在機(jī)械工程中，清洗機(jī)械零部件已成為零部件制造過(guò)程中不可缺少的步驟。根據(jù)臟污程度和零件的幾何形狀不同，可以使用各種不同的清洗方法。清洗方法的選擇對(duì)后續(xù)的干燥過(guò)程沒(méi)有影響。除了使用零部件自身的熱加熱清洗流程中的對(duì)流干燥或循環(huán)利用熱空氣進(jìn)行空氣干燥外，真空干燥是干燥環(huán)節(jié)中一個(gè)有效且快速的方法。通過(guò)這篇文章來(lái)了解一下真空干燥和用于真空干燥的真空泵。

　　工業(yè)零部件通常在加工或打磨工作之后，或熱處理后進(jìn)行清洗。清洗方法基本上可分為兩類(lèi)：水溶液清洗和溶劑清洗。當(dāng)然也有一些特殊的過(guò)程。最終選擇的清洗方法取決于多種因素。最合適的清洗方法必須根據(jù)零件的材料，污垢的類(lèi)型(不同類(lèi)型的油、油脂、乳液、灰塵等)或部件的幾何形狀(表面結(jié)構(gòu)、孔、咬邊等)進(jìn)行選擇。還必須考慮到部件所需的純度水平。

　　對(duì)清潔后的部件進(jìn)行隨后的干燥是必不可少的。在水性介質(zhì)的情況下，即使最小的殘余水分也會(huì)對(duì)成品造成腐蝕損壞，從而導(dǎo)致高昂的后續(xù)費(fèi)用。未干燥的溶劑可導(dǎo)致工件被分解。對(duì)流干燥是最簡(jiǎn)單的干燥方法。組件在清洗過(guò)程中被加熱到70至80℃之間，使附著的水分蒸發(fā)。循環(huán)空氣干燥是熱空氣在工件上方流動(dòng)，致使水分蒸發(fā)。這兩種方法都適用于幾何形狀簡(jiǎn)單的零件。而真空干燥是非常可靠且有效的，它甚至可以保證幾何形狀復(fù)雜的零件快速干燥，并且對(duì)于涉及水溶液和溶劑的清洗方法均可使用。

真空干燥的工作原理

　　真空干燥是基于液滴在真空條件下的沸騰溫度，即液體即使在低溫下也會(huì)蒸發(fā)的物理特性。例如在兜孔位置，清洗后液體仍然存在，并且很難用其他方法去除，而真空干燥卻能使它和工件表面殘液一樣快速蒸發(fā)。

　　水溶液清洗系統(tǒng)功能描述

　　一旦工作腔被需要清洗的零件占據(jù)并密封住，就需要用真空泵在約100 mbar的壓力下抽真空。清洗介質(zhì)通過(guò)水泵抽到工作腔。真空室保證了清洗液滲透到最小的腔，例如，由于空氣的間隔，插孔是不能被忽略的。隨后的清洗過(guò)程中可以有各種不同的步驟。通常包括浸泡和噴淋清洗的過(guò)程。有時(shí)會(huì)用到超聲波清洗，這一過(guò)程通常伴隨在一個(gè)或多個(gè)清洗循環(huán)之后。當(dāng)清洗液被抽走后，就發(fā)生了實(shí)際的真空干燥過(guò)程。在這一過(guò)程中，工作腔內(nèi)的壓力通過(guò)真空泵的氣體泵送后進(jìn)一步降低。而這時(shí)產(chǎn)生的蒸汽由真空泵一并吸出并轉(zhuǎn)移到排氣管。

　　溶劑清洗系統(tǒng)功能描述

　　原則上，溶劑清洗過(guò)程類(lèi)似于水溶液清洗過(guò)程。然而，真空泵一般需要完成額外的工作。首先，符合防爆要求是至關(guān)重要的，此處有兩種不同的解決方法。要么可以用一個(gè)帶有防爆標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的真空泵，要么可以在恒定小于100 mbar的壓力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)下進(jìn)行不需要防爆的清洗系統(tǒng)操作。系統(tǒng)的壓力可由任何一種真空泵生成，僅管通常會(huì)采用第二類(lèi)較小的真空泵來(lái)完成這項(xiàng)工作。其次，在干燥過(guò)程中蒸發(fā)的溶劑，能在真空蒸餾器(溶劑可以從污染介質(zhì)中被蒸餾出來(lái)的裝置) 中被揮發(fā)。溶劑餾出物通過(guò)水池返回到清洗過(guò)程，而油/污集中收集在桶中。

