具有集成式液位管、加液漏斗和排廢液閥的酸蒸清洗器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及酸蒸清洗器，更具體地涉及自動(dòng)對(duì)器皿進(jìn)行酸蒸清洗的設(shè)備和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]實(shí)驗(yàn)室的痕量、超痕量金屬元素分析要求所用器皿必須潔凈，避免將各種污染物帶入樣品，以免因器皿不干凈而引入的本底值過(guò)高而影響最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
[0003]目前已有將普通酸以亞沸方式蒸發(fā)，得到高純酸蒸汽，以這樣的酸蒸汽來(lái)清洗器皿的方法。在現(xiàn)有常見(jiàn)的酸蒸清洗器設(shè)計(jì)中，在流程控制、廢酸處理、加熱和溫度控制、液位控制方面，通常存在某些問(wèn)題。
[0004]1、流程控制:
[0005](1)現(xiàn)有的解決方案通常僅僅只能提供第一步的酸蒸清洗步驟，仍需要用戶手動(dòng)對(duì)每個(gè)器皿逐個(gè)用純水沖洗表面殘留的酸液，然后仍需要用戶手動(dòng)將器皿放在鼓風(fēng)干燥箱烘干或自然風(fēng)干，非常費(fèi)時(shí)費(fèi)力。
[0006](2)如果采用鼓風(fēng)干燥箱烘干的方式，因鼓風(fēng)干燥箱本身就是金屬材料制成，而且對(duì)吸入的空氣并未做嚴(yán)格的過(guò)濾和凈化，并且日常還會(huì)干燥其他的東西，這種方式將會(huì)面臨鼓風(fēng)干燥箱或空氣不潔凈帶來(lái)的二次污染問(wèn)題。
[0007](3)如果采用自然風(fēng)干的方式，將耗時(shí)太長(zhǎng)。
[0008]2、廢酸處理:
[0009](1)現(xiàn)有的解決方案所產(chǎn)生的酸蒸汽清洗器皿表面后，冷凝為液體(本文中稱之為“廢酸”)，廢酸一般不經(jīng)任何處理，直接回流到“干凈酸”中，繼續(xù)參與蒸發(fā)。
[0010](2)酸蒸清洗之所以要采用亞沸方式蒸發(fā)，目的就是為了使蒸發(fā)過(guò)程變得緩慢，避免液滴攜帶污染物污染器皿。而這些廢酸含有大量的污染物，直接回流到干凈酸，會(huì)嚴(yán)重污染干凈酸，而且隨著清洗過(guò)程的繼續(xù)，污染物濃度會(huì)越來(lái)越高，即使亞沸狀態(tài)，也無(wú)法避免污染物重新污染器皿。從而使得清洗效果大打折扣。
[0011]3、加熱和溫度控制:
[0012](1)現(xiàn)有的解決方案通常為避免溫度傳感器被高溫強(qiáng)酸輕易地腐蝕，其溫度傳感器均安裝在容器外面，避免與強(qiáng)酸接觸，但是這樣的安裝方式測(cè)量的是容器外壁或加熱器的溫度，無(wú)法反映酸液的真實(shí)溫度，通常溶液溫度與容器外壁或加熱器的溫度要相差10-30 °C，溫度的測(cè)量誤差很大。
[0013](2)現(xiàn)有的解決方案依賴溫度控制器來(lái)控溫，加熱器本身不具備自我控溫功能。一旦溫度控制器失效，加熱器將繼續(xù)加熱，造成儀器燒毀甚至實(shí)驗(yàn)室火災(zāi)的巨大風(fēng)險(xiǎn)。
[0014]4、液位控制:
[0015](1)對(duì)于干凈酸液的液位控制，現(xiàn)有的解決方案因?yàn)槭钦舭l(fā)-冷凝-回流-蒸發(fā)的循環(huán)模式，故液位在整個(gè)過(guò)程不會(huì)有太大變化，而且內(nèi)部酸氣騰騰，從外部很難觀察到液位情況，因此通常沒(méi)有任何液位監(jiān)控措施。
[0016](2)對(duì)于廢酸酸液的液位控制，現(xiàn)有的技術(shù)方案通常是直接使廢酸酸液回流到干凈酸，沒(méi)有對(duì)干凈酸液和廢酸酸液進(jìn)行區(qū)分，因此對(duì)廢酸酸液的液位控制沒(méi)有任何監(jiān)控措施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于對(duì)管式器皿進(jìn)行酸蒸汽清洗的酸蒸清洗器，可以包括:原始酸液容器，用于容納原始酸液；加熱器，用于加熱原始酸液容器部分，以得到熱酸蒸汽；清洗腔，所述器皿的酸蒸汽清洗在清洗腔中進(jìn)行；控制器，用于控制各個(gè)部件的運(yùn)行以進(jìn)行酸蒸清洗工藝；以及與原始酸液容器部分連接的集成式原始酸液位控制部件，配置為將液位管、加液漏斗和排廢液閥一體化，原始酸液通過(guò)加液漏斗進(jìn)入原始酸液容器內(nèi)部，液位管的液位反映原始酸液容器的液位，排廢液閥打開(kāi)時(shí)能夠排出原始酸液容器中的酸液。
