本实用新型涉及超临界二氧化碳流体清洗技术，尤其涉及一种超临界二氧化碳清洗设备。
背景技术：
超临界流体技术因为其操作简单、无污染、选择性好等特点，普遍应用于食品产业、医药制药、日用工业、烟草、石油、农林产业、环保等方面。超临界二氧化碳流体技术是新型实用的环保清洗技术，它有着较大的密度、渗透性强以及良好的传质能力、粘度和表面张力较低。
但是目前的超临界二氧化碳清洗设备存在部分缺陷，在结构上，其结构复杂，气路连接繁琐且进行清洗时的运行效率不高，尤其是在更换待清晰物时清洗结构装配耗时；在清洗工艺上，在待清洗物与超临界二氧化碳反应后取出二氧化碳时，因受外界温度以及气压影响，超临界二氧化碳的物理性质从超临界流体状态转化为气态，使得其溶解度下降，原本溶解的部分污垢会重新附着在待清洗物上，降低了清洗的洁净程度。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种超临界二氧化碳清洗设备，包括清洗机构、加热机构、冷却机构、压力供应机构、二氧化碳供应机构、收集机构、单向阀、节流阀、第一控制装置以及第二控制装置；
所述二氧化碳供应机构与所述冷却机构气路连接，所述冷却机构与所述压力供应机构气路连接，所述压力供应机构通过所述单向阀与所述清洗机构气路连接；所述加热机构用于加热所述清洗机构与所述压力供应机构之间的气路；所述清洗机构通过所述节流阀与所述收集机构相连接；所述第一控制装置与所述压力供应机构以及所述冷却机构电连接，所述第二控制装置与所述加热机构电连接，所述第二控制机构与所述清洗机构电连接。
作为进一步改进，所述冷却机构包括制冷器和第一风扇；其中，所述第一风扇用于将气流传递至所述制冷器；所述压力供应机构包括高压泵、高压泵驱动电机、高压泵转速控制器以及气压检测器；其中，所述高压泵驱动电机与所述高压泵相连接；所述高压泵转速控制器控制所述高压泵驱动电机的工作转速；所述气压检测器与所述高压泵的输出管道相连接，用于检测所述高压泵的输出气压；所述第一控制装置包括第一控制器和第一操作屏，其中，所述第一控制器分别与所述高压泵驱动电机、所述气压检测器、所述高压泵转速控制器、所述第一操作屏电连接。
作为进一步改进，所述加热机构包括第二风扇、第一连接管道、加热管道、第一连接件以及加热电阻，其中，所述第一连接管道第一端与所述加热管道第一端通过所述第一连接件相连接；所述第二风扇将气流传递至所述第一连接管道的第二端，所述加热电阻设于所述加热管道内；所述第二控制机构包括温度调节器以及温度传感器，其中，所述温度传感器设于靠近所述加热管道处，所述温度调节器分别与所述第二风扇、所述加热电阻电连接以及所述温度传感器电连接。
作为进一步改进，所述第一连接管为锥形管，其中，所述第一连接管第二端半径大于所述第一连接管第一端半径；
所述加热管道开有出风口，所述出风口正对着所述清洗机构与所述压力供应机构之间的气路的部分；其中，与所述出风口正对的气路的部分为螺旋结构。
作为进一步改进，所述清洗机构包括清洗釜、清洗釜进气阀以及清洗釜出气阀；其中，所述清洗釜包括釜盖、筒体以及封头；所述筒体一端与所述封头同轴设置并连接；所述清洗釜进气阀用于所述压力供应机构供应的气体引入所述清洗釜，所述清洗釜出气阀设于所述封头上；
所述筒体另一端包括快拆部以及承载部，所述快拆部与所述承载部沿同轴设置并连接，所述快拆部包括若干限位块，所述限位块沿所述快拆部径向方向朝内延伸；所述釜盖包括若干限位槽，所述限位槽所述限位块相匹配，所述釜盖通过所述快拆部的限位块设于所述承载部上。
作为进一步改进，所述清洗机构进一步包括第一调节开关、第二调节开关以及流量计，其中，所述节流阀与所述流量计相连接，所述流量计与所述清洗釜出气阀相连接，用于检测所述清洗釜出气阀的流量；所述第一调节开关、所述第二调节开关分别与所述节流阀相连接，用于调节所述节流阀。
作为进一步改进，所述封头为圆形，所述封头的弧形边缘设于所述筒体外。
作为进一步改进，所述第一调节开关为流速粗调节开关，所述第二调节开关为流速精调节开关。
与现有技术相比，本设备的有益效果为，在清洗釜的筒体上，设计快拆结构使得与其与釜盖在装配过程中效率提高，加快了待清洗物的更换效率。
压力供应机构与清洗机构的气路连接管道采用螺旋结构，在供热机构对该部分管路加热时，增大了该部分的受热面积以及受热时间，缩小了气路以及供热装置占用整体设备空间的同时，也使得该气路部分内的气路可以充分受热，稳定了二氧化碳的超临界流体状态；整体结构简单轻便、功能易行。
附图说明
图1为本实用新型第一实施例中冷却机构与压力供应机构的结构示意图。
图2为本实用新型第一实施例沿的整体结构的轴测图。
