一种可回收的硫酰氟杀毒灭虫系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种可回收的硫酰氟杀毒灭虫系统，包括具有工作箱的杀毒灭虫单元，以及向工作箱输送硫酰氟的储气罐，还包括将工作箱内的硫酰氟冷凝后输送至储气罐的冷凝回收单元，以及用于采集和测量工作箱内硫酰氟浓度的测控单元。本发明可回收的硫酰氟杀毒灭虫系统结构简单，利用PLC控制系统对硫酰氟熏蒸的起始和结束以及硫酰氟的回收过程进行控制。并且能够利用测控单元对工作箱内硫酰氟浓度的控制，包括熏蒸浓度和取放前浓度的控制，一则能够保证熏蒸效果，二则能够保证熏蒸件取用时候的安全性能。此外，利用复叠式制冷机同时达到对于水汽的清除和对硫酰氟的冷凝回收。
【专利说明】一种可回收的硫酰氟杀毒灭虫系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种杀毒灭虫系统，具体涉及一种可回收的硫酰氟杀毒灭虫系统，用于对博物馆文物进行杀毒灭虫无害化处理。
【背景技术】
[0002]文物藏品熏蒸的主要目的是杀死微生物和害虫。因为藏品文物中的有机质成分为微生物和害虫的生长、生理代谢等活动提供了大量丰富的养料和养分，因此微生物和害虫对文物造成的危害程度是极为严重的问题。微生物通过其分解出的酶发生作用，分解有机质文物中蛋白质，同时代谢过程中产生的分泌物，又严重地造成文物藏品表面的污染。
[0003]硫酰氟是一种高效优良的广谱杀虫熏蒸剂，它无色、无嗅、不燃、无腐蚀，不会产生异味，具有渗透力强、速度快、用量低等特点，可用于建筑物白蚁(干木白蚁和台湾白蚁)、木头蛀虫(蠹虫)等各种室内越冬害虫的防治，以及仓库、货船、集装箱等的消毒杀虫，尤其在国外，硫酰氟已广泛用于建筑物熏蒸，包括博物馆、历史遗迹、珍贵图书馆、政府档案、科学和医学研宄实验室及食品处理设施。
[0004]虽然硫酰氟的ODP为零，但是它的GWP数值较大，直接排放会加剧温室效应等等。因而选用硫酰氟回收利用的设计不但能够达到硫酰氟的再利用，也能够避免它对于环境的破坏和对温室效应的加剧。另外，避免了毒性对于人的不良作用。
[0005]硫酰氟的熔点在_137°C，沸点为_55°C，复叠式制冷机可以达到_70°C的温度从而达到对于硫酰氟的液化回收。同样可以利用复叠式制冷机的效果，在-40°C温度来进行水汽的消除工作。
[0006]此外，硫酰氟为有毒化学物质，直接操控容易让工作人员造成直接皮肤接触，这对操作员身体有损害，因此可控化的发展就是非常必要的方向。目前市场上价位合适的硫酰氟浓度测量仪，变送器都存在的工作温度区间需要大于等于-20°C的问题。
【发明内容】
[0007]为了克服现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种可回收的硫酰氟杀毒灭虫系统，
[0008]本发明解决问题的技术方案为:一种可回收的硫酰氟杀毒灭虫系统，包括具有工作箱的杀毒灭虫单元，以及向工作箱输送硫酰氟的储气罐，还包括将工作箱内的硫酰氟冷凝后输送至储气罐的冷凝回收单元，以及用于采集和测量工作箱内硫酰氟浓度的测控单
J L.ο
[0009]所述工作箱的顶部设有可开启的箱盖，箱盖边缘固定有密封圈，保证工作箱在工作状态时的密封性和安全性，所述密封圈可以采用橡胶垫圈。
