CN103846242A - 减压装置以及真空干燥装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种减压装置以及真空干燥装置，所述减压装置包括密封槽以及通过排气管路与所述密封槽连接的真空泵，所述排气管路设置外气吸入部，所述外气吸入部将流量小于真空泵的吸引流量的外部空气导入至所述排气管路中。本发明通过将外部气体从导入排气管路的过程，可以预防液体到达真空泵，由此，提高真空泵的性能以及预防故障的发生。

Description

减压装置以及真空干燥装置

技术领域

本发明属于清洗设备技术领域，关于使用真空泵对密闭容器进行减压的一种减压装置，特别涉及从密闭容器内排出的气体当中，有一部分气体在到达真空泵之前有被液化的可能性，在这种情况下所使用的减压装置。这样的减压装置，也可应用于附带液体的被干燥物在干燥时所用的真空干燥装置，或是应用于除去溶解于液体中的气体所用的脱气装置。

背景技术

以往的清洗设备都是使用清洗液对部件进行清洗并进行真空干燥的装置。例如，在以往真空干燥装置技中，工件的清洗和真空干燥都在同一个处理槽（清洗槽）内进行处理。在这个装置中，有可以存积清洗液的储液槽（蒸汽发生槽），储液槽中有对清洗液进行加热处理的加热器；有和储液槽相连接，内部用于放置工件的处理槽（清洗槽）；有连接处理槽的真空泵等单元。在这个装置中，首先，储液槽内的清洗液被加热器加热后产生清洗液蒸汽，该蒸汽被送往处理槽内。在处理槽中，工件的表面全部被清洗液蒸汽所包围。此时，工件表面蒸汽的一部分被液化后变为液体，该液体对工件进行清洗（蒸汽清洗）。蒸汽清洗结束后，蒸汽停止输送，用真空泵对处理槽进行减压。根据减压作用，工件表面附着的液体清洗液被气化，工件完成干燥。

在上述真空干燥装置中，从被干燥物中气化后脱离的成分，到达真空泵之前怎样防止被液化是极为重要的事情。如果，在到达真空泵之前一旦发生液化，真空泵内部的转动单元（转子，转片等）会被液体附着，使真空泵的能力降低，并且会对转动单元造成过度负荷，甚至造成真空泵密封段或气缸的破损。

为解决该问题，在上述真空干燥装置中，处理槽和连接真空泵管道的地方设置加热器，从处理槽中被吸引过来的气体由加热器加热，可以防止气体被液化的可能性。但是，当真空干燥装置启动后，短时间内大量气体被吸引时，无法完全阻止该气体被液化，并且在随后液体有流入到真空泵的危险性

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种减压装置，该减压装置可以克服从密封容器内排出的气体被液化的问题，进而防止真空泵性能低下，预防真空泵发生故障。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种减压装置，包括密封槽以及通过排气管路与所述密封槽连接的真空泵，所述排气管路设置外气吸入部，所述外气吸入部将流量小于真空泵的吸引流量的外部空气导入至所述排气管路中。

在本发明中，当真空泵通过排气管路对密封槽进行减压的时候，从外部气体导入口将外部气体导入至排气管路中，可以防止在排气管路中的从密封槽排出的气体被液化成液体，并且可以防止该液体到达真空泵。而且，在本发明中，由于同时开始对密封槽进行减压和导入外部气体，因此并不是被排出的气体被液化后进行液体排出，而是从最初开始就防止液化现象的发生。

在外部气体中，最典型的是大气，也就是说对减压装置周围存在的空气进行利用。这种场合当然不会发生由于消耗外部气体而增加新的成本。而且，例如为了防止水蒸汽的液化，干燥的瓦斯气体由瓦斯罐等提供以外，也可以使用大气以外的外部气体。

在上述排气管路中，不仅仅是只有连接密封槽和真空泵之间的管路，也包含真空泵内部的吸入口和旋转部（产生真空的转子，隔膜等）之间的气体管道。

本发明中的减压装置，当真空泵开始对密封槽内开始进行减压，到所规定时间为止的经过时间内，或是该密封槽内达到所设定压力为止时的减压过程中（以下，该过程被称之为「外部气体流入期间」），为了使外部气体能够从气体导入口流向排气管路内，可以设置一个对外部气体导入控制的控制部。