[0018]根據(jù)上述實(shí)施例的酸蒸清洗器，還包括非接觸式超聲波液位傳感器，安裝在原始酸液容器的外表面，且不與原始酸液容器表面接觸，用于自動(dòng)測(cè)量原始酸液容器內(nèi)的原始酸的液面，并且將測(cè)量的指示液面水平的信號(hào)傳送到控制器，控制器接收該指示液位的信號(hào)，當(dāng)該指示液位的信號(hào)低于預(yù)定閾值時(shí)，控制停止酸蒸清洗工藝。
[0019]根據(jù)上述實(shí)施例的酸蒸清洗器，所述加熱器可以為PTC加熱器。
[0020]根據(jù)上述實(shí)施例的酸蒸清洗器，還可以包括:廢液容納器，用于容納從排廢口排出的廢酸、廢水、廢氣；以及廢液液位監(jiān)測(cè)器，用于監(jiān)測(cè)廢液容納器中的廢液液位，并將廢酸液位傳送到控制器，當(dāng)液位超過(guò)預(yù)定閾值時(shí)，控制器控制停止廢液清洗工藝。
[0021]根據(jù)上述實(shí)施例的酸蒸清洗器，廢液液位監(jiān)測(cè)器可以為電阻式壓力傳感器，用于自動(dòng)感應(yīng)廢液容納器的重量，并將指示重量的信號(hào)傳送給控制器；控制器接收該指示重量的信號(hào)，當(dāng)該指示重量的信號(hào)超過(guò)預(yù)定閾值時(shí)，發(fā)送控制信號(hào)，以控制停止酸蒸清洗工藝。
[0022]根據(jù)上述實(shí)施例的酸蒸清洗器，廢液容納器可以放置于托盤上，托盤采用翻邊設(shè)計(jì)，防止廢液滴到壓力傳感器內(nèi)部；以及所述壓力傳感器設(shè)計(jì)有漏液排出口，從而在傳感器內(nèi)部有廢液進(jìn)入的情況下，能夠排出該漏液。
[0023]根據(jù)上述實(shí)施例的酸蒸清洗器，所述壓力傳感器可以進(jìn)行PTFE或PFA表面噴涂。
[0024]根據(jù)上述實(shí)施例的酸蒸清洗器，還可以包括:酸液溫度傳感器，被置于原始酸液的內(nèi)部，用于測(cè)量原始酸液體的溫度；其中控制器設(shè)置溫度閾值，接收酸液溫度傳感器測(cè)量的溫度，將該溫度與溫度閾值相比較，并相應(yīng)地控制加熱器。
[0025]根據(jù)上述實(shí)施例的酸蒸清洗器，所述酸液溫度傳感器可以為熱電偶型溫度傳感器，兩條熱電偶導(dǎo)線被置于聚四氟乙烯PTFE或全氟烷氧基樹(shù)脂PFA毛細(xì)管中，PTFE或PFA毛細(xì)管被置于支撐管中，支撐管被置于原始酸液容器內(nèi)，PTFE或PFA毛細(xì)管通過(guò)原始酸液容器的器壁上的連接孔延伸到原始酸液容器外。
[0026]根據(jù)上述實(shí)施例的酸蒸清洗器，所述支撐管下端可以連接有繞管器，所述支撐管內(nèi)的PTFE或PFA毛細(xì)管穿過(guò)支撐管內(nèi)孔出來(lái)，并在繞管器上纏繞一周后又經(jīng)支撐管的孔進(jìn)入支撐管，然后沿著支撐管向上延伸，最后從支撐管的孔并通過(guò)原始酸液容器的器壁上的連接孔延伸到原始酸液容器外，其中熱電偶頭部分處于所述PTFE或PFA毛細(xì)管被纏繞的一周內(nèi)，且熱電偶頭部分與PTFE或PFA毛細(xì)管接觸。
[0027]根據(jù)上述實(shí)施例的酸蒸清洗器，所述兩條熱電偶導(dǎo)線可以對(duì)向接觸成看似一條導(dǎo)線，對(duì)向接觸部分成為熱電偶頭。
[0028]根據(jù)上述實(shí)施例的酸蒸清洗器，所述酸液溫度傳感器可以為熱電偶型溫度傳感器，熱電偶導(dǎo)線的表面包裹PTFE或PFA包裹層，熱電偶探頭的位置采用熱壓方法使得熱電偶探頭與PTFE或PFA包裹層緊密結(jié)合。
[0029]根據(jù)上述實(shí)施例的酸蒸清洗器，在熱電偶導(dǎo)線上可以存在一個(gè)或多個(gè)密封點(diǎn)，在密封點(diǎn)處采用熱壓方法使得熱電偶導(dǎo)線與PTFE或PFA包裹層緊密集合。