　　真空發(fā)生器的使用

　　• 油潤(rùn)滑型的旋片式真空泵

　　油潤(rùn)滑型旋片式真空泵在清洗系統(tǒng)中被廣泛使用。經(jīng)驗(yàn)表明，這種類(lèi)型的真空泵非常適合于此類(lèi)應(yīng)用需求，它也因此成為清洗系統(tǒng)干燥過(guò)程中的標(biāo)準(zhǔn)泵。旋片式真空泵是使用壽命長(zhǎng)且具有高真空度水平的強(qiáng)大真空發(fā)生器。然而，當(dāng)涉及到具有很高的蒸汽發(fā)生幾率的清洗過(guò)程中，旋片真空泵并不總是能夠防止蒸汽在真空泵的抽吸除去過(guò)程中發(fā)生冷凝的情況。與此同時(shí)，凝析油使真空泵油乳化。這可能導(dǎo)致滾動(dòng)軸承和旋轉(zhuǎn)葉片不夠潤(rùn)滑，造成真空泵另部件的磨損，吸入性能和預(yù)期的真空度也可能會(huì)受到影響。這些影響可以通過(guò)更頻繁的破壞真空泵油和過(guò)濾器來(lái)致使維護(hù)和整體運(yùn)營(yíng)成本的上升。

　　• 干式螺桿真空泵

　　由 Dr. K. Busch GmbH制造的干式旋轉(zhuǎn)螺桿真空泵在一個(gè)廣泛的真空技術(shù)過(guò)程中有一段長(zhǎng)期且成功的歷史。真空泵已成功滿足各類(lèi)不同特定的應(yīng)用要求，從2005年開(kāi)始，成功地應(yīng)用于工業(yè)清洗和干燥技術(shù)領(lǐng)域，并作為真空技術(shù)的新標(biāo)準(zhǔn)在這一領(lǐng)域廣泛傳播。

　　Busch COBRA螺桿真空泵不需要油作為工作液。在干燥過(guò)程中，它的優(yōu)點(diǎn)在于在壓縮過(guò)程中的凝結(jié)形成不接觸油，從而排除了與油潤(rùn)滑型的旋片式真空泵有關(guān)問(wèn)題出現(xiàn)的可能。

　　在COBRA螺桿真空泵中，雙螺桿轉(zhuǎn)子在缸內(nèi)的旋轉(zhuǎn)方向相反，互相之間或與氣缸內(nèi)壁并不接觸。同樣，密封通過(guò)一種非接觸方式，因而無(wú)磨損的情況發(fā)生。如果蒸汽在壓縮過(guò)程中凝結(jié)在COBRA螺桿真空泵里，依然會(huì)被氣流推送至壓縮腔的排氣側(cè)排除。因此每小時(shí)幾升的液體體積，可以沒(méi)有任何問(wèn)題地通過(guò)泵體。用這樣一種方式設(shè)計(jì)排水口，即使當(dāng)真空泵處于停頓狀態(tài)，也可以很容易地排出凝結(jié)液體。

　　不像旋片式真空泵，螺桿真空泵是水冷式的。精心設(shè)計(jì)的冷卻原理確保一個(gè)絕對(duì)均勻穩(wěn)定的溫度穿過(guò)整個(gè)泵體。冷卻液的量能夠被恒溫值的平均值所調(diào)節(jié)，從而允許這個(gè)過(guò)程中真空泵有一個(gè)理想的溫度控制，并且避免不必要的水資源浪費(fèi)。另外，一個(gè)具有密封冷卻系統(tǒng)的真空泵(換熱器)也可以安裝在就地沒(méi)有冷卻液可用的裝置上。

　　真空泵的比較

　　很難講對(duì)于清洗系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，油潤(rùn)滑旋片真空泵或干式螺桿真空泵哪個(gè)才是更好的選擇。在技術(shù)方面，兩泵的原理都是可能的。對(duì)于冷凝風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較低的清洗系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，旋片式真空泵是鑒于降低采購(gòu)成本更明智的選擇。然而，如果冷凝的影響導(dǎo)致服務(wù)和維護(hù)成本的增加，螺桿真空泵可以更快更有利的節(jié)省整體運(yùn)營(yíng)成本。在做真空泵的購(gòu)買(mǎi)決策之前，咨詢(xún)真空專(zhuān)家很重要。