在上述的排气处理中，当减压开始后，在外部气体导入期间内，由于真空泵的排气能力低下，到达密封槽内的目标压力值（目标真空度）的时间将会变长。但是，当减压开始后，由于真空泵本身需要吸入大量的排出气体，此时无法立即提高密封槽内的真空度。但是正是由于导入了外部气体，才可以防止液体流入真空泵，并且预防真空泵性能下降，最终可以防止真空泵的出现故障。之后，密封槽内的排气进行，当真空度达到一定高度时，由于在排出的气体中，有发生液化可能性成分的排出量大量减少，即使停止对外部气体的导入，也不会发生液化。此时，在外部气体导入的过程中，根据控制部对外部气体导入的停止，不会发生液化问题，并且能够达到目标压力值，也就是说可以缩短到达目标压力值的时间。

前面描述的设定时间或是设定压力值，可以根据准备试验进行适宜的设定。例如：对外部气体导入停止的时间进行变化，在适用的时间内，可以测定是否到达目标压力值。

本发明的减压装置可以使用于真空干燥装置。即，本发明中的真空干燥装置，是为了对附着有液体的被干燥物进行干燥的装置。该干燥装置具有以下特征：包括上述减压装置，以及被干燥物收容于上述密封槽内。

在本发明的真空干燥装置中，根据上述减压装置对密封槽的减压操作，对在密封槽内的被干燥物进行真空干燥。在这里，所使用的减压装置中，可以没有上述描述中的控制部，但是为了更好的达到低压，建议设置该控制部。

在本发明的真空干燥装置中，设置有：

为了清洗被干燥物，有储藏清洗液的储液槽；

用于对储液槽内的清洗液进行加热而使清洗液产生的蒸汽的清洗液加热部；

连接密封槽和储液槽，将储液槽内的蒸汽向密封槽内输送的蒸汽输送管路；

在这个装置中，如下所描述的，在清洗工件的前提上，可以将被清洗后的工件进行真空干燥。因此在以下的描述中，将该装置称之为“清洗及真空干燥装置”。

在这个“清洗及真空干燥装置”中，首先蒸汽输送管路开关阀门处于开放的状态，使用清洗液加热部对清洗液进行加热。清洗液被气化后得到的清洗液蒸汽通过蒸汽输送管路导入至密封槽内，密封槽内的被干燥物（被清洗物）的表面附着蒸汽部分液化后的液体，该液体对被清洗物进行清洗。之后，蒸汽输送管路开关阀门关闭，根据真空干燥装置的操作，被干燥物上附着的清洗液被真空干燥。

在“清洗及真空干燥装置”中，向密封槽内的蒸汽输送和密封槽内的蒸汽排出，为了使之相互交叉数次进行，可以对减压装置以及清洗液加热部进行控制，像这样，蒸汽输送和排出交叉进行的过程，可以使被干燥物达到重复清洗的作用。

本发明中的减压装置，除去上述真空干燥装置以及“清洗及真空干燥装置”以外，也可以使用在脱气装置中。

本发明中的减压装置中，通过将外部气体从导入口流向气体管路中的过程，可以预防液体到达真空泵，由此，提高真空泵的性能以及预防故障的发生。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明：

图1为一实施例的一种在减压装置中表示实施清洗及真空干燥装置的概略构成图。

图2为一实施例的一种在清洗及真空干燥装置中表示开关阀门时间的时间表。

图3为一实施例的一种在清洗及真空干燥装置中表示密封槽压力变化测定结果的图表。

图4为一实施例的一种在清洗及真空干燥装置中表示变形例的概略构成图。

图5为一实施例的一种在清洗及真空干燥装置中表示变形后的真空干燥装置的概略构成图。

图6为一实施例的一种使用减压装置的脱气装置中表示的概略构成图。

具体实施方式

以下，结合附图1～附图6对本发明的实施例进行说明。下述说明仅作为举例使用，本发明不限定于以下实施例。

实施例1

作为第1实施例，参考附图1～附图3，对工件W清洗后，将之进行真空干燥的清洗及真空干燥装置进行说明。

（1）实施例的构成。

如图1所示，一种清洗及真空干燥装置10，包括储液槽11、密封槽12、真空泵13，外部气体导入口14。

储液槽11，为一槽体，用于储藏清洗工件W时使用的清洗液，储液槽中设置有加热清洗液的加热器111，该加热器111在储液槽中对清洗液加热，直到使清洗液达到气化温度以上。

密封槽12，作为收容工件W的槽体，容量为100L。密封槽中设置有将工件W收容和投入取出时的开放盖板121。为了使密封槽12在盖板121关闭状态下保持内部的封闭性，配置了密封材质类部件（图表中没有表示）。另外，在密封槽12内设置了测试内部压力（真空度）的真空计122。

