专利名称：一种自净式洗瓶的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种洗瓶，尤其是涉及一种带气体净化功能的自净式洗瓶。
背景技术：
洗瓶是实验室用于盛装纯水、有机溶剂等常用液体的容器，因其可喷射出细液流而便于清洗实验器皿或配制溶液，在环境、生物、化学、医学、冶金地质、食品检测和半导体工业等实验室中得到广泛的应用。根据液流喷射动力来源的不同，现有的洗瓶主要可分为挤出型和吹出型两种。其中挤出型洗瓶(见图1)最常用，它由可变形的塑料瓶oil和喷液管012组成，操作简单方便，在常规实验分析中广泛应用于器皿的清洗、溶液的定量转移和沉淀的洗涤和转移等。使用时，挤压塑料瓶，瓶内液体受压而从喷液管喷射出细液流；停止挤压、释放塑料瓶，空气便从喷液管倒吸进入塑料瓶，使其恢复原状以便继续使用。吹出型(见图幻一般由玻璃瓶等不易形变的容器021和瓶口装置组成，瓶口装置包括一支置于液面上的短吹气管022和一支插到液体底部的长喷液管023，使用时空气或其他气体从吹气管022进入洗瓶，瓶内气压增大而将溶液从另一喷液管OM压出。吹出型洗瓶主要用于盛装有机溶剂，操作较挤出型复杂。虽然现有的挤出型洗瓶使用方便，但是在使用过程中随着洗瓶内液体的反复挤出和外界空气的反复被吸入，瓶内剩余的液体与吸入的空气反复接触，空气中的微生物、尘埃等杂质不断进入液体，导致液体逐渐被污染。常规分析或许可以容许来自空气的少量污染， 但倘若进行痕量分析，特别是环境样品痕量元素和半导体行业高纯试剂等痕量分析时，这样的污染极可能导致错误的分析结果。虽然痕量分析可在超净室内进行，空气相对洁净，但是并非所有的实验步骤均能在超净室内完成，例如现场采样就需要在实地进行，大气环境中的尘埃、微生物和某些气体将会污染洗瓶内的液体，进而影响分析结果。频繁更新洗瓶中的液体或许可以在一定程度上避免污染，但将大大提高分析的成本和时间。而空气中无孔不入的微生物仍然可能在更换液体时产生严重的生物污染。虽然在运行良好的超净室内进行痕量分析，来自空气的尘埃和微生物污染可以忽略，但是如果空气中的某些气体成分能与洗瓶内的液体发生化学反应，则仍将导致溶液的变质。例如，洗瓶中装有氢氧化钠或其他碱性溶液，在使用过程中溶液因不断与空气中的二氧化碳等酸性气体接触而导致变质。采用吹出型洗瓶，以氮气等惰性气体为保护气，可以很好地避免瓶内溶液与进入的气体发生反应，但成本和操作复杂程度都将大大提高。中国专利C拟897464公开一种用于物料包装机中完成洗瓶过程或专用在洗瓶机的洗瓶系统，包括有瓶子输送装置及洗瓶装置，洗瓶装置是设在与瓶子的瓶口相对的位置处的静电电离装置，静电电离装置与高压气源连接，其高压离子气口与瓶口正对，且静电电离装置的旁侧设有吸尘装置，吸尘装置设有收集灰尘和杂物的尘埃收集口
发明内容
本发明的目的在于针对现有的洗瓶存在的缺点，提供一种不仅使用方便、喷流动力强，而且能有效防止来自空气的微生物、尘埃或可能导致液体变质的气体等的进入，从而保护瓶内液体不受污染的带气体净化功能的自净式洗瓶。本发明设有塑料瓶、瓶盖、喷液管、吸气管和净化装置，瓶盖与塑料瓶瓶口配接，所述喷液管上设有止回阀或单向阀，喷液管穿过瓶盖插入塑料瓶内，吸气管穿过瓶盖插入塑料瓶顶部，所述吸气管设有止回阀或单向阀，止回阀或单向阀的入口接净化装置，止回阀或单向阀的出口接吸气管。所述喷液管具有弯头，所述气体净化装置可设有净化装置接口。所述塑料瓶的容积可为100 IOOOmL,瓶口直径可为16 75mm，瓶盖直径可为 20 80mm;所述塑料瓶可采用聚乙烯(PE)瓶或Tef Ion氟化聚乙丙烯(FEP)瓶等柔韧性强、耐腐蚀的塑料瓶。所述喷液管可采用聚丙烯(PP)喷液管，聚乙烯(PE)喷液管，Teflon氟化聚乙丙烯 (FEP)喷液管，Teflon可溶性聚四氟乙烯(PFA)喷液管或Teflon聚四氟乙烯(PTFE)喷液管等，所述喷液管的内径可为2 6mm，外径可为2. 