脉动真空灭菌器工作原理及故障维修


1  结构组成和工作流程
1.1  结构组成及原理 脉动真空灭菌器主要由灭菌器主体、密封(seal)门、消毒车、 搬运车、管路系统和控制系统等部分组成 [2]。 脉动真空灭菌器以饱和水蒸气作为灭菌介质,采用机 械强制脉动真空的空气排除(Remove)方式,经过多次抽真空和多次 注入蒸汽交替作用,使灭菌室达到一定的真空度后,再充 入饱和蒸汽,达到设定压力和温度,经过一定的持续时间, 实现对灭菌物进行灭菌的目的。 
1.2  工作流程 一个完整的工作流程包括 :准备、脉动、升温、灭菌、 排气、干燥、结束等 7 个过程 [3]。管道原理图,见图 1。 在蒸汽气源、水源、压缩空气等正常(normal)并开启状态下, 设备(shèbèi)得电后即自动打开进气阀门(功能:截止、导流、稳压、分流等) F1,经过进气口减压阀向 灭菌器夹层进气,夹层内压力由压力控制(control)器 YK 控制,一 般在 0.22 MPa 左右 [4],当到达设定压力后,F1 关闭,周而 复始。此时夹层疏水器开始工作,排除夹层内冷凝水,并 对设备内室预热,设备处于准备状态。 消毒(disinfection)物品(article)摆放完毕后将消毒车推入灭菌器,关闭灭菌 器密封门。 根据控制面板设定好的程序,首先进入脉动过程,一 般设定抽真空 3 次。F3 气动阀打开,F6、F7 水阀打开,真空泵(行业:机械制造业)运转,通过冷凝器(类别:换热设备)抽取内室空气,直**设定好的负压 值(一般为 -80 kPa)。这时 F3、F6、F7、真空泵关闭,F2 内室进气阀打开,从夹层向内室充入饱和蒸汽,当到达设 定好的压力上限时,F2 自动关闭,再一次进行内室抽真空, 周而复始,直**完成设定的脉动次数。

接着进入升温阶段,F3、F6、F7、真空泵均关闭,F2 打开,向内室进蒸汽,逐渐升高内室温度,当内室压力到 达限度值时,F2 自动(automatic)关闭 ;当内室压力小于等于压力限度 值时,F2 自动打开。 当内室温度上升达到设定的灭菌(Sterilization)温度(132~134 ℃) 时,进入灭菌阶段,温度维持设定温度以上,偏差一般不 超过 ±1 ℃,灭菌时间一般在 6~10 min 左右,内室压力 在 0.258 MPa 以上。此时 F1、F2、F5 阀会间歇性开关(switch)。 到达灭菌设定时间,灭菌结束,F3、F7 阀先开启,进 入排气阶段。当内室压力下降到 30 kPa 时,F6 阀打开,真 空泵得电运行,对内室进行抽真空,进入干燥阶段。干燥接着进入升温阶段,F3、F6、F7、真空泵均关闭,F2 打开,向内室进蒸汽,逐渐升高内室温度,当内室压力到 达限度值时,F2 自动关闭 ;当内室压力小于等于压力限度 值时,F2 自动打开。 当内室温度上升达到设定的灭菌温度(132~134 ℃) 时,进入灭菌阶段,温度维持设定温度以上,偏差一般不 超过 ±1 ℃,灭菌时间一般在 6~10 min 左右,内室压力 在 0.258 MPa 以上。此时 F1、F2、F5 阀会间歇性开关。 到达灭菌设定时间,灭菌结束,F3、F7 阀先开启,进 入排气阶段。当内室压力下降到 30 kPa 时,F6 阀打开,真 空泵得电运行,对内室进行抽真空,进入干燥阶段。干燥完成后整个灭菌周期结束,设备发出蜂鸣声,此时可打开 密封门,取出灭菌物品。

