专利名称：：微生物零件清洗器的制作方法
背景技术：
：本发明总的涉及一种清洗零件的装置和方法，更具体地讲，涉及一种通过生物除污(bioremediation)方式清洗零件的方法和装置。现已研制出用于清洗染有有机废物的物体的零件清洗器。这些常规的零件清洗器通常用氯化溶剂、溶剂油溶剂、其它有机溶剂、含水去污剂或表面活性剂混合物作为清洗液。尽管这类清洗液能有效清洗零件，但将其用于零件清洗存在很多缺陷。具体地讲，氯化溶剂、溶剂油溶剂和萜烯基溶剂，因为其低闪燃点和潜在的健康问题被政府管理机构归为有害材料。由于上述归类，必需按照政府规定使用、处理和处置这类溶剂。例如，溶剂油溶剂的处理可能很费钱，而且通常是在特殊的有害废物循环工厂完成。另外，如果溶剂油溶剂的含量不适当还可导致车间着火，并导致工人出现皮炎和呼吸困难。当常规的零件清洗器的清洗液被有机废物污染之后，可借助滤器除去清洗液中的碎片。然而，在滤器被有机废物饱和之后，就不再能够清洁液体了，需要更换滤器。在常规零件清洗器中更换滤器可能很困难而且费时。另外，吸收了有机废物之后的滤器通常被视为有害材料，因此，必须按照政府规定进行处理。大多数常规零件清洁器还利用电子元件来控制各种操作。不过，由于这些电子元件一般是与常规的零件清洗器整合成一体，一个元件失效通常要训练有素的技工来进行修复。结果，用户必须等待该装置的修理，并支付检修费用，包括寻找故障的时间、修理和测试。在更换常规零件清洗器的部件时，技术人员通常要寻找故障、拆下元件和接线柱、安装更新的零件、并重新组装和测试组装好的系统。然而，如果该装置的元件不能修理，则不得不更换整个装置。还有用于清洗特殊汽车零件的其它装置。例如，一种已知的专用制动器清洗器可以减少进入空气中的石棉和其它纤维，它是通过用清洗液湿润制动器，然后收集并过滤滴液而实现这一点的。不过，该装置通常体积大、耗资多，而且是用于制动器。另外，制动器清洗器的易处理的气溶胶罐可造成有害的环境危险。特别是，一旦清洗液滴液中的纤维被蒸发到空气中，车间内的空气会被污染。因此，本行业需要一种用于清洗被有机物污染的物体的装置和方法，它能减少因用氯化溶剂和溶剂油作为清洗液而产生的环境问题。提供一种用一种清洗液和一种生物试剂代替溶剂油溶剂和氯化溶剂的装置和方法将是理想的。提供一种造价低廉、操作简便且使用经济的零件清洗器也是十分有利的。发明概述综上所述，本发明涉及一种用于清洗被有机物质污染的零件的装置和方法。该装置能提供一种安全的环境，并可减少因采用诸如溶剂油之类的清洗液所产生的环境问题。本发明还能通过生物降解有机物质的方法减少有害废物的产生。该装置的元件便于拆卸，因而有利于这些元件的修理和更换。另外，该装置的控制器是由标准组件构成的，因而利于零件更换。本发明一方面涉及一种用于清洗被有机物质污染的汽车零件、设备零件和机器零件的封闭系统。该系统包括一种用于清除零件上有机物质的液体和若干能生物降解该液体中的有机物质的活的微生物，其中，所述流体可以再循环，用于清洗零件。本发明的另一方面涉及一种清洗被有机及颗粒状物质污染的零件的装置。该装置包括一个第一机械元件和一个第二机械元件。第一机械元件被用于以流体接触零件的方式清洗零件，第二机械元件被用于生物降解从零件上清除掉的有机物质。第一机械元件与第二机械元件相通，以使所述流体在第一和第二机械元件之间循环。在一种优选实施方案中，所述第二机械元件是一个存储槽，可以容纳若干用于生物降解有机物质的活的微生物。本发明的一个方面在于，所述装置包括一个利用一种清洗液清洗物品的第一腔室，和一个用于生物降解有机物质的第二腔室。一个循环机构在所述第一和第二腔室之间循环清洗液。在一个优选实施方案中，该装置包括一种用于生物降解有机物质的微生物。