5 10mm，喷液管总长可为150 300mm， 弯头角度可为30° 150°，喷嘴的内径可为0.5 3mm。所述吸气管可采用聚丙烯(PP)吸气管，聚乙烯(PE)吸气管，Teflon氟化聚乙丙烯 (FEP)吸气管，Teflon可溶性聚四氟乙烯(PFA)吸气管或Teflon聚四氟乙烯(PTFE)吸气管等，所述吸气管的内径可为2 6mm，外径可为2. 5 10mm，吸气管总长可为20 100mm， 吸气管管口可设有一个用于安装气体净化装置的接口，接口的内径可为2 8mm，接口的外径可为2. 5 10mm。所述喷液管、吸气管可以在生产时与相应的止回阀和瓶盖预制成一体。所述气体净化装置可采用过滤膜净化装置或净化柱等，所述过滤膜净化装置可采用商品化的一次性针头过滤器或可换膜的针头式过滤器等，所述过滤膜的孔径可为 0. 22 μ m。所述气体净化装置也可以在生产时与吸气管预制成一体。虽然本发明所述喷液管外形与传统挤压型洗瓶的喷液管类似，但是由于本发明的喷液管中间设有止回阀或单向阀，所述止回阀或单向阀用于控制液体的流向，因此只允许瓶内溶液喷出，而阻止外界空气进入，同时亦防止已与外界空气接触的、残留在喷液管口的液体回流至瓶内。另外，本发明所述吸气管也装有止回阀或单向阀，该止回阀或单向阀的方向与喷液管中的止回阀或单向阀的方向相反，只允许外界空气进入，同时阻止瓶内气体或溶液喷出。所述止回阀可采用小型塑料止回阀，外壳材质可以为尼龙(Nylon)、聚丙烯(PP)、聚偏氟乙烯(PVDF)或聚碳酸酯(PC)，隔膜材质为氟橡胶(如Viton)、硅橡胶或氯丁橡胶，其接口规格与采用的喷液管和吸气管内径相当，即接口外径为2 6mm。同时，所述气体净化装置(也称瓶顶净化装置)，可以根据目标污染物选用各种气体或液体过滤膜、填充了净化材料或气体吸附剂的净化柱等制成。其中过滤膜净化装置可以是一个商品化的一次性针头过滤器，也可以用可换膜的针头式过滤器制成，这主要用于防范空气中的尘埃和微生物。过滤膜的孔径可以根据需要的洁净程度进行选择，一般选用孔径0. 22 μ m的滤膜即可达到满意的效果。核心为气体吸附剂的净化装置可以用填充了气体吸附剂的普通塑料管或针筒注射器制得。先在注射器或塑料管的一端安装具有一定孔径的筛板或填充一定量的玻璃毛，再填入一定量的气体吸附剂，如活性炭或分子筛等，最后再塞入筛板或玻璃毛，以防填料散落或流失。此类净化装置用于去除空气中的杂质气体，制作好的净化装置直接接到吸气管上的净化装置接口即可。针头式过滤器和填料式净化装置等均可定期清洗再生利用。综上所述，本发明的技术方案是将液体的喷射通道和空气的吸入通道分离，并各装上一个止回阀或单向阀，利用止回阀或单向阀控制液体和气体流动方向的单一性。当挤压洗瓶时，吸气管上的止回阀或单向阀关闭，喷液管上的止回阀或单向阀开启，液体只能从喷液管喷出；停止挤压、释放洗瓶时，喷液管上的止回阀或单向阀关闭，吸气管上的止回阀或单向阀开启，外界空气只能从吸气管进入洗瓶，以平衡洗瓶内外的气压差，使洗瓶恢复原状，以便继续使用。在吸气管口安装一个小型的气体净化装置，对即将被吸入洗瓶的空气进行净化，除去可能污染液体或导致液体变质的微生物、杂质和气态化合物。当停止挤压、释放洗瓶时，由于喷液管上的止回阀或单向阀关闭，则停留在喷液管口、已与外界空气接触的液体及外界空气均不能回流至洗瓶内，从而很好地保护洗瓶内的液体不受污染。本发明的使用方法与传统挤压型洗瓶一样，直接挤压瓶身即可得到稳定的细液流。由于止回阀或单向阀的作用，挤压该洗瓶时，瓶内液体受压后只能从喷液管喷出；除去挤压力后，外界空气只能经净化装置后从吸气管进入洗瓶。在流经净化装置的过程中，空气中的污染物和某些可反应气体则被去除。本发明采用2个止回阀将洗瓶的喷液通道和吸气通道分离，在吸气管上装有气体净化装置，使进入洗瓶的空气自净，从而保护洗瓶内的液体不受污染。本发明将极大地降低痕量分析和生物实验室的污染风险，适用于缺乏超净环境的实验场所，特别是野外现场。本发明可以有效延长洗瓶内液体的使用寿命，减少资源的消耗。
