CN110180817A - 一种化学仪表中固态电极的多相流清洗装置及清洗方法 - Google Patents

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Abstract

一种化学仪表中固态电极的多相流清洗装置及清洗方法,该清洗装置包括第一阀门至第十阀门,微泵,第一喉管组件,第二喉管组件,清洗颗粒存储盒,流通池,清洗喷头,电极,金属网筛,待测水样入口管,针对不同清洗对象,可选择不同材质的固相清洗颗粒;本发明还公开了该清洗装置的清洗方法;本发明装置能产生使电极受力均匀的多相流,保证了固态电极表面更新的重现性和精密度。通过选择不同材质的固相清洗颗粒,增强了清洗电极的针对性和适用性,该装置简单易维护,可实现在线连续清洗电极,创造了固态电极在线连续应用的方法和手段。

Description

一种化学仪表中固态电极的多相流清洗装置及清洗方法
技术领域
本发明涉及电极表面清洗方法的技术领域,具体涉及一种化学仪表中固态电极的多相流清洗装置及清洗方法。
背景技术
化学仪表中的固态电极在使用一段时间后,由于待测液造成的污染、电解产物的淀积、表面氧化膜的形成,电极的表面状态发生变化,使测定结果的重现性变差、灵敏度降低,甚至失去了应有的选择性。因此,为了获得均一的新鲜表面,固态电极在使用一段时间后必须予以处理。
通常更新电极表面的方法可分物理法、化学法和电化学法3种。传统的物理方法更新电极表面时,常用细的金相砂纸、金刚砂或γ-Al2O3手工擦拭电极表面,然后用滤纸擦净,再用水冲洗,这种方法不仅费工、费时,很难保证每次打磨的结果完全一致;化学方法更新电极表面时,很难获得均一的新鲜表面,且需要消耗较大量的清洗试剂,运行维护成本高,仪器清洗单元构造复杂;电化学方法除了存在化学方法的上述缺点外,还存在清洗时间过长的问题。上述3种方法都不具备化学仪表固态电极在线更新的要求。
随着社会的发展,工业设备自动化和智能化的水平越来越高,对作为自动化、智能化核心环节的在线检测仪表的要求也随之提高,因此,检测仪表的在线运行和维护成为工业发展的迫切需求。
如何替代传统方法,提高电极的重现性和精密度,使得固态电极广泛应用于现场连续监测设备中,成为固态电极广泛推广应用的难点。
发明内容
为了解决上述现有技术问题,本发明的目的主要在于提供一种化学仪表中固态电极的多相流清洗装置及清洗方法,能够更新固态电极表面,能使每次更新时的条件基本一致,提高固态电极测量结果的重现性和精密度,使之能适用于更广泛的应用场合。
为达到以上目的,本发明采用如下技术方案:
一种化学仪表中固态电极的多相流清洗装置,包括微泵11,微泵11入口的清洗液体管路上设置有第一阀门1,微泵11出口的清洗液体管路上依次设置有第二阀门2、第一喉管组件12和第二喉管组件13,第一喉管组件12的吸入口连通气体管路,气体管路上设置有第四阀门4,第二喉管组件13出口与流通池15内的清洗喷头16相连,流通池15顶部设有位于清洗喷头16正上方的电极17,流通池15顶部侧边连通待测水样入口管19,待测水样入口管19上设置有第十阀门10,流通池15底部连通废液及固相清洗颗粒排出管路,废液及固相清洗颗粒排出管路上设置有第六阀门6,废液及固相清洗颗粒排出管路出口分两路,一路连通第一废液排出管路,废液排出管路设置有第九阀门9,另一路通过第一固相清洗颗粒排出管路连通清洗颗粒存储盒14,固相清洗颗粒排出管路上设置有第七阀门7,清洗颗粒存储盒14底部通过第二固相清洗颗粒排出管路连通第二喉管组件13的吸入口,第二固相清洗颗粒排出管路上设置有第五阀门5,清洗颗粒存储盒14还连通第二废液排出管路,第二废液排出管路上设置有第八阀门8,清洗颗粒存储盒14顶部通过清洗液体分支管路连通第一阀门1和微泵11间的清洗液体管路,清洗液体分支管路上设置有第九阀门9。
