Главная › Новости

Давление в автоклаве

Опубликовано: 05.10.2018

Зависимость температуры от давления в автоклаве (Эксперимент)

Склеивание с помощью автоклава

Автоклав — самый удобный вид оборудования для склеивания в производственных условиях. При малых масштабах производства стоимость автоклава трудно окупить, но качество склеивания по этому способу бывает обычно выше, особенно при изготовлении узлов сложной конфигурации и с большим периметром клеевого шва. Практически всегда при значительном объеме промышленных работ склеивание проводят в автоклаве, в котором можно одновременно создавать давление и регулировать нагревание. Это можно было бы осуществить и с помощью специальных приспособлений, нагреваемых в печи или имеющих собственные источники нагрева, но такая оснастка оказалась бы дорогой и экономически невыгодной. В автоклаве же нагрев и запрессовку склеиваемого соединения можно выполнить без дорогостоящей подогнанной по форме оснастки. Автоклав представляет собой цилиндр с открывающимися с одного или двух концов крышками для его загрузки и разгрузки. Давление в автоклаве создают паром или воздухом, а нагревают его электричеством или паром. Склеиваемые детали обычно укладывают в фиксирующее приспособление и на тележку, а сборку помещают

в вакуумный мешок, который вакуумируют при отверждении клея. Такая технология позволяет создать в автоклаве избыточное давление и запрессовать соединение, проводя процесс отверждения в вакууме. В автоклаве можно одновременно склеивать несколько деталей различного размера, веса и формы, не встречая затруднений с их запрессовкой. На рынок выпускают автоклавы самых различных размеров: от маленьких установок грейферного типа до очень крупных агрегатов диаметром 5,5 м и длиной свыше 12 м.

Давление в автоклавах можно доводить до 14 кг/см2; рабочие температуры в них составляют чаще всего 540° С. Рабочие платформы обычно делают из алюминиевых сплавов, но многие последние модели автоклавов оборудованы стальными платформами, предназначающимися для склеивания полиароматическими клеями, которые отверждаются при высоких температурах и давлениях.

В автоклаве очень сложно склеивать простые плоские сотовые панели, особенно если они представляют собой композиционные материалы. Неодинаковое расширение при нагревании и одновременное повышение температуры в склеиваемых элементах узла всегда создают трудности. Чтобы обеспечить скольжение склеиваемой детали по рабочей платформе при нагревании, сборку во многих случаях помещают на резиновую подкладку, как это делают, например, при укладке алюминиевых обшивок на стальные рабочие платформы.

После помещения сборки в мешок его вакуумируют, чтобы зафиксировать взаимное положение деталей. С установлением в автоклаве заданного давления вакуум обычно снижают или снимают полностью. Это уменьшает возможность прокачивания воздуха через склеиваемое соединение и устраняет вспенивание клея или образование в нем пор при недостаточной герметизации.

Многие склеенные в автоклаве соединения получают дефектными из-за недостаточного дренажирования. Дренажным слоем обычно служит стеклоткань, которой покрывают всю сборку перед ее помещением в вакуумный мешок. Увеличивая или уменьшая толщину слоя стеклоткани, можно до некоторой степени регулировать скорость нагрева наружной стороны сборки. Если в одном мешке одновременно склеивают несколько различных агрегатов, то нужно следить за правильным их расположением, чтобы каждое соединение имело канал для прохода газов к вакуумной линии. Для этой цели вокруг сборки соответствующим образом укладывают со всех сторон найлоновые или хлопчатобумажные шнуры, предотвращающие вместе с тем «запирание» газов в панели. При склеивании жидкими клеями кромки стеклоткани иногда пропитываются клеем и герметизируют панель или соединение. препятствуя дальнейшему выходу газов.

Рабочие платформы многих автоклавов оборудованы специальными прижимными рамками, позволяющими осуществить герметизацию мешка или покрывала резиновым жгутом. Мешок подсовывают под рамку, кромки подворачивают под резиновый жгут, сжимают его и создают уплотнение. Если уплотняют бихроматной пастой, то по наружному периметру рабочей плиты можно уложить липкую ленту (на основе полихлорвинила или полиэфира). После окончания отверждения ленту снимают, удаляя вместе с ней бихроматную пасту, что облегчает очистку рабочей плиты. Некоторые виды герметизирующих лент теряют липкость в процессе склеивания и затем легко удаляются, но их рабочие температуры обычно не превышают приблизительно 200° С.

Технология полимеров В. А. Воробьев, Р. А. Андрианов

Давление в автоклаве

Водную фазу, состоящую из раствора эмульгатора (например, сульфоната) и раствора инициатора (перекиси водорода или персульфата калия), из смесителя / перекачивают в автоклав 2, где со-здается некоторое разрежение. Затем туда же подают винилхлорид, а в рубашку автоклава — воду, нагретую до 38°С для начала полимеризации. Выделяющаяся при реакции теплота отводится из автоклава хладоагеитом с температурой — 20°С, циркулирующим в рубашке автоклава.

