超声波碳氢清洗主要问题与设备设计(2)

　　4 碳氢清洗工艺及设备组成

　　4. 1 碳氢清洗工艺

　　碳氢清洗过程一般为： 真空清洗 1-真空清洗 2-蒸汽漂洗（ 或浸渍漂洗） -真空干燥，每个工序的工艺时间依据零件的污迹类型、污染程度而定。

　　一般工艺见表 1.

　　4. 2 设备组成与工作流程

　　设备组成原理见图 1.常规的工作流程（ 初始时所有气动阀均为关闭状态） 如下。

　　1） 工件装入工件篮，从密封门放入到旋转滚筒上，关闭密封门。

　　2） 打开气动阀 5、10,启动真空泵 5,直到压力到（ 5 ~8） kPa,停止真空泵，关闭阀 5、10.

　　3） 储液槽加热到工艺温度。

　　4） 打开气动阀 2、3、9,启动喷淋泵 11 到一定液位，启动循环泵 12,开启旋转电机，开始第一道喷淋工序。

　　5） 喷淋时间到，停止循环泵 12,喷淋泵加液到一定液位，停止喷淋泵11,启动加热膜加热到工艺温度，启动超声波，开始第二道工序超声波清洗。

　　6） 工艺时间到，停止超声波，启动循环泵 12 到低液位，开启喷淋泵 11 注液到高位，加热膜加热到一定温度，开启超声波。开始第三道工序超声波漂洗。

　　7） 工艺时间到，停止超声波，停止电机，关闭阀 9,开启阀 10,启动循环泵 12,直到筒体内没有槽液，关闭阀 2、3.

　　8） 打开气动阀 5,启动真空泵 15,保持压力到（ 0. 1 ~0. 2） kPa,保持温度（ 40 ~ 60） ℃，进行第四道工序真空干燥。

　　9） 干燥时间到，停止真空泵，关闭阀 5,开启真空放气阀 16.

　　10） 待压力平衡，开启密封门，取出工件篮。

　　溶剂使用一段时间后，由于所溶解的杂质增多，清洗力下降，此时需要将储液槽内的溶剂进行蒸馏提纯，一般的流程为：

　　1） 蒸馏釜加热到一定温度。

　　2） 打开气动阀 4、6、7,启动真空泵 15,储液槽内部分溶剂进入蒸馏釜，开始蒸馏。

　　3） 碳氢蒸汽进入多级冷凝塔 14,空气被释放掉，产生的冷凝液体进入到液水分离装置，水被排放掉，溶剂在负压作用下回流到储液槽。

　　5 碳氢清洗设备设计难点

　　5. 1 真空动密封

　　在进行喷淋清洗或超声波浸渍清洗时，工件篮在电机带动下旋转，此时腔体内真空度为 （ 5 ~8） kPa,为防止外部空气进入真空腔，需要在电机轴与腔体连接处进行动密封，一般是采用机械密封装置，并在机械密封与旋转轴之间、机械密封本体内均注入润滑油达到动密封效果。

　　与常规动密封不一样，碳氢设备动密封面临一个难题： 隔离对象是空气及碳氢溶剂。碳氢溶剂本身是可以溶解润滑油的，而且碳氢溶剂表面张力小，渗透力强，特别在超声波作用下，对油脂的溶解效果更加明显，长时间的运转，是否会将润滑油脂溶解掉而造成泄漏及旋转干磨。因此，如何做好碳氢溶剂的真空动密封是碳氢设备研发的一个难点。

　　5. 2 溶剂回收

　　在进行溶剂真空蒸馏回收时，蒸馏釜加热产生的蒸汽中包括空气、溶剂蒸汽、水蒸气，溶剂中含水会造成清洗零件的氧化，因此需要最大限度的降低水含量。碳氢溶剂与水的分离一般有两种方式（ 假定在真空压力 p、温度 t1处进行蒸馏） .

　　1） 保持压力，降低冷凝区温度至 t2,碳氢蒸汽先开始液化，保持 t2一段时间，直到碳氢蒸汽完全液化，剩余气体为水气及空气。

　　2） 保持温度不变，降低真空度，增加冷凝区压力，水蒸气先开始液化，保持该真空度一定时间直到水气完全液化，剩余气体为碳氢蒸汽及空气。

　　5. 3 安全性设计

　　1） 防止泄漏。为防止泄漏（ 或在泄漏时尽量减少泄漏量） ,需要从多方进行考虑。一是在各腔体、各管系的适当位置均设置压力检测，所有的检测值均引入 PLC,并与 PLC 内事先存储的设定值进行比较，若与设定值差异很大，则关断工作电源并报警；二是管系上各主要器件之间均设置气控阀，当其中一段发生泄漏时，可将该段两端的气控阀关闭，将泄漏量降到最低，三是气控阀及控制气阀的电磁阀均采常闭阀，确保断电即断气，确保管系能分段隔离。

　　2） 蒸汽浓度监测。在设备内部高位、中位、低位设置多处碳氢蒸汽浓度检测，并设置合理的爆炸安全下限，达到下限时，设备断开工作电源，并启动报警。

　　3） 杜绝明火。一是在设备内部的电机，如旋转1制阀均为气动阀，控制气动阀的电磁阀均安装在单独的电控箱内； 电控箱与设备完全隔离，对电控箱与设备之间的穿线孔全部进行密封； 电机、腔体、管系及机架等均良好接地，避免静电产生。

　　4） 自动灭火。在设备内部高位、中位、低位设置多处烟气检测点，并设置自动二氧化碳灭火器。在检测到燃烧时，切断工作电源，启动二氧化碳灭火并报警。当灭火完全后，启动强排装置，将碳氢蒸汽及二氧化碳排出设备。

　　6 结论

　　通过对碳氢清洗原理及实现的分析和探讨，从客观上了解了超声波碳氢清洗原理及设备实现方式，可以肯定，因碳氢清洗使用的低成本、环保等优点，超声波碳氢清洗将在工业生产中发挥巨大作用。

　　参 考 文 献

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