本发明的另一方面涉及一种便携式配套(self-contained)零件清洗装置。该装置包括一个具有上部和下部的外壳。具有排出口的第一腔室，它被设置在外壳上部。第二腔室设置在所述外壳的下部。第二腔室与第一腔室相通。一个循环机构在第一腔室与第二腔室之间循环清洗液。根据本发明的再一方面，提供了一种清洗部件的方法。该方法包括以下步骤将一件物品放入第一腔室；从第二腔室向所述第一腔室循环一种清洗液以清洗与液体接触的物品表面；让该清洗液通过一种多孔介质；将清洗液排放到第二腔室中；除去清洗液中的有机物质；其中，所述除去流体中有机物质的步骤包括生物降解有机物质，和将所述清洗液从第二腔室再循环到第一腔室。优选地，所述有机物质是可由生物降解的。按照本发明的又一方面，提供了一种用于能够从金属或塑料零件上清除有机物质的零件清洗器的转化试剂盒。该试剂盒包括一个装有一种表面活性剂清洗液的容器，该清洗液适用于清洗零件，还包括一个具有一固体支持物的滤器包，其上面附着有用于生物降解有机物质的微生物。特殊的自适应配置形成一种再循环的生物降解系统，其中，由清洗液清洗零件，而在另一个场所滋养正在生物降解的有机体。所述流体在清洗场所与生物降解场所之间循环。按照本发明的再一个方面，所述装置包括一个具有一个第一部分和一个第二部分的外壳。有一个排出口的第一腔室被设置在该外壳的第一部分，而第二腔室被设置在该外壳的第二部分。第二腔室与第一腔室相通，并有一个循环机构在第一腔室与第二腔室间循环清洗液。一个由标准组件构成的控制器与所述循环机构相通。本发明另一方面，提供了一种由标准组件构成的控制器。该控制器包括一个具有一个上部和一个下部的外壳。一个传感器与所述外壳的上部相连，一个加热器与其下部相连。至少有一个水位探测器与所述控制器相通，控制器由一个电源供能。在结合附图阅读并理解了下面对本发明优选实施方案的详细说明之后，本发明的以上及其它特征和优点将变得显而易见。附图简介图1是本发明一种优选实施方案的透视图；图2是图1的正面、垂直剖视图；图3是本发明另一种优选实施方案的透视图；图4是图3的正面、垂直剖视图5是图3所示零件清洗器的正面、垂直剖视图，包括一个预处理中心和一个溢流检测装置；图6是由标准化组件构成的控制器的各个元件的电路图。优选实施例的详述参见附图，尤其是图1，其中示出了本发明的一种优选实施方案。示出了一个零件清洗器10，可将其用于清洗包括汽车零件、工业零件和军用零件在内的被有机物质和颗粒物质污染的各种零件，如螺母、螺栓、阀、活塞、汽化器、传动零件等。零件清洗器10最好是由塑性材料制成。在本发明的一种优选实施方案中，零件清洗器10是由高密度聚乙烯制成。正如本领域技术人员所了解的，零件清洁器10也可以由不脱离本发明实质和范围的各种材料制成，包括其它塑料(例如聚氯乙烯或聚丙烯)，以及不锈钢、玻璃纤维等。在一种优选实施方案中，零件清洗器10大致包括一个第一腔室20，如一个槽或盆，还包括一个第二腔室80，如一个槽或壳。第一腔室20包括侧壁32，它向下延伸至底板22，底板22上有一个用于排除清洗液82的孔24，如图2所示。第一腔室20的侧壁32和底板22形成一个用于清洗零件的腔26。最好在所述第一腔室20的侧壁32上形成用于支承零件清洗器10的各种部件的上凸缘28和下凸缘30。如图4所示上凸缘28和下凸缘30最好环绕腔26并且在侧壁32上的上凸缘28和下凸缘30之间设有溢流排出孔34。参见图3和图4，最好将一个假底件36、一种多孔介质38和一个支承栅格40安装在所述第一腔室20里。支承格栅最好是矩形的并放在第一腔室20的底板22上。支承格栅40被用于支承多孔介质38。多孔介质38，如滤器放置在下凸缘30和支承栅格40上。