在真空泵13中，本实施例中使用了株式会社ANLET(安利特)制的干式罗茨真空泵（产品型号CT4-200）。该真空泵，包含了2个三叶片式转子131。该两个三叶片式转子131在套管运行室132中互相以相反的方向旋转，吸气口133的气体通过转子131的“三叶”输送到排气口134。在真空泵13中，以2个转子131以及套管运行室132为1组，垂直排列4组的结构组成（附图1仅为略图，只表示了1组）。每组都相当于1个机械增压泵。

真空泵13的吸气口133和外气导入管141相连接，外气导入管141的与吸气口133的相反方向的管口，为上述的外部气体导入口14。在外气导入管141上，设置了喷气阀门V1,用于对外部气体导入口14进行开关。

密封槽12和真空泵13由排气管15相连接，储液槽11和密封槽12由蒸汽输送管16相连接。在真空泵13中，外气导入管141和排气管15分别安装于真空泵13的吸气口133上。连接排气管15和真空泵13的吸气口133和转子131之间的气体流路的内容，与本发明中的排气管路相一致。

排气管15的外部表面，设置有加热排气管15的加热器151。

排气管15上设置有排气阀V2,蒸汽输送管16上设置有蒸汽导入阀V3,以及在密封槽12上设置有破坏密封槽内真空的真空破坏阀V4。

在清洗及真空干燥装置10中，设置有控制喷气阀门V1、排出阀门V2、蒸汽导入阀V3以及真空破坏阀V4开关的控制部17。

在真空泵13的排气口134上连接排气回收槽18。在排气回收槽18中，和清洗液相同成分的液体或是可以溶解清洗液的液体被储存于该回收槽中。从真空泵13的排气口134排出的气体，被该液体进行洗气，当该气体中包含清洗液的成分被除去之后，由排气回收槽18向外部排出。在排气回收槽18中，与排气管181相连接并在排气管181的管道中间设置排气扇182。

在密封槽12的底部，为了使残留在密封槽12底部的液体向外部排出，设置了排液管19。在排液管19上，设置了排液阀V5。

（2）第1实施例的清洗及真空干燥装置的动作

对本实施例的清洗及真空干燥装置10的动作，使用附图2进行说明。

在清洗·真空干燥装置10中，按照下述顺序进行处理。

（2-1）蒸汽清洗工程（附图2的蒸汽清洗期间31）

（2-2）排液工程（附图2的排液期间32）

（2-3）真空干燥工程（附图2的真空干燥期间33）

下述，针对各个工程进行详细说明。在以下的说明中，真空破坏阀V4,除去特定的场合之外，处于关闭状态。

（2-1）蒸汽清洗工程

首先，工件W收容在密封槽12内的同时，也将清洗液储存在储液槽11内。在本实施例中，使用碳氢溶剂的清洗液。清洗液经过蒸发变为蒸汽后，在排气管路中被冷却时，碳氢成分有被液化的可能性。

接下来，在真空泵13运转的状态下，喷气阀V1和排气阀V2开放（蒸汽导入阀V3关闭）（附图中动作21）。根据这个动作，密封槽12内的空气被排出。在本实施例中，空气排出时间为10秒钟。与此同时，使用清洗液加热器111将储液槽11内的清洗液进行加热，并在储液槽11内产生清洗液的蒸汽。产生蒸汽的过程将一直持续到蒸汽清洗期间31结束为止。

然后，在喷气阀V1开放的状态下，排出阀V2关闭的同时，开放蒸汽导入阀V3（动作22）。

随着停止对密封槽12内的真空吸引，从储液槽11的蒸汽通过蒸汽输送管16导入，工件W的表面被该蒸汽覆盖。此时，在工件W的表面，清洗液的蒸汽一部分被液化后变成液体，该液体对工件W进行清洗。

蒸汽导入在所定时间内（本实施例中为10秒钟）完成后，喷气阀V1开放，蒸汽导入阀V3关闭，排气阀V2开放，此时向密封槽12内的蒸汽导入停止，密封槽12内的蒸汽被排出。由于蒸汽的排出仅限定为在所定的短时间内（本实施例中为10秒钟）的动作，从密封槽12内排出的蒸汽由排气管15向真空泵13导入，和干燥工件W时一样，在排气管15内清洗液的蒸汽有发生液化的可能性。但是，在本实施例中，排气时由于喷气阀V1开放，使外部空气流向真空泵中，因而排出气体中的碳氢成分的含量被降低，可以防止碳氢溶剂被液化而附着于转子131上。另外，在本实施例中的蒸汽清洗工程中，密封槽12内的蒸汽排出时间很短，并且在后续的干燥工程中所到达的压力比较高，因此在排气期间内，喷气阀V1总是开放使外部空气导入。