[0010]所述储气罐内储存有高压的硫酰氟气体，储气罐中的硫酰氟通过管道输送至工作箱内对文物藏品进行熏蒸，同时在熏蒸前测控单元对工作箱内的硫酰氟进行浓度测量，硫酰氟在一定浓度下杀毒灭虫效果好。
[0011]对文物藏品进行熏蒸后工作箱内的硫酰氟还有部分剩余，冷凝回收单元对工作箱内的硫酰氟进行冷凝液化，便于回收到储气罐进行二次利用，而且在打开工作箱更换文物藏品时，工作箱内的硫酰氟浓度已降到很低，既不会对环境造成污染也不会对更换文物藏品的人员造成伤害。
[0012]测控单元一方面时测量工作箱内熏蒸前的硫酰氟浓度，另一方面是测量打开工作箱前的硫酰氟浓度，确保安全。
[0013]作为优选，所述冷凝回收单元包括安装在工作箱外壁的复叠式制冷机，以及一端连接在工作箱底部另一端连接至储气罐的冷凝回流管，所述冷凝回流管上安装有将液态硫酰氟转化为气态的转换器，所述工作箱内设置有第一温度传感器。
[0014]所述复叠式制冷机为现有的设备，可以达到_70°C的低温，可以将工作箱内的硫酰氟液化。液化后的硫酰氟通过冷凝回流管回收到储气罐，冷凝后的硫酰氟量较少，很难直接将液态硫酰氟充入储气罐，所以冷凝回收罐上设有将硫酰氟汽化的转换器，所述转换器用于将液态硫酰氟汽化变成气体再充入储气罐。
[0015]硫酰氟的纯度对文物藏品的熏蒸有较大影响，所以有必要对回收前的硫酰氟进行纯化，影响纯度的因素主要是打开工作箱更换文物藏品时带入工作箱内的水蒸气，根据现有技术对于水蒸气的除去有一定难度。
[0016]作为优选，所述工作箱底部安装有水汽储存罐，水汽储存罐与工作箱之间通过水汽回收管连接，水汽回收管上安装有连通阀。
[0017]所述复叠式制冷机具有多制程，可以达到不同的低温，基于硫酰氟的特点，硫酰氟的沸点为_55°C，发明人发现了一种既可以除去水蒸气又不影响硫酰氟回收的方法。控制所述复叠式制冷机使工作箱达到0°C?-50°C，可以使水蒸气液化，而硫酰氟的沸点为-55°C所以仍然处于气态。考虑到冷凝水蒸气的效率和复叠式制冷机的工作特点，优选回收水蒸气的温度为_20°C?-45°C，_40°C为最优。水汽储存罐处于工作箱的低位，水蒸气液化后可自行从工作箱通过水汽回收管流入水汽储存罐内。
[0018]在实际操作步骤中，回收水蒸气的步骤早于回收硫酰氟。
[0019]水汽回收管上安装的连通阀是为了避免水汽回收管内的水蒸发再次返回工作箱。但是在水蒸气回收结束后，会有少量水残留在水汽回收管内并结冰使连通阀无法关闭。
[0020]作为优选，所述水汽回收管外壁靠近连通阀的位置固定有加热套。
[0021]作为进一步优选，所述冷凝回流管上靠近储气罐的位置安装有干燥过滤器。所述干燥过滤器用于除水汽进一步确保硫酰氟的纯度。
[0022]上文提到将冷凝后的膨胀阀再次转化为气态更容易充入储气罐内，作为转换器的优选方式，所述转换器为安装在冷凝回流管上的膨胀阀。
[0023]所述膨胀阀有一个缺点，对硫酰氟的汽化效果不够理想。
[0024]作为转换器的另一种优选方式，所述转换器包括安装在冷凝回流管上的暂存罐，设置在暂存罐外壁将液态硫酰氟加热汽化的第一加热器，以及将汽化后的硫酰氟抽至储气罐的充气泵；所述冷凝回流管上安装有防止硫酰氟返回工作箱的单向阀。
[0025]所述暂存罐和充气泵均与冷凝回流管连通。
[0026]对工作箱内的硫酰氟进行冷凝回收后，还需要测量工作箱内硫酰氟的浓度，而此时工作箱内的温度在-70°C左右，现有测量硫酰氟浓度的变送器的工作温度必须在-20°C以上，所以发明人采用了一个独立的测控箱采集并测量工作箱内硫酰氟的浓度。