Течение процесса контролируется по плотности эмульсии; через несколько часов, когда плотность достигнет 1020 кг/м3, в автоклав добавляют порцию винилхлорида. Эту операцию повторяют несколько раз (при увеличении плотности эмульсии на 10 кг/м3) и при достижении плотности до 1080 кг/м3 начинают непрерывный ввод винилхлорида и водной фазы в определенных соотношениях. Давление в автоклаве поддерживают около 0,5 МПа, температуру — 38—50°С в зависимости от заданной молекулярной массы полимера.

Из наполненного автоклава 2 эмульсию плотностью 1085 кг/м3 переводят в автоклав 3, где давление немного ниже и плотность эмульсии на выходе составляет 1120 кг/м3. Из автоклава эмульсия непрерывно поступает в приемник 4, а после его заполнения — в приемник 5. Для снижения давления приемники могут соединяться с атмосферой. Равномерное распределение вводимого в эмульсию стабилизатора (соды, динатрийфосфата) осуществляют с помощью мешалки, установленной в каждом приемнике.

Поливинилхлорид выделяют из эмульсии сушкой или коагуляцией. Непосредственное испарение воды из латекса производится на вращающихся барабанах 6 или в сушилке-распылителе 7. Сушильная камера представляет собой цилиндрический аппарат с коническим дном, где в потоке горячего воздуха латекс распыляется. Тесный контакт мельчайших капелек латекса с нагретым воздухом обеспечивает быстрое испарение воды и сокращает до нескольких минут время сушки полимера. Поливинилхлорид сушат горячим воздухом с температурой до 160—170°С, но полимер, нагретый при этом не более 70°С, вследствие кратковременного пребывания его в сушилке и большой затраты тепла на испарение влаги из капелек латекса не разлагается. Сухой поливинилхлорид выходит из сушильной камеры вместе с отработанным воздухом через штуцер в конусообразном днище и поступает в циклон, где около 75% полимера оседает, а остальная часть его улавливается в рукавном фильтре.

Устройство контроля температуры и давления в автоклаве (УКТДА).

Устройство УКТДА предназначено для автоматизированного контроля температуры и давления в автоклаве в процессе стерилизации консервов и формирование на USB Флэш, протокола стерилизации. Электронный блок размещается вблизи автоклава таким образом, чтобы к нему можно было подключить установленные на автоклаве преобразователи давления и температуры. На передней панели блока расположены лампа «Сеть», пакетный выключатель «Сеть» и сенсорная панель оператора DOP-В05S101. Начало архивации протокола стерилизации определяется моментом превышения температуры автоклава значения параметра ‘Температура старта”, Завершение архивации, определяется параметрами ‘Температура останова” и “Давление останова”. Величины указанных параметров задаются и корректируются с сенсорной панели УКТДА. На экране УКТДА представляется обобщенная и текущая информация о состоянии процесса в виде графиков температуры и давления. Программа Dop-TP, устанавливаемая на персональном компьютере, считывает данные с USB Флэш, с целью их просмотра, хранения и распечатки протоколов стерилизации.

Основные функции программы:

• Просмотр и печатать архивных протоколов стерилизации;

• Формирование журнала варок;

• Копирование протоколов в архив для долговременного хранения.

Технические характеристики УКТДА

1. Количество точек контроля — 2. (температура, давление);

2. Диапазон контролируемой температуры: 0- 130˚С;

3. Диапазон контролируемого давления: 0 - 0,4 МПа;

4. Точность определения температуры: ±0,5˚С;

5. Точность определения давления: ±0,01 МПа;

6. Периодичность записи информации в память устройства: 1 раз в 10с;

7. Объем внешней памяти (USB Флэш) — 2 Гбайта;

8. К УКТДА могут подключаться:

• Датчики (преобразователи) температуры и давления с выходными сигналами: -50 + 50 мВ; 0-1 В; 0-5 мА; 0-20 мА; 4-20 мА; 0-5000 Ом;

• Термометры сопротивления по ГОСТ Р.8.625-2006;

• Термоэлектрические преобразователи по ГОСТР.8.585-2001.

9. Питание от судовой сети 220 В, 50Гц, потребляемая мощность — 30 ВА..

Комплектность поставки УКТДА

1. Блок электронный 1 шт.

2. Преобразователь давления в автоклаве MBS3000 «Данфосс» 1 шт.

3. Преобразователь температуры в автоклаве MBT 3560 «Данфосс» 1 шт.

4. Комплект монтажный 1 компл.

5. Комплект ЗИП 1 компл.