1 用定風(fēng)量閥控制潔凈室負(fù)壓原則上,通過在送風(fēng)管和排風(fēng)管上采用定風(fēng)量控制裝置的定風(fēng)量系統(tǒng)在一定程度上可以主動、動態(tài)地調(diào)節(jié)流量,消除系統(tǒng)靜壓波動對流量的影響,從而保證流量恒定和控制穩(wěn)定[7]。
1.1定風(fēng)量閥精度對潔凈室壓差的影響
1)定風(fēng)量閥工作原理定風(fēng)量閥是機(jī)械式的定風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置,無需外部供電即可工作?？刂崎y片由管道中的軸桿支撐,流動空氣產(chǎn)生的動力使閥片定位,使得流量在允許的壓差范圍內(nèi)恒定在設(shè)定值上。作用在控制閥片上的空氣動力使它閉合,充氣氣囊同時起著振蕩阻尼的作用。經(jīng)過標(biāo)定的彈簧片產(chǎn)生一個對抗關(guān)閉的力,彈簧片由凸輪調(diào)節(jié),使得在壓差變化時,自動調(diào)整控制閥片角度,將流量控制在只有微小誤差的流量值上,通過調(diào)整定風(fēng)量閥刻度盤的指針來設(shè)定風(fēng)量。定風(fēng)量閥的設(shè)計特點(diǎn):定風(fēng)量閥正常工作的壓差范圍從50Pa到1000Pa,安裝時不受位置限制,但是閥片軸要保證水平,即使入口條件或出口條件不利也能正常工作(要求有1.5B的直線入口長度和0.5B的直線出口長度,B為閥的寬度),流量比為4B1,外部指針指示流量刻度值的調(diào)節(jié)誤差為?4%[1]。
2)定風(fēng)量閥定風(fēng)量測試狀況為了驗(yàn)證定風(fēng)量閥能否使風(fēng)量恒定,分別對某生物實(shí)驗(yàn)室主實(shí)驗(yàn)間的送風(fēng)和排風(fēng)的定風(fēng)量閥做了幾組試驗(yàn)。當(dāng)保持排風(fēng)的定風(fēng)量閥刻度定在700m3/h不變時,分別記錄送風(fēng)的定風(fēng)量閥刻度在550,600,650,700,650,600m3/h時主實(shí)驗(yàn)間與室外的壓差。
排風(fēng)的定風(fēng)量閥刻度在700m3/h不變,送風(fēng)的定風(fēng)量閥風(fēng)量增大時,潔凈室與室外壓差越來越小,這種變化趨勢是正確的。當(dāng)把送風(fēng)的定風(fēng)量閥刻度重新調(diào)到600m3/h時,主實(shí)驗(yàn)間與室外壓差不能回到先前的狀態(tài),兩次相差23Pa。當(dāng)把送風(fēng)的定風(fēng)量閥刻度重新調(diào)到650m3/h時,主實(shí)驗(yàn)間與室外壓差也不能重復(fù)先前的狀態(tài),兩次相差30Pa。
由此可見,主實(shí)驗(yàn)間送風(fēng)的定風(fēng)量閥在某一刻度時不能使風(fēng)量恒定。
3)問題分析從定風(fēng)量閥的設(shè)計特點(diǎn)看,外部指針指示流量刻度值的調(diào)節(jié)誤差為?4%,調(diào)節(jié)誤差的存在應(yīng)該是風(fēng)量定不住的主要原因。由圖3可見,采用定風(fēng)量閥控制風(fēng)量存在上下波動的情況。當(dāng)該生物實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計送風(fēng)量、排風(fēng)量分別為670m3/h和700m3/h時,假設(shè)送風(fēng)的定風(fēng)量閥在系統(tǒng)運(yùn)行時的調(diào)節(jié)誤差為上偏差,排風(fēng)的定風(fēng)量閥為下偏差,則可能會使房間出現(xiàn)正壓。在調(diào)試過程中也的確出現(xiàn)過這種情況,而這對于生物安全實(shí)驗(yàn)室來說是絕對不允許的。從定風(fēng)量閥的工作原理來看,該閥是一個很好的定風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置,但是從設(shè)計特點(diǎn)來看,有一定的局限性,并不適用于所有的壓差控制。參考:無塵車間m.gxshunjiang.com
1.2定風(fēng)量閥適用條件筆者針對調(diào)試中出現(xiàn)的問題結(jié)合所選用的定風(fēng)量閥的設(shè)計特點(diǎn),分析了該定風(fēng)量閥的適用條件。在此,筆者提出漏風(fēng)量換氣次數(shù)的概念,漏風(fēng)量換氣次數(shù)即漏入或漏出房間的風(fēng)量與房間體積的比值。潔凈室的送風(fēng)量與排風(fēng)量之間保持一定的風(fēng)量差(漏風(fēng)量),就會使實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生一定的壓差。