[0030]根據(jù)上述實(shí)施例的酸蒸清洗器，所述控制器可以連續(xù)性地設(shè)置溫度閾值。
[0031 ] 根據(jù)上述實(shí)施例的酸蒸清洗器，還可以包括:雙層套管，安裝于清洗腔中，具有內(nèi)管和外管，內(nèi)管和外管緊密接觸，在對(duì)管式器皿進(jìn)行酸蒸清洗時(shí)，器皿被套在雙層套管外部；以及其中內(nèi)管和外管的四周和/或頂部具有連通的酸蒸汽排出孔，酸蒸汽排出孔與內(nèi)管的中心連通，內(nèi)管的外表面具有軸向的凹槽，外管底部具有供水/空氣進(jìn)入的水/氣進(jìn)入孔，以及外管上分布有供水/空氣排出的水/氣排出孔，所述內(nèi)管上的凹槽與水/氣進(jìn)入孔連通且與外管上的水/氣排出孔連通。
[0032]根據(jù)上述實(shí)施例的酸蒸清洗器，還可以包括:安裝于清洗腔部分中的水/空氣花灑式噴管，其頂部為花灑形式，分布有多個(gè)細(xì)孔，以供進(jìn)入水/空氣花灑式噴管從細(xì)孔噴出。
[0033]根據(jù)上述實(shí)施例的酸蒸清洗器，所述清洗腔壁底部可以具有排廢口，供清洗完器皿的廢酸、廢水、廢氣中的任一個(gè)從排廢口排出。
[0034]根據(jù)上述實(shí)施例的酸蒸清洗器，還可以包括上下兩層套管架，用于將套管固定于清洗腔中。
[0035]根據(jù)上述實(shí)施例的酸蒸清洗器，其中在控制器的控制下，可以進(jìn)行酸蒸汽清洗步驟，加熱器加熱原始酸液容器部分中的酸液，得到的酸蒸汽進(jìn)入所述雙層套管中的內(nèi)管中心，并經(jīng)過(guò)酸蒸汽排出孔流出，噴到管式器皿的內(nèi)表面；水噴淋步驟，在酸蒸汽清洗步驟之后，水經(jīng)由壓力作用經(jīng)所述外管底部的水/氣進(jìn)入孔進(jìn)入到所述內(nèi)管外表面上的凹槽，并從外管上的水/氣排出孔噴出，噴射到器皿的內(nèi)表面；以及熱空氣干燥步驟，在水沖洗步驟之后，經(jīng)加熱的空氣在壓力作用下經(jīng)所述外管底部的水/氣進(jìn)入孔進(jìn)入到所述內(nèi)管外表面上的凹槽，并從外管上的水/氣排出孔噴出，噴射到器皿的內(nèi)表面。
[0036]根據(jù)上述實(shí)施例的酸蒸清洗器，所述熱酸蒸汽可以是以亞沸方式蒸發(fā)原始酸液得到的。
[0037]本實(shí)施例的集成式原始酸液位控制部件將液位管、加液漏斗、排廢液閥合而為一，既可以觀察液位變化，又可以作為漏斗來(lái)加液，還可以排廢液；避免了傳統(tǒng)的漏斗、液位管和排廢液閥互相分離的方案加完酸液前后漏斗需安裝拆卸的麻煩，從而避免了漏斗存放過(guò)程中的污染。
【附圖說(shuō)明】
[0038]從下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的這些和/或其它方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚并更容易理解，其中:
[0039]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于自動(dòng)對(duì)管式器皿進(jìn)行酸蒸汽清洗的酸蒸清洗器1000的結(jié)構(gòu)組成示意框圖。
[0040]圖2(a)示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的內(nèi)管200的立體示意圖；圖2(b)示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的內(nèi)管200的俯視圖。
[0041]圖3(a)示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的外管300的立體示意圖；圖3(b)示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的外管300的軸向剖面圖。
[0042]圖4(a)示出了內(nèi)管和外管組成的套管的正視圖；圖4(b)示出了沿軸向切割的剖面圖；圖4(0)示出了相對(duì)于圖4(b)旋轉(zhuǎn)90度后沿軸向切割的剖面圖；圖4((1)示出了沿酸蒸汽排出孔所在的水平面剖開(kāi)的橫截面圖；圖4(0示出了沿水/氣排出孔所在的水平面剖開(kāi)