如下文所述多孔介质38还起到限制清洗液82里的颗粒物质的作用，并作为载体使微生物与清洗液82接触。理想的是，多孔介质38孔的大小为10～25微米，而且不具备对碳氢化物如聚酯的亲和性。本领域技术人员可以理解，多孔介质38可由各种材料制成，如棉花、纤维素、聚烯烃纤维、聚酯纤维、玻璃纤维或类似的不脱离本发明实质和范围的材料。假底件36最好位于多孔介质38上面，放置在上凸缘28上，这样，假底件36将腔26分隔成两部分。假底件36可以支承待清洗部件。假底件36使得多孔介质38的拆卸变得容易，因为用户可以简单地将假底件36从腔26取出，以露出多孔介质38。假底件36还与第一腔室20的侧壁32接触。假底件36包括一个排出孔42，可将该排出孔封住或在此处安装一个滤器(未示出)。在一个优选实施方案中，第一腔室20有一个外凸缘44，该凸缘绕其周向延伸，还有一个防溅挡板46，它从外凸缘44的后部向上延伸。第一腔室20还有一个弹性龙头48，该龙头由外凸缘44的后部延伸，其末端为一个喷嘴50。本领域技术人员可以理解，在不超出本发明实质和范围的条件下可对第一腔室20的大小和形状进行改进。例如，可将侧壁32、底板22、上凸缘28、下凸缘30、外凸缘44和防溅挡板46制成单一的模制一体件。在本发明的一个优选实施方案中，可用一种示警方式在第一腔室20里的清洗液82溢流时进行显示。优选地的是当清洗液在第一腔室20内达到一定高度时用一个热传感器81检测清洗液的发热情况。本领域技术人员可以理解，还可以用其它装置来检测第一腔室20里的清洗液82的溢流。例如，如图5所示，可将一个带有匙状末端的杆140安装在一根轴或销144上。杆140位于第一腔室20的溢流出口146下面，并与一个开关142接触。匙状末端底部有一个小孔，以便让聚积的液体流出。不过，当液体流入匙状末端的速度快于液体流出小孔的速度时，杆140会因为流体的重量而转动，而启动开关142，触发示警灯或蜂鸣器。参见图2，零件洗涤器10的第二腔室80有一个上端84和一个下端86。第二腔室80包括侧壁88和一个底90，在侧壁88和底90之间形成一个腔92。第二腔室80还可包括位于各端的把手(未示出)，用于托起零件清洗器10。第二腔室80可以由一种聚烯烃塑料制成，尤其是由聚乙烯制成。如图3所示，可将所述第一腔室20安装或固定在第二腔室80的上端84上。本领域技术人员可以理解，在不超出本发明实质和范围的情况下可对第一腔室20与第二腔室80的结构以及这些腔室的大小和形状进行改进。例如，第二腔室80可保持固定，而第一腔室20可转移到如图1和3所示的所需工作位置。另外，零件清洗器10还可将来自第二腔室80的冷凝水蒸汽作为清洗的蒸馏漂洗水源，用于漂洗第一腔室20里的零件。参见图3和4，零件清洗器包括一个由标准组件构成的控制器100，最好是用两个夹子118将其固定或安装在第二腔室80上。由标准组件构成的控制器100有一个上部102和一个下部104。由标准组件构成的控制器100最好通过第二腔室80的一个孔106，并通过一个法兰盘108密封到第二腔室80上。本领域技术人员可以理解，在不超出本发明实质和范围的前提下可以对由标准组件构成的控制器100进行改进。例如，可将由标准组件构成的控制器完全设置在第二腔室80外面。这样，如果由标准组件构成的控制器设置在槽的外面，加热器就通过第二腔室80的侧壁或底传热，而温度传感器则通过第二腔室80的侧壁或底检测清洗液82的温度。在这种结构中，加热器可以是扁平的衬垫，而水位传感器可通过检测槽底部的流动力测出清洗液82的重量。由标准组件构成的控制器100还包括一个加热器110、恒温器111和上限保护恒温器112(图6)，它们与由标准组件构成的控制器100的下部104连接。