具有集成式漏斗、液位感测管、排液阀的酸纯化器的制造方法_3

文档序号:9497604阅读:来源:国知局
示例中,所述支撑管下端连接有绕管器,所述支撑管内的PTFE毛细管穿过支撑管内孔出来,并在绕管器上缠绕一周后又经支撑管的孔进入支撑管,然后沿着支撑管向上延伸,最后从支撑管的孔并通过待纯化酸容器的器壁上的连接孔延伸到待纯化酸容器夕卜,其中热电偶头部分处于所述PTFE毛细管被缠绕的一周内,且热电偶头部分与PTFE毛细管接触。
[0083]在一个示例中,所述两条热电偶导线可以对向接触成看似一条导线,对向接触部分成为热电偶头。
[0084]图4(a)和(b)分别示出了根据本发明一个实施例的热电偶型温度传感器装置400的立体图和剖面图。
[0085]标号441指示例如进入支撑管410的热电偶传导线部分,其外部套有PTFE(聚四氟乙烯)毛细管。PTFE材料可耐受250度高温和强酸强碱腐蚀,相当于给热电偶穿上了一层保护膜,起到了防腐蚀的作用。这里PTFE材料可以被其他耐高温和强酸强碱腐蚀的材料代替。
[0086]然后热电偶传导线沿着支撑管410向下延伸,从支撑管410上的接近绕管壁420处的出口(未示出)伸出,然后在绕管器420上缠绕一周后又经支撑管410上的入口(未示出)进入支撑管410,然后沿支撑管410向上延伸,最后从支撑管420上部出口(未示出)伸出,然后从支撑管420伸出的部分442通过纯化器壁上的连接孔伸出纯化器外。热电偶感应头450位于所述PTFE毛细管缠绕在绕管壁420的一周内,例如如图所示处于绕管壁420的正下方处,以与酸液接触。通过绕管器圆形的回转方式,能够避免直接对折引起的PTFE毛细管容易破裂的问题。
[0087]为了使得热电偶感应头感测的温度为酸液的温度,进行热电偶导线和PTFE毛细管的直径设计,使得热电偶导线与PTFE毛细管紧密接触,例如,PTFE毛细管与热电偶导线之间的直径差小于2mm,优选小于1mm,更优选地小于0.5mm。
[0088]图5示出了根据本发明另一实施例的热电偶型温度传感器500的立体示意图。
[0089]如图5所示,在热电偶导线(两条)510外包裹着PTFE包裹层520。热电偶感应头即热电偶探头530所直接接触的介质温度应该等于或者基本等于酸液的温度,为此,应使得热电偶感应头紧密接触PTFE包裹层,PTFE包裹层直接接触酸液,可以认为PTFE包裹层的温度等于酸液的温度。为保证此热电偶感应头和PTFE包裹层的紧密接触,在图5所示的示例中,在热电偶感应头即探头的位置采用热压方法使探头与PTFE壁完美结合。进一步地,为杜绝外界冷空气进入而造成干扰,在导线上设计了多个密封点540,也采用热压方法密封。
[0090]热电偶传导线为例如毛细热电偶传导线,例如外径约0.8mm,热电偶表面包裹壁厚约例如0.5mm的PTFE包裹层。PTFE材料可耐受250度高温和强酸强碱腐蚀,相当于给热电偶穿上了一层保护膜,起到了防腐蚀的作用。并且探头位置通过热压方法与薄壁充分结合,测温更准确、更快速。
[0091]三、实施例3:冷凝器、半导体冷却器、纯酸临时收集装置和加热器
[0092]如前所述,传统的纯化器采用空气冷却或者自来水冷却方式。这两种方式均没有温度指示冷却效果;而且这两种方式容易受空气温度和自来水温度条件影响,一旦气温或水温上升,冷却效果将受影响;另外自来水冷却的方式,还有因停水而造成无法冷却的风险。
[0093]根据本发明实施例的冷凝器包括Peltier半导体冷却器、冷凝器主体、制冷剂温度传感器,其中Peltier半导体冷却器中冷却过的“冷水”,通过水栗的压力进入冷凝器主体对与冷凝器主体外壳接触的酸蒸汽进行冷却,“热水”再通过水栗进入Peltier半导体冷却器中冷却,周而复始,循环工作,
