到清洗剂的沸点以上而控制在油污的沸点以下,使清洗剂 汽化,然后通过冷凝装置使之重新凝结成纯净的清洗剂,而沸点较高的油污和机械杂质则留在蒸 馏罐的底部。卤代烃清洗剂由于沸点低且不可燃,蒸馏再生相对容易,所以,许多卤代烃清洗剂 都附带有蒸馏再生装置。而碳氢清洗剂由于沸点高而闪点较低,在常压下蒸馏再生是不可能的。 真空清洗干燥机的蒸馏再生装置在高真空下使碳氢清洗剂的沸点降低到 80℃,使清洗槽中溶解 了油污的清洗溶液不断地抽入蒸馏装置,在真空中加热蒸发,再经过冷凝成为清洁溶剂回到清洗 槽中,使清洗液始终保持清洁状态。油污则留在蒸馏装置底部,定期排出。 
6、 隔绝氧气,使碳氢清洗剂失去燃烧的条件。绝大多数碳氢清洗剂闪点都在 50℃左右,在 我国《常用危险化学品的分类及标志》(GB13690-92)中属于高闪点易燃液体。虽然闪点较高, 但在高温或有助燃物(如纸和棉絮)的情况下仍有燃烧危险。因此控制火险成为其推广使用必须 解决的问题。燃烧需要有可燃物、温度和氧气三个必要条件,只要缺少一项,燃烧就不可能发生。 在真空状态下氧气含量极低,在清洗、干燥和蒸馏再生的过程中,既使碳氢清洗剂的温度达到闪 点以上,由于没有氧气,失去了燃烧的一个必要条件,碳氢清洗剂也不会燃烧,从而保证了使用 安全。
真空清洗干燥机用一套真空泵同时解决了清洗中的诸多问题,可以说是设备创新和典范。 
三 真空清洗干燥机的种类和构造  
  
    真空清洗干燥机按照工件搬运的自动化程度可分为全自动、半自动和手动;按照清洗槽 的数量可分为单槽机、双槽机、多槽机等;按照清洗工件体积可分为大型机、中型机和小型机; 按照蒸馏装置与清洗装置的结合方式可分为一体式和分离式,按照清洗对象还有 电镀、热处理、 卷材清洗专用机。根据真空清洗干燥机各部分的作用,可分为清洗系统、干燥系统、蒸馏再生系 统、输送系统、控制系统、安全辅助装置几部分。   
生产厂家经过多年的研究开发,使真空清洗干燥机的技术水平逐步提高,功能不断完善, 洗净力大幅度提高、成本进一步下降、可以满足更多客户的清洗要求,从而使碳氢清洗技术日臻 成熟,被越来越多的客户所认同,在替代 ODS 和有害清洗溶剂中发挥了巨大作用。 真空清洗干 燥机中运用的技术有: 
   1、多种技术协力,提高洗净力。 
 超声波震荡。与其他清洗设备一样,真空清洗干燥机中也采用超声波震荡提高洗净力。在 真空清洗干燥机中由于清洗剂中的空气粒子被抽出,超声波的冲击力较普通清洗机大大提高。一 些生产厂家还在真空清洗干燥机中运用了双周波和三周波超声技术,利用不同功率和波长的超声 波使溶液产生高频震荡,以提高洗净能力。 

摇动和滚动清洗。利用摇动机构使清洗篮做上下左右摇动和旋转滚动,以利于污垢尽快脱离 工件表面。
喷淋清洗和蒸汽清洗。根据清洗对象的形状和清洗工艺要求,有些真空清洗干燥机中还运用 了加压喷淋和蒸汽清洗技术,以提高清洗力和清洁度。 
水基清洗和碳氢清洗协同作用。碳氢清洗剂对矿物油的溶解力较强,而对水溶性污垢清洗效 果较差。有些真空清洗干燥机针对工件上的特殊污垢先用水基清洗机洗掉水溶性污垢,再用碳氢 清洗剂将水基清洗剂置换掉并进一步溶解矿物油污垢,不仅使成份复杂的污垢也可以清洗干净, 还避免了水基清洗造成的金属锈蚀。 
清洗液的连续循环更新。随着清洗工作的进行,清洗液不停的从末端的净洗槽逐级溢流到前 端的初洗槽,而初洗槽中的清洗液则不停的被抽入真空蒸馏再生装置经蒸馏和冷凝变成纯净的清 洗液流回末端的净洗槽,从而保证清洗机中的清洗液始终处于清洁状态。 
2、点滴入手,降低清洗剂消耗。 
清洗剂在清洗过程中的损耗发生在以下环节:使用和储存过程中的自然挥发损失、通风和干 燥过程中的排放损失以及蒸馏再生后排放废液的带出损失。 
由于碳氢清洗剂的沸点都超过 150℃,在储运和使用过程中的挥发损失较沸点为 40℃~70℃ 的卤代烃清洗剂要小得多。而真空清洗干燥机中全封闭的清洗槽和真空系统设计,使清洗剂的挥 发损失减少到低。 
为减少抽真空和干燥过程中的排放损失,真空清洗干燥机中设计了排气冷凝回收装置,可以 将真空系统排气和真空干燥过程中带出的清洗剂中的绝大部分冷凝回收。 真空蒸馏再生过程排 放的脏污废液中必然会夹带一部分清洗剂。真空清洗干燥机中一般采用多段蒸馏再生和废液浓缩 排放,将废液中的清洗剂“榨干”后再排放。 
以上一系列的节省措施,可以使碳氢清洗剂的使用成本降低到三氯乙烷、三氯乙烯、二氯甲 烷等方法的五分之一到十分之一。 
3 、 精心设计,节省能源。 
在清洗过程中不仅要考虑清洗剂的消耗,各种能源的消耗也是清洗成本的重要组成部分。碳 氢清洗因为增加了真空系统和加热干燥,较卤代烃清洗增加了一些电力消耗。但其他部分的精心 设计,使得真空清洗干燥机的能源总消耗与卤代烃清洗机接近。 
在卤代烃清洗机中为使沸点较低的清洗剂减少挥发损失并有效冷凝回收,必须在清洗槽上部 设置冷凝区,并配置冷冻机组制冷。由于碳氢清洗剂沸点较高,在真空清洗干燥机中只需采用 25℃以下的冷却水就能保证冷却效果,从而省去了制冷机组的能源消耗。 
所有真空清洗干燥机均将气相清洗与真空干燥设置在一个槽中,利用气相清洗过程中蒸汽的 热量给工件加热,使工件在真空干燥过程中利用自身的温度加速干燥。  
        

 5为了实现能源的再利用,真空清洗干燥机将各工作步骤排出的热风重新回到需要加热的部分 循环利用,不仅节约了加热中的能源消耗,而且减轻了环境压力。 在一些真空清洗干燥机的各 个真空部分之间,抽真空和恢复常压的过程也被精心设计,使高真空部分在恢复常压之前先与即 将进入真空的部分进行压力平衡,使“真空能”得到大限度的利用 
4、 防患未然,保证安全。 
使用碳氢清洗剂替代卤代烃清洗剂,人们担心的是碳氢清洗剂闪点较低易燃的问题。真空 清洗机除了用真空技术使碳氢清洗剂在清洗机中失去燃烧条件外,还通过使用防爆电机、防爆开 关、防火闸门、导热油间接加热、温度自动控制、可燃气体浓度报警、机门自动封闭、电源自动 切断及自动灭火等装置确保使用安全

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