一个水位探头116，如一个具有装有开关的浮子的浮动开关，和过温防护恒温器114连接于由标准组件构成的控制器100的下部，用于监测清洗液82的水位并限制加热器110的壳层温度。恒温器111将能供至加热器110，以便把清洗液82加热至想要的温度。最好将清洗液82的温度维持在这样的范围内，创造用于零件清洗器10中的微生物生存的环境。最好将清洗液加热至华氏105～115度。当恒温器111测知第二腔室80内的清洗液82的温度低于理想的温度时，加热器110启动；而当恒温器111测知洗液82的温度处于或高于所需温度时，加热器110关闭。如果清洗液温度达到约135°F时恒温器111仍未启动，则上限保护恒温器112会关闭加热器110。如果加热器110的壳层温度达到170°F，过热保护恒温器114就停止向加热器110供能。加热器110还受一个水位探头116的水位开关117的控制。当水位开关117测出清洗液82的水位低时，水位开关117就使加热器110停止工作并使得低水位报警蜂鸣器发声。如图6所示，报警蜂鸣器150与上限保护恒温器112、过温保护恒温器114和水位开关117相连，一旦这些元件中的任一个启动就会发声示警，并关闭恒温器111。在正常工作时，蜂鸣还能指示需要更多的清洗液82。当清洗液水位得到恢复后蜂鸣器继续工作，则表明恒温器或元件失效，而且可能需要换由标准组件构成的控制器100。在一种优选实施方案中，由标准组件构成的控制器100与一个循环机构124，如一台泵或一个气压柱式泵连通。循环机构124插在由标准组件构成的控制器100的容器126里，可被放置在第二腔室80里。循环机构124还有一个液体传输管129，如管或导管，该传输管延伸至第一腔室20。最好是在探测到第一腔室20内的运动或是刷123被使用时，启动循环机构124。为了检测第一腔室20里的运动，在第一腔室20和第二腔室80的一侧有一个孔，以便运动检测装置128检测运动。运动检测装置128与一个计时开关(未示出)整合成一体。例如，当运动检测装置在大约4分钟内检测不到第一腔室20内的运动时，循环机构124将自动关闭。循环机构124还可以用开关130手工启动，如一个电气开关或气压开关，以便于循环机构124连续工作，向一个零件上提供稳定的清洗液82流，将清洗液完全排至一个槽里，或是在所述传感器失灵时工作。本领域技术人员可以理解，在不超出本发明实质和范围的前提下，所述开关可以选用多种形式的，如一个脚踏开关。如果由标准组件构成的控制器的运动传感器128和开关130失灵，则可将循环机构124直接插入一个容器，如一个壁板容器，直至由标准组件构成的控制器100被更换或修理好为止。因此，用户在大多数失效状态下可以清洗零件。本领域技术人员可以理解，在不脱离本发明实质和范围的前提下，零件清洗器10可采用多种形式的循环机构。例如，可将一个循环机构连接在第一腔室20上，以便仅在第一腔室20里循环清洗液82。另外，第一腔室20里清洗液82的流速可以不同于第一和第二腔室之间清洗液82的流速。如图5所示，该装置还可以装配预处理室60，如一个槽。该预处理室60可以作为一个清洗槽单独使用，或是与零件清洗器10一起使用。该预处理槽60最好是由聚烯烃塑料，如聚乙烯模制而成。最好将一根由橡胶或塑料制成的柔性管62通过腔室60的侧壁61连接。管62可由一个夹子或定位器44保持直立状态，以免清洗液82排进零件清洗器10或废水容器中。预处理室60也有一种多孔介质垫66，它最好与一个塑料薄膜袋68接触，该袋有一个弹性的周向带70。弹性周向带70被装在预处理室60的槽72里。多孔介质支持体68被放在多孔介质垫66的下面，以形成容纳清洗液82的容器。在用于清洗汽车制动器时，该多孔介质垫可以滤掉清洗液82里的有害纤维，如石棉。