通过设置清洗液体分支管路既能够清洗回收的固相清洗颗粒,也能够进入液体减小固相清洗颗粒吸入第二喉管组件13时的阻力。
所述固相清洗颗粒为金属清洗颗粒或非金属清洗颗粒,所选择金属清洗颗粒,则流通池15内设置有用于磁吸金属清洗颗粒的金属网筛18;或者无论选择金属清洗颗粒或非金属清洗颗粒,流通池15内均设置有金属网筛18,只是采用非金属清洗颗粒时,金属网筛18不通电。
所述第一喉管组件12和第二喉管组件13的结构相同,均包括依次连通的入口20、渐缩段21、渐扩段22和出口23,设置在渐缩段21和渐扩段22连接处的吸入口24;所述第一喉管组件12的吸入口用于吸入气体,所述第二喉管组件13的吸入口用于吸入固相清洗颗粒。
所述的一种化学仪表中固态电极的多相流清洗装置的清洗方法,进入清洗模式:启动微泵11,打开第一阀门1和第二阀门2,清洗液体的高速水流经过第一喉管组件12,打开第四阀门4吸入气体形成微米气泡和水的气液混合物,打开第三阀门3使清洗液提前与固相清洗颗粒混匀,减小纯固相流动时的阻力,再经过第二喉管组件13吸入清洗颗粒存储盒14中的固液颗粒混合物,形成气液固多相流,进入流通池15经清洗喷头16射向电极17表面进行多重清洗;当液相较强的剪切力作用于电极表面时,固相清洗颗粒对电极表面进行碎裂冲击,同时气相微米气泡在电极表面破裂也产生较强的入楔压力形成爆破,并对碎裂物脱落物进行吸附和携带;在上述气液固多相流清洗作用下,产生均一新鲜的电极表面;电极17清洗结束后,关闭微泵11并关闭第一阀门1、第二阀门2和第三阀门3以停止清洗液体进入,关闭第四阀门4停止气体进入,关闭第五阀门5停止固相清洗颗粒进入;再针对金属清洗颗粒的材质选择第七阀门7、第八阀门8、第九阀门9和金属网筛18的打开顺序,以排除脱落物和废液;若选择金属清洗颗粒,金属清洗颗粒悬浮于液体底部,金属网筛18通电带磁,将金属清洗颗粒磁吸至金属网筛18上,打开第六阀门6和第九阀门9待排掉脱落物和废液时,定时关闭第九阀门9,金属网筛18断电清洗颗粒下落,打开第七阀门7进行金属清洗颗粒回收,随金属清洗颗粒进入清洗颗粒存储盒14的废液经第八阀门8排出;若选择非金属清洗颗粒,非金属清洗颗粒悬浮于液体表面,打开第六阀门6和第九阀门9待排掉脱落物和废液后,关闭第九阀门9,打开第七阀门7进行非金属清洗颗粒回收,将悬浮于清洗液上层的非金属清洗颗粒回收,随非金属清洗颗粒进入清洗颗粒存储盒14的废液经第八阀门8排出;清洗过程结束后,打开第十阀门10,待测液从待测水样入口管19进至流通池15,进入检测模式。
与现有传统清洗电极的技术相比,本发明具有如下优点:
1、运用多相流清洗原理,固相清洗颗粒的强冲击力,使电极表层破裂,清洗液对电极表面有各方向的剪切力,进一步冲刷和剥离破裂层,气体会产生空化气蚀,产生的气泡破裂时有很强的压力释放,形成强入楔压力作用于电极表面,并对脱落物有携带作用,将各相物理特性结合起来,形成了清洗力度大且电极表面受力均匀的清洗方式,提高了电极在测量中结果的重现性和精密度。
2、本发明装置简单易维护,可实现连续在线清洗固态电极,极大的提高了固态电极在工业现场设备应用中的广泛性,克服了现有固态电极应用的瓶颈。