2  故障(fault)实例
2.1  故障一 
2.1.1  故障现象 在设备运行到升温阶段后,内室温度无法到达设定的 133 ℃,只能达到 132.5 ℃。高压灭菌锅适用于医疗卫生事业,科研,农业等单位,对医疗器械,敷料,玻璃器皿,溶液培养基等进行消毒灭菌,是理想的设备。手提式高压灭菌锅是食品厂、饮用水厂办QS、HACCP认证的必备检验设备. 2.1.2  故障分析及排除 设备原来存在进气端的减压阀、真空泵和夹层疏水阀 3 处管道漏水现象,但又都不是一直漏水。怀疑漏水导致 升温不足。 进气端减压阀在工作过程中正常,但当**的消毒工 作完成后,在水阀、气阀关闭之前漏水,推测是密封圈和 弹簧芯有问题,更换(replace)后试运行,再无漏水现象。 真空泵外侧端面有一个细长的管路,在泵停止工作后有 时会往外喷水,关闭水源阀后漏水慢慢减少,直**不再漏水, 判断应该是水源的水通过泵体泄露。检查管道连接,连接泵 的共有 3 条管路,有 2 个电磁阀和 1 个单向阀。分别检查发 现单向阀已坏,更换后漏水问题解决。 夹层疏水阀下面有一个调节(adjust)螺钉不断往外漏水,由于 缺乏相关资料,购买了配件直接更换,漏水问题解决。 开机运行,内层压力正常,但温度仍只能达到132.5 ℃, 无法正常灭菌(fungus)(Sterilization)。 从故障现象推测,也可能是内室排气不畅造成升温不 足 [5]。内室排气的管道分别是 F3、F5 和一个单向阀连着的 疏水阀。打开疏水阀管路出口,检查疏水阀、单向阀正常。 控制面板调到手动,分别开关 F3、F5,发现 F3 正常,F5 关闭和开启均缓慢。找到 F5 的控制电磁阀,手动控制进气、 放气,F5 开关情况无改变,判断 F5 气动阀已损坏。购买 配件更换后开机试运行,F5 工作正常,但温度只能上升到 131 ℃,内室压力仍然正常。 对照管路原理图分析,**终考虑(consider)夹层的排水不畅通。 但夹层的疏水阀是刚更换的,损坏可能性小,试着调整一下,温度有所波动,拆开疏水阀出水端,无水排除,证实疏水 阀确实是坏的。拆下后手动打开 F2,大量的冷凝水(condensate water)被放出。 更换新的疏水阀,温度和压力均正常,故障排除。 
2.2  故障(fault)二 
2.2.1  故障现象 灭菌器工作时有震动声,能感觉到设备整体在抖动。高压灭菌器是用比常压高的压力,把水的沸点升**100℃以上的高温,而进行液体或器具灭菌的一种高压容器。高压灭菌锅适用于医疗卫生事业,科研,农业等单位,对医疗器械,敷料,玻璃器皿,溶液培养基等进行消毒灭菌,是理想的设备。手提式高压灭菌锅是食品厂、饮用水厂办QS、HACCP认证的必备检验设备. 
2.2.2  故障分析及排除 根据故障现象分析,可能的原因有 :
  ① 蒸汽管道内有 残余冷凝水,在气体带动下冲击造成管道和灭菌(fungus)器柜体震 动 ;
  ② 压缩气体中水分过多 ;
  ③ 水源压力不稳 [6]。 增加蒸汽管道(Conduit)内冷凝水排空时间,并在管道中间加装 疏水阀,**大化减少冷凝水产生,处理后故障依旧 ;维护空气压 缩泵,排除气包内水分,处理后故障依旧;减小进水阀开度, 控制进水流量,故障现象无变化 ;关闭进水阀一会,发现 震动减轻直**消失,确定是水源的问题。 对照管路原理图,水源上共有 2 个电磁阀 F6、F7,抽 真空时均应是开启的,升温、灭菌(fungus)和排气(Exhaust)时应是关闭的。 在关闭水源进水阀时震动声消失,说明故障位于该进水阀。 在控制面板上手动开关这 2 个电磁阀,均能正常(normal)吸合,怀 疑阀体(valve body)因使用时间过长,有漏水现象。拆开管道后发现, 两个阀均有漏水,更换后故障排除。