因为清洗液82可在预处理室60里保存至有机物基本被完全清除，因此，预处理室60可以将废水排放到公共的处理设施里或排放到零件清洗器10里。零件清洗器10的第二腔室80最好装有用于把有机物质从物体上分离下来的清洗液82。该清洗液82对微生物无毒。清洗液82用于将被放在第一腔室20里清洗的零件上的有机物质和颗粒状物质分离下来。清洗液82最好是比重为1.083的自由流动的含水溶液，具有淡雅香味，无闪燃点，沸点为210°F，pH值接近7，能无限溶于水中。清洗液82最好是pH值为中性的乳化剂与表面活性剂的混合物，不含挥发性有机化合物、磷酸盐、甲醛、生物杀伤剂或其它有毒材料。所述乳化剂和表面活性剂以液体形式混合，以形成一种可生物降解的、非毒性、非腐蚀性、不可燃的油分散的清洗剂和脱脂剂。合适的清洗液可购自AdvancedBioremediationSystem，如SurfzymeTM(表1中#5溶液)，或SafeworldProductsSW-2。在一种优选实施方案中，将一种生物成分加入清洗液82里，以便分解清洗液82里的有机废物。所述生物成分最好是可以生物降解有机化合物形式的微生物，所述有机化合物如碳氢化合物、油、润滑脂、石油副产品、杂酚油类化合物(Creolates)和其它碳基组分。所述微生物一般把碳氢化合物和氯化溶剂转化成水、CO2及其它消化产物的元素。所述微生物最好是非致病性的，并可选自以下属芽胞杆菌属、微球菌属、不动杆菌属、红球菌属、诺卡氏菌属、假单胞菌属、黄杆菌属、酵母属、假丝酵母属和白腐菌属。然而，如果被清洗的零件或零件清洗器的物理结构能由某种微生物生物降解，则这种微生物不适用，即那些降解其它碳基组分，如存在于结构塑料，如聚烯烃、苯乙烯、氯丁橡胶等中的长链聚合化合物的微生物。合适的微生物可获自佐治亚州、Duluth的ABS公司，编号为PWM-25，或获自LouisianecRemediation，名称为LRC-1。如表1-3所示，提供了可溶解润滑脂的各种微生物的组合。可以用来自每个活性菌的至少一个属构成一个独立的配方，包括取决于对这种活性要求的氯化有机物。本领域技术人员可以理解，在不超出本发明实质和范围的条件下还有其它本领域所熟知的合适微生物可以使用。尽管本文所披露的微生物是混合型的，但并不能保证其相容性。即使同一属内的种也可能相容或可能不相容。就微生物的组合而言，无一成不变之规，已进行的大部分学术研究是以纯培养物形式做的，因此没有规则可言。众所周知，大多数微生物生产者将5个以内的属和总共15个不同种的微生物用于降解碳氢化合物。在进行这类经营活动20年之后，每个种的确切活性一般还是完全模糊的。最好将处于潜伏状态的微生物直接加入零件清洗器10的清洗液82里。本领域技术人员可以理解，可在不脱离本发明实质和范围的前提下以各种方式把所述微生物加入零件清洗器10中。例如，可用一种粘合剂、如3MSuper77粘合剂或一种水溶性包胶剂84把微生物固着于多孔介质之上，当把清洗液72引入多孔介质中时这些微生物又被释放出来。还可用一种防护技术对微生物进行处理，以保证其在应用场所的活性，及其对环境冲击的耐受力。例如，最好将营养和缓冲成分，如琼脂，和水溶性粘合剂，如树胶同微生物混合，以提高微生物的稳定性，然后再将微生物同一种载体混合。所述载体最好是由惰性有营养的有机材料组成，其可在储存和运输期间保存并保护微生物。本领域技术人员可以理解，在不脱离本发明实质和范围的前提下，可将所述微生物与硝化或反硝化细菌、微生物的溶磷酸菌株、生物乳化剂产生菌株、和能产生生长因子，如维生素B的菌株合并使用。还可把临界主营养成分，如N和P混入所述微生物配方，或与表面活性剂混合，以增强对油和润滑脂的生物降解力。