[0027]作为优选，所述测控单元包括:
[0028]测控箱；
[0029]采集管，用于连通工作箱和测控箱；
[0030]电磁连通阀，安装在采集管上；
[0031]第二温度传感器，设置在测控箱内；
[0032]变送器，设置在测控箱内，用于测量测控箱内硫酰氟浓度并将硫酰氟浓度信息转化为电信号。
[0033]电磁连通阀打开后，工作箱内的气体进入测控箱，使得测控箱内硫酰氟浓度同工作箱内相同，测量测控箱内硫酰氟浓度等于是即测量了工作箱内硫酰氟浓度。
[0034]对工作箱内的硫酰氟进行冷凝时，连通工作箱和测控箱的电磁连通阀处于关闭状态，测控箱内的温度不受影响，但是冷凝结束后工作箱内的低温气体进入测控箱，变送器仍然可能因为不能耐受低温而停止工作。
[0035]作为优选，所述测控单元还包括对测控箱内的硫酰氟进行加热的第二加热器。
[0036]所述第二加热器用于确保变送器在正常温度范围内工作，测控箱内的第二温度传感器用于监测测控箱内的温度。
[0037]作为优选，所述第二加热器设置在测控箱外壁。
[0038]作为优选，所述第二加热器设置在变送器外围。
[0039]为了进一步隔绝测控箱与工作箱之间的温度传递，优选地，所述采集管由绝热材料制成。
[0040]作为进一步优选，所述连接管为玻璃导管或者橡胶管。
[0041]储气罐上还设有压力表，通过观测压力表可以了解储气罐内硫酰氟的情况。连接储气罐和工作箱的管道上安装有截止阀和电磁泄压阀。电磁减压阀控制硫酰氟的流通速度，达到初步控制硫酰氟浓度的目的，截止阀用于保证在停止工况时不漏气。储气罐上具有排气口和回充口两个阀门管道接口，用于硫酰氟输出和硫酰氟的回充。
[0042]为了实现对本发明的可回收的硫酰氟杀毒灭虫系统进行自动化控制，进一步优选地，本发明的可回收的硫酰氟杀毒灭虫系统还配置有PLC控制系统，所述PLC控制系统用于接收温度传感器和变送器等的数据，并控制各个阀门的开闭以及设备的启动和停止。
[0043]本发明的可回收的硫酰氟杀毒灭虫系统结构简单。除取用文物之外，可以自动化控制硫酰氟熏蒸的起始和结束以及硫酰氟的回收过程。并且能够利用硫酰氟变送器的作用，来达到对硫酰氟浓度的控制，包括熏蒸浓度和取放是的安全浓度的控制。一则能够保证熏蒸效果，二则能够保证熏蒸件取用时候的安全性能。此外，利用复叠式制冷机达到对于水汽的清除和对硫酰氟的冷凝回收，并利用PLC对整体系统进行自动化控制。
[0044]本发明的可回收硫酰氟杀毒灭虫系统可以实现:
[0045]1.精确自动控制硫酰氟熏蒸的工作时间和工作浓度；
[0046]2.硫酰氟的回收和回收后的纯化处理，可以达成二次利用；
[0047]3.确保系统取放期间硫酰氟泄漏量不会造成危害；
[0048]4.全程可控，传感器和控制器一体化。
【专利附图】
【附图说明】
[0049]图1为本发明的可回收硫酰氟杀毒灭虫系统示意图。
【具体实施方式】
[0050]下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
[0051]如图1所示，一种可回收硫酰氟杀毒灭虫系统包括储气罐1、工作箱2和测控箱3。