如前所述,房間的壓差與漏風(fēng)量有很大的關(guān)系,筆者用房間的漏風(fēng)量換氣次數(shù)作為判斷定風(fēng)量閥是否適用的指標(biāo)。設(shè)潔凈室的體積為V,換氣次數(shù)為n,漏風(fēng)量為Lx,送風(fēng)量為L,排風(fēng)量為Lp,則Lp=L+Lx,L=nV,Lp=nV+Lx。已知定風(fēng)量閥的調(diào)節(jié)誤差為。
按照最不利情況假設(shè)送、排風(fēng)的定風(fēng)量閥在系統(tǒng)運(yùn)行時的調(diào)節(jié)誤差分別為上偏差和下偏差。那么,此時L=(1+$)nV,Lp=(1-$)(nV+Lx),保持房間負(fù)壓,則排風(fēng)量應(yīng)大于送風(fēng)量,即:Lp>L](1-$)#(nV+Lx)>(1+$)nV]Lx/V>2n$/(1-$),即漏風(fēng)量換氣次數(shù)m>2n$/(1-$)。
由上述理論分析可見,只有在房間的漏風(fēng)量換氣次數(shù)大于2n$/(1-$)時,定風(fēng)量閥才適用于潔凈室的負(fù)壓控制。
2變風(fēng)量閥控制潔凈室負(fù)壓生產(chǎn)藥品的潔凈廠房要滿足一定的潔凈度要求。藥廠生產(chǎn)環(huán)境控制的主要目的是防止因污染或交叉污染等危及產(chǎn)品質(zhì)量的情況發(fā)生[8]。對一些關(guān)鍵的生產(chǎn)工藝操作間,在減少房間內(nèi)污染的同時,保證其相對于相鄰房間的壓差,就成為保證潔凈度從而保證藥品質(zhì)量的重要因素。有污染物的車間保持低壓阻止污染物擴(kuò)散,阻止污染物進(jìn)入生產(chǎn)車間,即保持房間負(fù)壓。某些設(shè)有工藝排風(fēng)的潔凈廠房出于生產(chǎn)工藝的需求,房間排風(fēng)量是依據(jù)不同產(chǎn)品特點(diǎn)而變化的,保證這些房間對整個潔凈廠房的壓差平衡就顯得尤為重要。在這種風(fēng)量變化的情況下,使用變風(fēng)量閥控制房間負(fù)壓效果較好。
2.1變風(fēng)量閥工作原理變風(fēng)量末端裝置主要有節(jié)流式、旁通式、誘導(dǎo)式等幾種,目前使用最多的是節(jié)流式。典型的節(jié)流式調(diào)節(jié)風(fēng)閥內(nèi)部有一個彈簧的錐體構(gòu)件,即風(fēng)量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。它具有兩個獨(dú)立的動作部分:一個是隨室內(nèi)壓差變化由房間靜壓信號來動作的部分,由執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制錐體中心的閥桿,使錐體在文氏管內(nèi)移動,即調(diào)節(jié)錐體與管道間的開口面積來調(diào)節(jié)風(fēng)量;另一部分是定風(fēng)量機(jī)構(gòu),即不會因?yàn)檎{(diào)節(jié)其他風(fēng)口而引起風(fēng)量的再分配。定風(fēng)量機(jī)構(gòu)依靠錐體構(gòu)件內(nèi)彈簧的補(bǔ)償作用來實(shí)現(xiàn),在上游靜壓的作用下彈簧伸縮使錐體構(gòu)件沿閥桿位移,以平衡管內(nèi)壓力的變化,維持要求的風(fēng)量。節(jié)流式變風(fēng)量閥還有百葉型,百葉型的調(diào)節(jié)原理和百葉風(fēng)閥的調(diào)節(jié)原理一樣,一般做成單葉風(fēng)閥,通過調(diào)節(jié)風(fēng)閥的開度來調(diào)節(jié)風(fēng)量,其控制原理同上。
2.2工程實(shí)例工程為某藥廠制劑車間的壓差平衡改造設(shè)計。
對于這種復(fù)雜的壓差控制系統(tǒng),筆者采用變風(fēng)量閥控制房間壓差,保證了生產(chǎn)中整體風(fēng)量平衡、壓差穩(wěn)定、氣流走向符合工藝流線要求。新設(shè)排風(fēng)口風(fēng)量隨原有排風(fēng)口風(fēng)量變化而變化。原有排風(fēng)口排風(fēng)量減少,則新設(shè)排風(fēng)口閥門開大,新設(shè)排風(fēng)管道排風(fēng)量增加;原有排風(fēng)口排風(fēng)量增加,則新設(shè)排風(fēng)口閥門關(guān)小,新設(shè)排風(fēng)管道排風(fēng)量減少。
本文介紹了幾種風(fēng)量控制裝置的工作原理,討論了利用末端裝置控制潔凈室負(fù)壓的方法。文中給出了選用定風(fēng)量閥控制房間壓差的房間漏風(fēng)量換氣次數(shù)參考值,以供廣大技術(shù)人員參考、討論?？刂?a href="http://m.gxshunjiang.com/" target="_blank" rel="noopener">潔凈室負(fù)壓是一個比較復(fù)雜的問題,要保持精確、穩(wěn)定的壓差有許多制約因素,不但需要精確的理論計算,還需要在調(diào)試和運(yùn)行中不斷調(diào)整和完善。在設(shè)計壓差控制系統(tǒng)時要根據(jù)不同情況選擇合適的控制方法。