类似地，微量营养成分可能是有限的，在某些场合下需要补充。在表2和3中给出了进行有效的生物氧化作用所需的微量营养成分，和一幅表示添加营养对提高BDD清除力的有益影响的图。在使用零件清洗器10时，操作者将一件物品放入第一腔室20中。当在第一腔室20中检测到运动时，循环机构124使清洗液82经管48和喷嘴50或高压喷头从第二腔室循环到第一腔室里，清洗与清洗液82接触的所述物品的表面。清洗液82被用于将有机废物从被洗物品上洗下来。然后，清洗液82连同任何从零件上洗下来的小颗粒和有机废物一起靠自重从假底件36上的排出孔42中流出。滤器(未示出)将理所当然地阻止某些物体通过排出孔42。随后，清洗液82、有机废物和其余物质流入装有多孔介质38的腔或开口内。多孔介质38留住颗粒状物质，并允许有机污染物和清洗液82通过。由于多孔介质38不会聚集有机污染物，可将其作为固体废物加以处理。如果多孔介质38上带有微生物，清洗液82将会释放出微生物。释放出的微生物随后随清洗液82和有机污染物经支持栅格40流入第二腔室80。如果第一腔室20里的清洗液82的流动受到阻碍，清洗液82可以经一对辅助排出孔34流出，如图4所示，排出孔34通过第二腔室80的后部。在第二腔室80里，大部分的微生物和有机污染物倾向于聚焦在清洗液82的表面附近，以使大部分的生物降解作用发生在清洗液82的表面附近。由此形成一个蒸发阻止层，从而减少清洗液82的蒸发。蒸汽能被冷凝、收集并在一个封闭的环形源中用于清洗。如果在第二腔室80中，有机废物向着清洗液82的表面越积越多，就需要再补充微生物。因为多孔介质38可除去颗粒状物质，而微生物能消化有机废物，第二腔室80通常不需要清除任何废物。最后，再把清洗液循环到第一腔室20里。本领域技术人员可以理解，在不超出本发明实质和范围的条件下，第一腔室20里的温度、压力或清洗液82的流速可以比在第二腔室80中大或小。另外，第一腔室里的温度、压力或清洗液的流速对生物除污可能不是最佳的。尽管已通过说明和举例方式对本发明做了详细说明，但在不超出本发明实质和所附权利要求书限定的范围的前提下可做出各种变化和改进。表11.芽胞杆菌2.假单胞菌3.红球菌4.微球菌5.不动杆菌6.节细菌7.诺卡氏菌8.产碱杆菌9.黄杆菌10.毛霉菌11.假丝酵母菌12.酵母菌13.曲霉菌14.地霉菌15.白腐菌16.根霉菌17.秤叶林克氏菌18.气单胞菌+中等活性++良好活性+++极好活性工作参数-微量营养成分·对微量营养成分或痕量营养成分的需要量远小于对N和P的需要量生物氧化作用所需要的痕量营养成分(mg/mgBOD)Na5X105-离子平衡K45X104-启动肽和用于EMP中烯醇化酸的辅酶的合成Ca62X10-4-离子平衡和孢子的耐热性Mg30X10-4-磷酸化酶的辅助因子-能量生成Fe12X10-3-细胞色素氧化酶、铁蛋白和过氧化氢酶Mn10X10-3-通常可代替Mg的作用Cu14.6X10-3-某些细菌中的辅助因子Zn16X10-3-醇脱氢酶Co13X10-3-维生素B12-为产甲烷菌所需Mo43X10-3-产甲烷菌的硝酸还原酶和氢化酶Se14X10-10-毒性可能很大，但也是必需的CO227X10-4-缓冲SX-半胱氨酸、蛋氨酸、CoA辅酶的巯基引自Eckenfelder-PrinciplesofWaterQualityManagement，第305页Whiteman(1985)，PhD论文</table></tables>表2表319条修改的声明根据“1998年1月21日申请日期1995年9月29日优先权日1994年9月30日发明者J·C·麦克卢尔,E·L·梅尔斯,G·R·怀特曼申请人:先进生物治疗系统有限公司