图3为本实用新型第一实施例中加热机构与清洗构的剖视轴测图一。
图4为本实用新型第一实施例中加热机构与清洗构的剖视轴测图二。
图5为本实用新型第一实施例中加热机构的结构示意图。
图6为本实用新型第一实施例中筒体的结构示意图。
图7为本实用新型第一实施例中釜盖的结构示意图。
图8为本实用新型第二实施例方法的流程示意图。
元件符号说明
清洗机构1
清洗釜110
釜盖111
限位槽111A
筒体112
快拆部1121
限位块1121A
承载部1122
封头113
清洗釜进气阀120
清洗釜出气阀130
第一调节开关140
第二调节开关150
流量计160
加热机构2
第二风扇210
第一连接管道220
加热管道230
出风口231
第一连接件240
冷却机构3
制冷器310
第一风扇320
压力供应机构4
高压泵410
高压泵驱动电机420
高压泵转速控制器430
气压检测器440
第一控制装置5
第一控制器510
第一操作屏520
第二控制装置6
温度调节器610
温度传感器620
流量显示器630
具体实施方式
为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1-图7，本实用新型第一种实施例提供一种超临界二氧化碳清洗设备，包括清洗机构1、加热机构2、冷却机构3、压力供应机构4、二氧化碳供应机构、收集机构、单向阀、节流阀、第一控制装置5以及第二控制装置6；二氧化碳供应机构与冷却机构3气路连接，冷却机构3与压力供应机构4气路连接，压力供应机构4通过单向阀与清洗机构1气路连接；加热机构2用于加热清洗机构1与压力供应机构4之间的气路；清洗机构1通过节流阀与收集机构相连接；第一控制装置5与压力供应机构4以及冷却机构3电连接，第二控制装置6与加热机构2电连接，第二控制机构与清洗机构1电连接。
二氧化碳供应机构可为二氧化碳气罐。
冷却机构3包括制冷器310和第一风扇320；其中，第一风扇320与制冷器310相连接，第一风扇320用于将气流传递至制冷器310；压力供应机构4 包括高压泵410、高压泵驱动电机420、高压泵转速控制器430以及气压检测器 440；其中，高压泵驱动电机420的驱动轮与高压泵410的驱动轮采用皮带连接；高压泵转速控制器430控制高压泵驱动电机420的工作转速，具体的，高压泵 410优选为输出压力高、噪音小并具有气流流速调节能力的柱塞泵，高压泵410 进一步包括转速检测轮，转速检测轮开有一豁口，高压泵转速控制器430为光电开关，光电开关通过检测豁口的对光电开关发射的光束的遮挡或反射进行检测；气压检测器440与高压泵410的输出管道相连接，用于检测高压泵410的输出气压；第一控制装置5包括第一控制器510和第一操作屏520，其中，第一控制器510分别与高压泵驱动电机420、气压检测器440、高压泵转速控制器 430、第一操作屏520电连接。
在二氧化碳转为超临界流体的的过程中，气压与温度为重要因素，尤其是气压因素，本实用新型的清洗工艺过程中应用到了动态清洗，需要清洗釜进气阀120的气体流量与清洗釜进气阀130的气体流量相一致从而稳定清洗釜110 内部的压力波动，防止因压力过小无法高效进行动态清洗，也防止因压力过高对清洗釜110造成物理结构的损害。
加热机构2包括第二风扇210、第一连接管道220、加热管道230(T形)、第一连接件240以及加热电阻，其中，第一连接管道220第一端与加热管道230 第一端通过第一连接件240相连接；第二风扇210与第一管道的第二端相连接 (第二端为相对于第一端的另一端)，第二风扇210将气流传递至第一连接管道220的第二端，加热电阻设于加热管道230内；第二控制机构包括温度调节器610以及温度传感器620，其中，温度传感器620设于靠近加热管道230处，温度调节器610分别与第二风扇210、加热电阻电连接以及温度传感器620电连接。
在本实施例中，加热管道230为T形加热管道230包括相互垂直的第一管部、第二管部，第二管部与第一连接管的第一端通过在本实施例中优选为卡箍的第一连接件240连接，实现可拆卸的连接关系。第二管部位于清洗机构1与压力供应机构4之间的气路下方，第二管部正对清洗机构1与压力供应机构4 之间的气路的部分开有出风口231，使加热管道230传输的热气流和清洗机构1 与压力供应机构4之间的管路可充分加热，并且为了进一步扩大其加热面积，其中，与出风口231正对的气路的部分为螺旋结构，温度传感器620的探针设于螺旋机构上方；作为优选的，第一连接管为锥形管，其中，第一连接管第二端半径大于第一连接管第一端半径，通过锥形管的物理结构增强第二风扇210 传递过来的气流流速，从气流流速的方面加强加热机构2的加热效率。