向密封槽12的蒸汽导入和从密封槽12的蒸汽排出，数次（本实施例中为5次）重复（附图2的蒸汽清洗期间31）。但是，在本实施例中，最后（第5次）的排气时间，比之前的时间要短为5秒。在第5次的蒸汽清洗过程中，随着工件表面温度升高，液体到气体的变化时间也越来越短，真空泵在排出这部分气体所用的时间也会从长变短，因此与前4次相比较，排气时间只需5秒即可到达所定真空度。

（2-2）排液工程

接下来，在喷气阀V1打开状态时，排气阀V2关闭。随着真空破坏阀V4开放，密封槽12内的真空被破坏（附图2的动作24），密封槽12内残留的清洗液的蒸汽发生液化后，积存在密封槽12的槽底。然后，打开排液阀V5，积存在槽内底部的清洗液经由排液管19被排出。真空破坏阀V4以及排液阀V5关闭（动作25），在本实施例中，真空破坏阀V4的打开时间为7秒钟。

（2-3）真空干燥工程

真空破坏阀V4关闭的同时，喷气阀V1打开的状态下，排气阀V2打开（动作25。真空干燥时间33的开始）。此时密封槽12内的压力降低，由于工件W附着的清洗液蒸汽被蒸发，工件W达到干燥。密封槽12内的空气，以及从工件W蒸发的清洗液气体，两者在混合的状态下，从密封槽12内被排出。混合气体经由排气管15被真空泵13吸引的同时，外部空气从外部导气口14导入，在上述混合气体中，外部空气的加入，清洗液蒸汽的含量被降低，因此可以防止清洗液蒸汽被液化，以及发生液化后的液体附着在转子131上。

排气阀V2打开后在经过所定时间（本实施例中为38秒）后，在排气阀V2打开的状态下，喷气阀V1关闭（动作26）。这里决定（所定时间）的方法将在后文详述。随着喷气阀V1的关闭，密封槽12内的压力更是降低，可以确实的除去工件W上残留的清洗液。在本实施例中，喷气阀V1关闭后，密封槽12内的真空吸引将持续40秒钟。

最后，在排气阀V2关闭之上，随着打开喷气阀V1以及真空破坏阀V4(动作27。真空干燥期间33结束)，从密封槽12开始到真空泵13的空间内的真空被破坏，完成规定操作。

在本实施例中，从蒸汽开始期间31到真空干燥期间33结束为止，排气管加热器151对排气管15进行加热。排气管15在本发明中并不是必要的构成条件，但是通过使用该加热器，可以使通过排气管15内的排气温度上升，并且可以防止清洗液的成分被液化。另外，喷气阀V1关闭后由真空泵13吸引的排除气体中清洗液的成分如果有残留的话，该液体有被液化的可能性，但是在这个阶段清洗液仅有的残留成分，随着对排气管15的加热，也可以防止液化发生。

在本实施例中，根据下述理由，设定从外部吸气口14到真空泵13的流速，相当于设定流向真空泵13的外部空气流量。在本实施例中使用的真空泵13，在常压状态下以200L/分强的吸引流量对气体进行吸引，比该流量少的流量，比如1～10%程度的外部空气从外部吸气口14被吸引的话，不会造成真空泵13的超负荷，也可以防止清洗液成分的液化发生。在这里，使用市场上贩卖的真空排气管以及喷气阀，进行了经过从外部吸气口14向真空泵13导入的预备试验，验证结果为可以防止清洗液成分的液化发生。此时，测定的流速为57.6L/分。也就是说，喷气阀V1在开放期间，从外部吸气口14的外部空气，总是以57.6L/分（常压换算）的流量流向真空泵13。

接下来，使用附图3，对为了规定（所定时间）以及（所定压力）而进行的预备试验进行说明。

在这里，对处于打开状态的喷气阀进行关闭的时机，针对下述4种条件下密封槽12内的压力时间变化，分别进行了测定。

1 在干燥工程中，压力下降到1250PA时；

2 在干燥工程中，压力下降到2000PA时；

3 在干燥工程中，清洗工程完成时（也就是说，干燥工程中关闭喷气阀）。

4 在喷气阀V1一直关闭（不让外部空气丛外部吸气口14流入）

结果如附图3所示，在图表中，横轴的（从压力测定开始的时间）原点，并不是干燥工程开始的时间或是清洗工程的开始时间，而是根据作为真空计122在实验中使用的皮拉尼真空计（测定范围为：约0.1kPA～约2000PA）开始测定密封槽12内的压力时间。例如，在上述1的实验中，由于测定压力的开始时间是干燥工程开始5秒后，因此干燥工程的开始时间为（-5秒）。