[0052]储气罐I用于储存气态的硫酰氟，储气罐I设有压力表101，可以通过压力表101了解储气罐I内硫酰氟的剩余量。储气罐I通过输气管102与工作箱2连通。输气管101上沿气流方向依次设有截止阀103和电磁减压阀104。
[0053]工作箱2通过采集管201与测控箱3连通。采集管201上安装有电磁连通阀202。当电磁连通阀202两侧压力平衡时，电磁连通阀202自动关闭。工作箱2安装有第一温度传感器203，用于测量工作箱2内的温度。工作箱2的顶部设有可开启的箱盖(图中未示出)，箱盖边缘固定有橡胶垫圈(图中未示出)。
[0054]测控箱3内设有变送器301，变送器301用于测量硫酰氟并将浓度信息转换为电信号。测控箱3内还设有第二温度传感器302。测控箱3的外壁安装有第二加热器303。
[0055]复叠式制冷机4包括高温蒸发器401和低温蒸发器402，复叠式制冷机4的其他组件省略，其中高温蒸发器401和低温蒸发器402均固定在工作箱2的底部与工作箱2相接触。
[0056]工作箱2底部设有与工作箱2内部连通的水汽储存罐5，水汽储存罐5通过水汽回收管501连接至工作箱2底部。水汽回收管501上装有连通阀502，水汽回收管501外围套设有加热套503，加热套503靠近连通阀502。
[0057]工作箱2底部设有连通工作箱2和储气罐I的冷凝回收管6。冷凝回收管6两端分别连接在工作箱2底部和工作箱2底部。冷凝回收管6上沿硫酰氟回收时的流动方向依次安装有单向阀601、暂存罐602、干燥过滤器603和充气泵604。其中暂存罐602处于最低位，暂存罐602的外壁设有第一加热器605。
[0058]本发明的可回收的硫酰氟杀毒灭虫系统还配置有PLC控制系统，电磁减压阀104、第一温度传感器203、电磁连通阀202、第二温度传感器302、变送器301、第二加热器303和第一加热器605均受PLC控制系统7控制。
[0059]下面结合附图，对本发明的工作过程和原理进行说明。
[0060]首先打开工作箱2的箱盖，放置好需要熏蒸的文物藏品，关闭工作箱2并确保工作箱2密封。
[0061]检查储气罐的密闭性，观察压力表101的读数是否在正常范围内，确认安全后打开截止阀102。开启PLC系统进行工作，PLC系统自动打开电磁减压阀104，硫酰氟通过输气管101进入工作箱2内，达到预设时间，PLC控制系统自动关闭电磁减压阀104。
[0062]关闭电磁减压阀104的同时打开电磁连通阀202，工作箱2内的硫酰氟进入到测控箱3，一定时间后工作箱2和测控箱3内的压力达到平衡，电磁连通阀202关闭，此时工作箱2内和测控箱3内的硫酰氟浓度相同，开启变送器301，对硫酰氟的浓度进行测量，并将硫酰氟的浓度数据转化为电信号传送到PLC控制系统与预设值比对，若硫酰氟的浓度未达到预设值则继续打开电磁减压阀104向工作箱2内充注硫酰氟，直到硫酰氟的浓度满足熏蒸要求。硫酰氟浓度满足要求后，电磁减压阀104和电磁连通阀202均关闭，熏蒸开始计时。
[0063]熏蒸完毕后，打开复叠式制冷机对工作箱2内的硫酰氟进行纯化和回收。
[0064]纯化:叠式制冷机的高温蒸发器401将温度降低到_40°C左右，工作箱2内水蒸气冷凝液化成水并通过水汽回收管501收集到水汽储存罐5中。水汽收集完毕后，水汽回收管501上的加热套503可以防止水体凝固堵塞管道，也可以避免水体凝固后影响连通阀502的开闭。