图1为传统挤压型洗瓶的结构示意图。在图1中，其喷液管与吸气管共用一个通道。图2为吹气型洗瓶的结构示意图。在图2中，表示的是用平底玻璃瓶制成的吹气型洗瓶，虚线箭头所指的为吹气通道，吹入气体使瓶内气压升高从而将液体顺着实线箭头所指示的管道压出。图3为本发明实施例的结构示意图。图4为图3中的A部分放大示意图。图5为本发明实施例的气体净化装置(主体为聚丙烯塑料管)的结构示意图。图6为本发明实施例的气体净化装置(主体为注射器针筒)的结构示意图。图7为本发明实施例的带Y型三通自净式洗瓶的结构示意图。图8为本发明实施例的带T型三通自净式洗瓶的结构示意图。图中的实线箭头表示液体的流动路径，虚线箭头表示空气的流动路径。图3 6中各标记相应的部件为1——喷液管；21、22——止回阀或单向阀；3——吸气管，4—— 净化装置接口，5——净化装置，6——瓶盖，7——塑料瓶，8——液体，9——硅橡胶管，10、 14——塑料管，11——注射器针筒，12——玻璃毛或筛板，13——气体吸附剂。
具体实施例方式下面通过实施例对本发明作进一步的说明。实施例1带气体过滤功能的自净式洗瓶1)如图3和图4所示，本发明实施例设有塑料瓶(采用密封性良好的500mL聚乙烯瓶)7、瓶盖6、喷液管1、吸气管3和净化装置(采用针头式过滤器净化装置)5，瓶盖6与塑料瓶7瓶口配接，所述喷液管1上设有止回阀或单向阀21，喷液管1穿过瓶盖6插入塑料瓶7内，吸气管3穿过瓶盖6插入塑料瓶7顶部，所述吸气管3设有止回阀或单向阀22， 止回阀或单向阀22的入口接净化装置5，止回阀或单向阀22的出口接吸气管3。所述喷液管1具有弯头，所述气体净化装置5设有净化装置接口 4。其中，瓶盖6的外径为^mm,瓶口内径为22mm。2)本实施例中，采用聚四氟乙烯管作为喷液管1和吸气管3，内径均为4mm、外径 7mm ；喷液管1的竖直部分长200mm，喷嘴部分长70mm，弯头角度80°，喷嘴内径1mm。3)本实施例中，采用塑料隔膜式止回阀，其外壳材质为聚丙烯(PP)，隔膜为Viton 氟橡胶，两端接口尺寸与喷液管和吸气管的内径相当。4)使用时，先在瓶盖上钻两个直径与所用的聚四氟乙烯管外径一致的小孔，将一根较长的聚四氟乙烯管穿过瓶盖伸至瓶底作为喷液管1，另一根较短的吸气管2则只穿过瓶盖约5mm，如图4所示。可在聚四氟乙烯管外套一小段薄硅橡胶管9后再穿过瓶盖，以确保密封。将止回阀21的入口端接到喷液管1上，外套一小段硅橡胶管9以保证密封；止回阀21出口端再接上一段出口较细的聚四氟管即为喷液嘴。将另一个止回阀22的出口端接到吸气管上，止回阀22的入口端则接一段硅橡胶管作为净化装置接口，其上装一个针头式过滤器(滤膜孔径为0. 45 μ m)，即成为可滤除空气中微生物和尘埃等的净化装置。该实施例的洗瓶可以有效保护洗瓶内的溶液不受空气中的微生物和尘埃的污染。若需要更高的净化程度，则只需更换滤膜孔径更小的针头式过滤器即可。实施例2可吸附杂质气体的净化装置如图5和6所示，以聚丙烯塑料管为主体的净化装置由一段内径5mm的外管14和两段外径4mm、内径3mm的内管10构成，内管与外管相接，两者间夹套一层硅橡胶管9以确保密封。使用时，先将一段内管接入外管一端，塞入一定量玻璃毛于接口处，将气体吸附剂 (如4A型分子筛)填入外管至近满，再塞入一定量玻璃毛并接上另一段内管，即为可吸附杂质气体的净化装置。以注射器针筒为主体的净化装置实施时，先将一个直径与针筒内径匹配(约5mm)、孔径20 μ m的圆形聚乙烯筛板塞至针筒底部，填入气体吸附剂，再塞入另一圆形筛板，即为可吸附杂质气体的净化装置。实施例3带气体吸附功能的自净式洗瓶如图3和4所示，将实施例1中的净化装置改成实施例2中的净化装置(填充4A 型分子筛)，塑料瓶则改用规格相当的Teflon氟化聚乙丙烯(FEP)材质，选择内径与净化装置外径相当的聚四氟乙烯管作为吸气管3，喷液管1和吸气管3的制作方法同实施例1。由此制得的自净洗瓶能有效去除空气中的二氧化碳、硫化氢和二氧化硫等酸性气体，可用于盛装氢氧化钠溶液等碱性溶液。实施例4带Y型或T型三通的自净式洗瓶