清洗机构1包括清洗釜110、清洗釜进气阀120以及清洗釜进气阀130；其中，清洗釜110包括釜盖111、筒体112以及封头113；筒体112一端与封头 113同轴设置并连接；清洗釜进气阀120用于压力供应机构4供应的气体引入清洗釜110，清洗釜进气阀130设于封头113上；釜盖111上设有把手，方便抓取釜盖111。筒体112另一端包括快拆部1121以及承载部1122，快拆部1121 与承载部1122沿同轴设置并连接，快拆部1121包括若干快拆部1121A，快拆部1121A均匀分布于快拆部1121上，快拆部1121A沿快拆部1121径向方向朝内延伸；釜盖111包括若干限位槽111A，限位槽111A快拆部1121A相匹配，釜盖111通过快拆部1121的快拆部1121A设于承载部1122上。
清洗釜110是放置待清洗物的单元，待清洗物的替换速度直接影响了整个超临界二氧化碳清洗设备的清洗效率，本实施例中的釜盖111快拆部1121A结构与筒体112的限位槽111A结构，提高了清洗釜110内待清洗物的替换效率进而提高了整个清洗设备的工作效率。
清洗机构1进一步包括第一调节开关140、第二调节开关150以及流量计 160，其中，节流阀与流量计160相连接，流量计160与清洗釜进气阀130相连接，用于检测清洗釜进气阀130的流量；第一调节开关140、第二调节开关150 分别与节流阀相连接，用于调节节流阀进而调节清洗釜进气阀130的气体流量，使其气体流量与清洗釜进气阀120的气体流量保持相对平衡的状态，具体的，第二控制装置6进一步包括流量显示器630，流量计160与流量显示器630电连接，第一控制器510与流量显示器630电连接，用于显示清洗釜进气阀120 流量以及清洗釜进气阀130流量，方便调节。其中，清洗釜进气阀120流量可以通过高压泵410的工作速度等反推出来。
封头113为圆形，封头113的弧形边缘设于筒体112外。封头113优选为椭圆形结构，从薄膜应力来分析椭圆结构，沿着经线的应力是变化的，在顶点处的应力最大，在赤道上有周向压应力，在封头113制作材质不变的情况下增强封头113的强度，提高清洗釜110的可承受压力。
第一调节开关140为流速粗调节开关，第二调节开关150为流速精调节开关。
粗调节开关的调节单位精调节开关的10倍，精调节开关的刻度间隔为1，方便精确调节清洗釜进气阀130的流速。
请参阅图8，图8为本实用新型的第二种实施例，提供一种超临界二氧化碳清洗方法，包括以下步骤，
S10，运行加热机构2，对清洗机构1与压力供应机构4之间的气路进行预热，使该气路的温度达到超临界二氧化碳的温度条件。
清洗机构1与压力供应机构4之间的气路进行预热，减少了气态二氧化碳在清洗机构1与压力供应机构4之间的气路进行加热的时间，提升了整体设备的运行效率。
S20，开启二氧化碳供应机构，以供应气态二氧化碳在开启二氧化碳供应机构的同时运行冷却机构3，用于降温气态二氧化碳。
降温气态二氧化碳，热胀冷缩，二氧化碳体积变小，高压泵410一次能运送的二氧化碳就多，提高了压泵运输气态二氧化碳的效率，优选的，在未启动高压泵410前预先运行冷却机构315～20分钟。
S30，当清洗机构1与压力供应机构4之间的气路内的气态二氧化碳温度到达二氧化碳的超临界值时，运行压力供应机构4，开启清洗釜进气阀120，进而对清洗釜110内的待清洗物进行静态清洗；其中，静态清晰即待清洗物与清洗釜110内的超临界二氧化碳进行充分反应；这里值得注意的是，在上述中清洗釜进气阀120以及清洗釜进气阀130在未强调开启状态之前均属于关闭状态。
待清洗物与超临界二氧化碳充分反应时会溶解待清洗中的污染物。
S40，开启清洗釜110出口阀门，结束静态清洗，开始进行动态清洗；其中，动态清洗为超临界二氧化碳冲刷待清洗物。
动态清洗过程利用气流将含污染物的超临界二氧化碳从清洗釜110内排出。值得注意的是，当“开启清洗釜110出口阀门以结束静态清洗，开始进行动态清洗”时，保持清洗釜110的进气流量与清洗釜110出气流量相一致。防止清洗釜110内部气压不稳导致，对清洗釜110形成破坏。
S50，排出含污染物的超临界二氧化碳并将该含污染物的超临界二氧化碳收集至收集机构。
清洗釜110内的超临界二氧化碳在被排出清洗釜110后手外界大气压以及外界温度的影响其溶解度会大大降低，因此污染物会从超临界二氧化碳中分离出来，并排入至收集机构内。
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。