上述实验结果，在2～4的条件中，密封槽12内的压力，只能降低至干燥工程中必要的上限压力1kPA左右。于此相比较，在1的条件中，密封槽12内的压力，可以降低至0.5kPA。这是由于在2～4的条件中，液体到达真空泵13中，导致真空泵13的能力降低所致。而另一方面，在1的条件中，随着外部空气的导入，液体没有流入到真空泵13中，是由于喷气阀V1打开时间，是在压力的测定开始33秒后，干燥工程开始38秒后的原因。因此，从这个实验中，可以得出如下结论：在（所定时间）为38秒，或是（所定压力）为1250PA的情况下，可以达到本发明的目的，因此本实施例中，采用上述数值。

在条件2的情况下，与条件1相比较，在短时间内（在高压为止），在干燥工程开始后，即使持续外部空气的导入，最终到达的压力和条件4中没有导入外部空气的情况几乎没有变化。这也说明，即使是使外部空气导入，但在导入量不足的情况下，液体也还是会到达真空泵13，因而无法使真空泵13的性能向上提高。

实施例2

在这里，对第1实施例中的清洗及真空干燥装置的变形进行说明。

在第1实施例中，虽然外气导入管141和真空泵13的吸气口133直接相连，但是像附图4所表示的一样，也可以将外气导入管141和排气管15相连接（从排气管15的分支）。

另外，在第1实施例中，对密封槽12内的工件W清洗和真空干燥的清洗及真空干燥装置的实施例进行了说明，作为实施例的变形，可以构成只对密封槽12内的工件W进行真空干燥的真空干燥装置10A（附图5）。真空干燥装置10A，由清洗及真空干燥装置中除去储液槽11，清洗液加热器111，蒸汽输送管路16以及蒸汽导入阀V3后所构成。在这个真空干燥装置10A中，由另外设置的清洗装置11A，使用清洗液L清洗工件W，之后，工件W被投入至真空干燥装置10A的密封槽12内以后，被干燥。干燥时的动作，和清洗及真空干燥装置中动作25以后的过程相同。另外，在清洗装置11A的清洗方法中，可以使用清洗液L的蒸汽，也可以使用清洗液L进行浸泡。

或者，和第1实施例中装置构成一样，只进行蒸汽清洗也可以。

实施例3

本发明中涉及到的减压装置，可以使用除去溶解在液体中气体的脱气装置。使用附图6对脱气装置进行说明。该脱气装置10B的构成和上述真空干燥装置10A一样；在使用上，和真空装置10A不同的点是，被脱气液体L‘代替工件W被注入密封槽12。另外，脱气装置10B的动作，和真空干燥装置10A一样。

但是，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (6)

1.一种减压装置，包括密封槽以及通过排气管路与所述密封槽连接的真空泵，其特征在于：所述排气管路设置外气吸入部，所述外气吸入部将流量小于真空泵的吸引流量的外部空气导入至所述排气管路中。

2.根据权利要求1所述的减压装置，其特征在于：所述真空泵对所述密封槽从减压开始直到所定时间为止的过程中，或是所述密封槽被减压至所定压力的过程中，还包括有控制所述外部空气导入部使外部空气从所述外部空气导入口流向所述排气管路的控制部。

3.根据权利要求2所述的降压装置，其特征在于：当经过所定时间后，或是所述密封槽内的压力被减压到所述所定压力之后，由真空泵持续对所述密封槽内进行减压。

4.根据权利要求1-3任一权利要求所述的降压装置，其特征在于：所述外部空气为大气。

5.一种真空干燥装置，用于对附着液体的被干燥物进行干燥，其特征在于：包括权利要求1-4任一权利要求所述的减压装置，所述密封槽内收容有被干燥物。

6.一种清洗及真空干燥装置，其特征在于：

包括权利要求5所述的真空干燥装置，还包括用于储存清洗被干燥物的清洗液的储液槽；所述储液槽中设置有用于加热清洗液使清洗液产生清洗液蒸汽的清洗液加热部；所述密封槽和所述储液槽之间连接有将储液槽内的蒸汽导入至所述密封槽内的蒸汽输送管路。

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