如图7和8所示，利用Y型三通(图7)或T型三通(图8)将喷液管和吸气管结合成一体，则只需在瓶盖上钻一个孔，也可以直接用现有的传统挤压型洗瓶进行改装。将传统挤压型洗瓶的喷液管在适当位置截断(瓶盖上预留1 3cm)，选择内径与喷液管外径匹配的聚丙烯材质Y型(T型)三通，如图7和8所示将三通的一个接口与瓶盖上的喷液管连接，其余两个接口各装一个止回阀，使空气和溶液分别从各自的通道进出。同时，在空气的进入口安装针头式过滤器或实施例2的净化装置，在溶液喷出口上接上适当长度、内径较细的喷液管，即得到防止溶液污染的自净式洗瓶。
权利要求
1.一种自净式洗瓶，其特征在于设有塑料瓶、瓶盖、喷液管、吸气管和净化装置，瓶盖与塑料瓶瓶口配接，所述喷液管上设有止回阀或单向阀，喷液管穿过瓶盖插入塑料瓶内，吸气管穿过瓶盖插入塑料瓶顶部，所述吸气管设有止回阀或单向阀，止回阀或单向阀的入口接净化装置，止回阀或单向阀的出口接吸气管。
2.如权利要求1所述的一种自净式洗瓶，其特征在于所述喷液管设有弯头。
3.如权利要求1所述的一种自净式洗瓶，其特征在于所述气体净化装置设有净化装置接口。
4.如权利要求1所述的一种自净式洗瓶，其特征在于所述塑料瓶的容积为100 IOOOmL,瓶口直径为16 75mm，瓶盖直径为20 80mm ；所述塑料瓶为聚乙烯瓶或Tef Ion 氟化聚乙丙烯瓶。
5.如权利要求1所述的一种自净式洗瓶，其特征在于所述喷液管为聚丙烯喷液管，聚乙烯喷液管，TefIon氟化聚乙丙烯喷液管，TefIon可溶性聚四氟乙烯喷液管或Teflon聚四氟乙烯喷液管。
6.如权利要求1或5所述的一种自净式洗瓶，其特征在于所述喷液管的内径为2 6mm，外径为2. 5 10mm，喷液管总长为150 300mm，弯头角度为30° 150°，喷嘴的内径为0. 5 3mm。
7.如权利要求1所述的一种自净式洗瓶，其特征在于所述吸气管为聚丙烯吸气管，聚乙烯吸气管，TefIon氟化聚乙丙烯吸气管，TefIon可溶性聚四氟乙烯吸气管或Teflon聚四氟乙烯吸气管。
8.如权利要求1或7所述的一种自净式洗瓶，其特征在于所述吸气管的内径为2 6mm，外径为2. 5 10mm，吸气管总长为20 100mm，吸气管管口设有一个用于安装气体净化装置的接口，接口的内径为2 8mm，接口的外径为2. 5 10mm。
9.如权利要求1所述的一种自净式洗瓶，其特征在于所述气体净化装置为过滤膜净化装置或净化柱。
10.如权利要求9所述的一种自净式洗瓶，其特征在于所述过滤膜净化装置为一次性针头过滤器或可换膜的针头式过滤器。
全文摘要
一种自净式洗瓶，涉及一种洗瓶。提供一种不仅使用方便、喷流动力强，而且能有效防止来自空气的微生物、尘埃或可能导致液体变质的气体等的进入，从而保护瓶内液体不受污染的带气体净化功能的自净式洗瓶。设有塑料瓶、瓶盖、喷液管、吸气管和净化装置，瓶盖与塑料瓶瓶口配接，所述喷液管上设有止回阀或单向阀，喷液管穿过瓶盖插入塑料瓶内，吸气管穿过瓶盖插入塑料瓶顶部，所述吸气管设有止回阀或单向阀，止回阀或单向阀的入口接净化装置，止回阀或单向阀的出口接吸气管。极大地降低痕量分析和生物实验室的污染风险，适用于缺乏超净环境的实验场所，特别是野外现场。可以有效延长洗瓶内液体的使用寿命，减少资源的消耗。
文档编号B01L3/10GK102172541SQ20111004236
公开日2011年9月7日 申请日期2011年2月14日 优先权日2011年2月14日
发明者张敏, 李权龙, 袁东星, 黄勇明 申请人:厦门大学