Устройство автоклавов, и принципы их работы

Главная Статьи Устройство автоклавов, и принципы их работы

Современные автоклавы для промышленности являются сложными агрегатами, имеющих большую производительность. Представляет собой автоклав вертикальный или горизонтальный сосуд, который закрывается герметично сферическими крышками. 
Применяется автоклав горизонтальный для обработки композитных материалов. В большинстве случаев используется автоклав газовый, так как газовый обогрев имеет большую гибкость и минимальное время обогрева. Это лучший вариант классического автоклава, так как имеет простой монтаж, небольшую занимает площадь и не требует системы диатермического обогрева. Кроме этого, расходы на процесс термической обработки изделия у такого автоклава значительно ниже, чем требуются на автоклав электрический (для примера, сравните стоимость электричества и газа). Конечно, существуют модели автоклава горизонтального и со спиральным теплообменником, которые представляют собой модель энергосберегающих технологий. Спиральный теплообменник позволяет работать с любым изделием, однако его стоимость значительно выше газового, кроме этого, он имеет и длительный срок окупаемости.
Сосудом, работающим под давлением является автоклав вертикальный, нагревание водяной среды в котором осуществляется в основном при помощи ТЭНов, расположенных во внутренней нижней части автоклава.
Как правило, современные промышленные автоклавы в диаметре составляют от 1,2 м. до 7,6 м., а в длину – от 1,9 м. до 40 м. Различают автоклавы по способу загрузки на горизонтальные и вертикальные. Также существуют и специализированные модели автоклавов. Но принцип их работы един: он состоит в нагреве стерилизуемого продукта под давлением до высоких температур. Повышенное в автоклаве давление компенсирует температурное расширение продукта. 
Устанавливают автоклав на опорах, которые позволяют ему при нагревании удлиняться. Подается пар к перфорированной трубе через штуцер, а конденсат удаляется через спускной клапан. Внутри самого автоклава проложен рельсовый путь, по которому вкатывают вагонетки с изделиями для стерилизации.
Чтобы избежать большие тепловые потери, внешние поверхности автоклава покрыты тепловой изоляцией, что способствует интенсификации технологического процесса.
Изменение давления и температуры в автоклаве осуществляется датчиками. Как правило, изменение температуры производится платиновыми или медными термопреобразователями сопротивления. 
Принцип работы автоклава следующий: после того, как выбран стерилизационный цикл, в рабочей камере автоклава создается предварительный фракционированный с периодическим прогревом вакуум, т.е. происходит эффективное удаление воздуха и конденсата в рабочей камере стерилизатора. Затем создается в камере давление и температура в соответствии с заданными параметрами и начинается фаза стерилизации. После того, как стерилизационная выдержка окончена, первоначально сбрасывается в камере автоклава давление и начинается этап вакуумной пульсирующей сушки. Таким образом происходит эффективная сушка стерилизуемых изделий, а оставшаяся влага мгновенно испаряется при высокой температуре и отрицательном давлении. Данный тип стерилизации абсолютно адекватен для всех стерилизуемых изделий, которые выдерживают температуру 135 градусов Цельсия, причем оператор лишен возможности допустить хоть малейшую ошибку, так как стерилизационный цикл полностью автоматизирован. 
Управление циклом стерилизации, а также отображение параметров цикла осуществляется с помощью интерактивного, электронного сенсорного экрана, расположенного на лицевой панели автоклава. Оператору дисплей позволяет осуществлять выбор цикла, настраивать контрастность дисплея, а также переводить в режим ожидания автоклав.
В настоящее время производятся самые разнообразные модели автоклавов для различных отраслей промышленности, принцип работы которых мало чем отличается друг от друга. В промышленности используется автоклав с воздушным охлаждением и водяным. При водяном охлаждении вода циркулируется насосом, непрерывно опрыскивая изделие, а при воздушном – охлаждение осуществляется струей холодного воздуха. 
Для изготовления пленочного триплекса необходим автоклав для триплекса, который обеспечивает улучшенные оптические характеристики стекла, повышает их влагостойкость и дает возможность выполнение дополнительной механической обработки конструкции. На первом этапе изготовления триплекса производится резка стекла нужного размера и делается его обработка до получения гладкой поверхности. После этого между стеклами прокладывается поливинилбутиральная или этиленвинилацетатная пленка и изделие прессуется в автоклаве.
Также при производстве карбонового волокна необходим автоклав для карбона. Вообще способов получения углеродных волокон несколько, но наибольшее распространение получил автоклавный способ. Заключается он в следующем: волокна полиакрилонитрила окисляют на воздухе в течение суток при температуре 2500С. Затем волокна переносятся в инертный газ, в котором и производится процесс карбонизации при высокой температуре – 800-15000С. После этого следует процесс графитизации при температуре от 1600-30000С. Процесс изготовления карбонатных нитей на этом и заканчивается. 
Незаменимым является и автоклав для углепластика, так как с его помощью получают изделия равномерной толщины, можно осуществлять формование крупногабаритных высококачественных изделий, имеющих низкую пористость.