[0065]回收:叠式制冷机的低温蒸发器402将温度降低到_70°C左右，工作箱2内的硫酰氟开始冷凝液化，并通过冷凝回收管6收集到暂存罐602内，一定时间后PLC控制系统打开电磁连通阀202，由于此时工作箱2内气体温度极低，会影响变送器301正常工作，所以打开电磁连通阀202的同时，第二加热器303也打开，以确保测控箱3内温度在-20摄氏度以上。PLC控制系统通过第二温度传感器302监测测控箱3内温度，当温度高于_20°C时PLC控制系统会关闭第二加热器303，当温度低于-20°C时PLC控制系统会再次开启第二加热器303。若变送器301测量得到的硫酰氟浓度高于设定值，则需要继续进行冷凝回收，直到工作箱2内硫酰氟符合安全标准浓度。工作箱2内硫酰氟符合安全标准浓度后，关闭复叠式制冷机4，关闭单向阀601并开启第一加热器605，暂存罐602内的硫酰氟汽化变成气态，并通过充气泵604充注到储气罐I内。
[0066]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种可回收的硫酰氟杀毒灭虫系统，包括具有工作箱的杀毒灭虫单元，以及向工作箱输送硫酰氟的储气罐，其特征在于:还包括将工作箱内的硫酰氟冷凝后输送至储气罐的冷凝回收单元，以及用于采集和测量工作箱内硫酰氟浓度的测控单元。
2.如权利要求1所述的可回收的硫酰氟杀毒灭虫系统，其特征在于，所述冷凝回收单元包括复叠式制冷机，以及一端连接在工作箱底部另一端连接至储气罐的冷凝回流管，所述冷凝回流管上安装有将液态硫酰氟转化为气态的转换器，所述工作箱内设置有第一温度传感器；其中复叠式制冷机的蒸发器固定在工作箱的底部。
3.如权利要求1或2所述的可回收的硫酰氟杀毒灭虫系统，其特征在于，所述工作箱底部安装有水汽储存罐，水汽储存罐与工作箱之间通过水汽回收管连接，水汽回收管上安装有连通阀。
4.如权利要求3所述的可回收的硫酰氟杀毒灭虫系统，其特征在于，所述水汽回收管外壁靠近连通阀的位置固定有加热套。
5.如权利要求2所述的可回收的硫酰氟杀毒灭虫系统，其特征在于，所述转换器为安装在冷凝回流管上的膨胀阀。
6.如权利要求2所述的可回收的硫酰氟杀毒灭虫系统，其特征在于，所述转换器包括安装在冷凝回流管上的暂存罐，设置在暂存罐外壁将液态硫酰氟加热汽化的第一加热器，以及将汽化后的硫酰氟抽至储气罐的充气泵；所述冷凝回流管上安装有防止硫酰氟返回工作箱的单向阀。
7.如权利要求2所述的可回收的硫酰氟杀毒灭虫系统，其特征在于，所述冷凝回流管上靠近储气罐的位置安装有干燥过滤器。
8.如权利要求1所述的可回收的硫酰氟杀毒灭虫系统，其特征在于，所述测控单元包括: 测控箱； 采集管，用于连通工作箱和测控箱； 电磁连通阀，安装在采集管上； 第二温度传感器，设置在测控箱内； 变送器，设置在测控箱内，用于测量测控箱内硫酰氟浓度并将硫酰氟浓度信息转化为电信号。
9.如权利要求8所述的可回收的硫酰氟杀毒灭虫系统，其特征在于，所述测控单元还包括对测控箱内的硫酰氟进行加热的第二加热器。
10.如权利要求9所述的可回收的硫酰氟杀毒灭虫系统，其特征在于，所述第二加热器设置在测控箱外壁。
【文档编号】A01M1/20GK104430267SQ201410639925
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月13日 优先权日:2014年11月13日
【发明者】张邵志, 黄根生, 卢衡, 陈光明 申请人:浙江大学