[0094]制冷剂温度传感器测量Peltier半导体冷却器中制冷剂的温度。
[0095]图6示出了根据本发明实施例的冷凝器主体600的结构示例。
[0096]冷凝器主体600包括盖子部分610、中间体620、隔膜630、挡板640。
[0097]盖子部分610与中间体620之间以密封圈650密封。盖子部分610例如为PVDF材质,密封圈650例如为硅胶密封圈。标号660指示用于固定盖子的螺丝孔,标号670指示冷却水入口。
[0098]所述冷凝器主体600的底部为厚度小于预定阈值的隔膜630,隔膜与热酸蒸汽(由例如图1所示的加热器2加热待纯化酸溶液得到)接触,对热酸蒸汽进行冷却,冷凝后的纯化酸通过引流管进入纯化酸液收集瓶(例如图1所示的标号3指示的)。
[0099]冷凝器主体中部被挡板640分为两部分,以引导水流方向,使内部温度更均匀。
[0100]在Peltier半导体冷却器(图6中未示出)和冷凝器主体600之间的管路上,制冷剂温度传感器(图6中未示出)一一例如毛细管式热电偶一一被插进管路,并且插入口被进行了密封处理,保证不会有制冷剂渗出。这样的设计可保证热电偶检测的是制冷剂的实际温度,而不是管路外壁温度。毛细管式热电偶直径例如约1.0_,便于弯曲。
[0101]针对酸纯化器长期在高腐蚀性环境下工作,Peltier半导体冷却器很容易被酸气腐蚀的问题,在一个示例中,将半导体冷却器放置在通风橱外(注意,纯化器的主体通常放置在通风橱内),由此避免了与酸气的接触。在一个示例中,冷凝器主体(也可称之为换热器)采用PTFE材质,被半导体制冷器冷却过的制冷剂与酸蒸汽在冷凝器主体的底部隔膜630两侧进行热量交换,交换后的制冷剂被栗抽进冷却器重新冷却,周而复始地进行此过程。
[0102]被冷凝器冷凝后的纯酸液体一般被短暂收集然后引流到收集瓶中。
[0103]图7(a)和(b)示出了根据本发明实施例的纯酸临时收集装置700的结构示意图和础面图。
[0104]酸蒸汽通过纯酸临时收集装置(或称之为收集瓶)700上的上升口 710上升到冷凝器主体的隔膜之后被冷却,冷凝后的纯酸液体从隔膜顺着收集器的桶壁回流或者直接滴下到收集盘720上。收集盘720的上表面被设计为呈倾斜状,使得纯酸液体在重力作用下汇集在引流口 730,通过引流管进入收集瓶。
[0105]下面描述根据本发明实施例的用于加热待纯化酸的加热器。
[0106]如前所述,现有技术的纯化器采用红外灯或电阻丝来作为热源,是明火,易引燃周围的易燃气体;而且一旦温度控制器失效,红外灯或电阻丝将继续加热,造成仪器烧毁甚至实验室火灾的巨大风险。
[0107]根据本发明一个实施例的纯化器采用PTC加热器,由于PTC (PositiveTemperature Coefficient),即正温度系数效应,电流通过元件后引起温度升高,即发热体的温度上升,一旦超过一定的温度(居里温度)时,它的电阻值随着温度的升高几乎是呈阶跃式的增高,从而限制电流增加,于是电流的下降导致元件温度降低。而温度的降低又会使电阻值的减小,从而电路电流增加,元件温度升高。周而复始,使温度保持在特定范围。PTC加热器发热时不发红,无明火,不易燃烧。即使温度控制器失效,PTC加热器也不会继续加热超过居里温度,不会产生燃烧危险。
[0108]根据本发明优选实施例,针对酸纯化器长期在高腐蚀性环境下工作,PTC加热器很容易被酸气腐蚀的问题,对加热器进行了特殊的设计,包括下列中任一项,但不限于这些,可以进行其他的设计:
[0109](l)PTC加热器自身做了 PTFE表面喷涂,可有效抵抗酸液酸气腐蚀;
[0110](2
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