真空冷凍干燥機氣動高真空蝶閥的改進
一、前言
由于真空冷凍干燥機具有“真空”和“低溫”兩大優點,真空冷凍干燥機已在制藥、保健品、食品行業得到越來越廣泛的應用。
二、高真空蝶閥的作用
真空冷凍干燥機一個工作周期一般為24小時左右,部分真空冷凍干燥機工作時間長達72-100小時,在整個工作期間有可能發生停電停水等現象(電為機組動力源、水為制冷系統冷卻源)。如工作期間一旦停水,機組制冷系統,真空系統等馬上停止工作,此時如制品處于干燥階段(干燥階段時間占整個周期約80%)將會造成干燥箱內制品中升華出來的水汽無法凝結在捕水器內,此時如果不能快速關閉干燥箱與捕水器之間的高真空蝶閥,就會發生油汽、水汽倒流進入干燥箱,導致制品污染整箱制品報廢,造成巨大損失(有時每批藥價值數十萬人民幣)。這種停電停水現象在某些地區是常常發生的(如整個電網停電,高壓站故障停電,超量用電路閘等),當電網重新恢復供電供水時(一般在幾分鐘后備用發電機啟動,恢復供電),機組的制冷系統,真空系統等重新工作,如突然打開高真空蝶閥,由于干燥箱與捕水器之間壓力差產生氣流沖擊,使干燥箱中已基本干燥的制品大量飛散,無法回收利用,又會造成很大的損失。
三、目前國內凍干機應用高真空蝶閥情況
目前國內凍干機應用的高真空蝶閥有以下幾種情況:
1、采用手動高真空蝶閥(部分國產機)
蝶閥的開啟關閉全靠人工操作,反應速度很慢,在冷凍干燥過程中,如突然發生停電停水,操作人員萬一遲緩去關閉高真空蝶閥,制品就會受到污染,引起報廢。
2、采用氣動型、電動型自動高真空蝶閥(全部進口機,大部分國產機)
蝶閥的開啟關閉靠電、氣推動蝶閥工作,反應速度較快,當冷凍干燥過程中突然發生停電停水,它會在1秒左右時間內自動關閉,但當恢復供電,閥門開啟時間也為1秒左右,由于開啟過快往往造成干燥制品飛散,引起很大損失。如圖1。
圖1 未改進型氣動高真空蝶閥
1-進出氣口;2-氣缸、活塞;3-出進氣口;4-連接體;5-活塞桿;6-閥門;7-法蘭
四、改進型高真空蝶閥的應用
為了改變上述情況,我們設計了一種改進型氣動高真空蝶閥,閥門結構如圖2。改進型系統中我們在氣動型高真空蝶閥上另設計制造一個“單向節流調節閥”(包括8、9、10、11四個主要零件),這就組成了我公司冷凍干燥機的特有的改進型高真空蝶閥。
圖2 改進型氣動高真空蝶閥
1-進出氣口;2-氣缸、活塞;3-出進氣口;4-連接體;5-活塞桿;6-閥門;7-法蘭;8-彈簧;9-閥芯鋼珠;10-可調閥體;11-調節桿
它的優點是開啟關閉速度是異速的,即快速關閉(0.5-1秒可調),慢速開啟(3-8秒可調),開啟及關閉速度通過調節零件11調節桿即可實現,既避免了采用手動高真空蝶閥時停電停水時來不及關閉而常常發生的制品報廢,又避免了采用高真空蝶閥恢復供電時,等速開啟導致開啟過快而發生的飛粉損失。
改進型高真空蝶閥自1996年起在上海第一生化制藥公司等多個單位,經過多年使用,效果良好,已經避免了多起因斷電而引起凍干生產過程中報廢事故(而在此之前一年中,僅一個公司報廢損失就將近100萬元人民幣)。
我公司已在前些看申請該改進型蝶閥專利,并已獲得專利證書。