3、本发明装置及方法中的固相清洗颗粒可循环使用,提高了清洗电极的经济性和环保性,且通过选择不同材质的固相清洗颗粒,增强了清洗电极的针对性和适用性。
4、本发明是具备水样检测和清洗电极的多功能装置,可替代传统单一功能的流通池。
附图说明
图1为本发明化学仪器中固态电极的多相流清洗装置示意图。
图2为喉管组件示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的工作原理作更详细说明。
如图1所示,本发明一种化学仪表中固态电极的多相流清洗装置,包括微泵11,微泵11入口的清洗液体管路上设置有第一阀门1,微泵11出口的清洗液体管路上依次设置有第二阀门2、第一喉管组件12和第二喉管组件13,第一喉管组件12的吸入口连通气体管路,气体管路上设置有第四阀门4,第二喉管组件13出口与流通池15内的清洗喷头16相连,流通池15顶部设有位于清洗喷头16正上方的电极17,流通池15顶部侧边连通待测水样入口管19,待测水样入口管19上设置有第十阀门10,流通池15底部连通废液及固相清洗颗粒排出管路,废液及固相清洗颗粒排出管路上设置有第六阀门6,废液及固相清洗颗粒排出管路出口分两路,一路连通第一废液排出管路,废液排出管路设置有第九阀门9,另一路通过第一固相清洗颗粒排出管路连通清洗颗粒存储盒14,固相清洗颗粒排出管路上设置有第七阀门7,清洗颗粒存储盒14底部通过第二固相清洗颗粒排出管路连通第二喉管组件13的吸入口,第二固相清洗颗粒排出管路上设置有第五阀门5,清洗颗粒存储盒14还连通第二废液排出管路,第二废液排出管路上设置有第八阀门8,清洗颗粒存储盒14顶部通过清洗液体分支管路连通第一阀门1和微泵11间的清洗液体管路,清洗液体分支管路上设置有第九阀门9。
本发明通过设置清洗液体分支管路既能够清洗回收的固相清洗颗粒,也能够进入液体减小固相清洗颗粒吸入第二喉管组件13时的阻力。
所述固相清洗颗粒为金属清洗颗粒或非金属清洗颗粒,所选择金属清洗颗粒,则流通池15内设置有用于磁吸金属清洗颗粒的金属网筛18;或者无论选择金属清洗颗粒或非金属清洗颗粒,流通池15内均设置有金属网筛18,只是采用非金属清洗颗粒时,金属网筛18不通电。
如图2所示,作为本发明的优选实施方式,所述第一喉管组件12和第二喉管组件13的结构相同,均包括依次连通的入口20、渐缩段21、渐扩段22和出口23,设置在渐缩段21和渐扩段22连接处的吸入口24;所述第一喉管组件12的吸入口用于吸入气体,所述第二喉管组件13的吸入口用于吸入固相清洗颗粒。
本发明化学仪表中固态电极的多相流清洗装置的清洗方法,进入清洗模式:启动微泵11,打开第一阀门1和第二阀门2,清洗液体的高速水流经过第一喉管组件12,打开第四阀门4吸入气体(空气)形成微米气泡和水的气液混合物,打开第三阀门3使清洗液提前与固相清洗颗粒混匀,减小纯固相流动时的阻力,再经过第二喉管组件13吸入清洗颗粒存储盒14中的固液颗粒混合物,形成气液固多相流,进入流通池15经清洗喷头16射向电极17表面进行多重清洗;当液相较强的剪切力作用于电极表面时,固相清洗颗粒对电极表面进行碎裂冲击,同时气相微米气泡在电极表面破裂也产生较强的入楔压力形成爆破,并对碎裂物脱落物进行吸附和携带;在上述气液固多相流清洗作用下,产生均一新鲜的电极表面;电极17清洗结束后,关闭微泵11并关闭第一阀门1、第二阀门2和第三阀门3以停止清洗液体进入,关闭第四阀门4停止空气进入,关闭第五阀门5停止固相清洗颗粒进入;再针对金属清洗颗粒的材质选择第七阀门7、第八阀门8、第九阀门9和金属网筛18的打开顺序,以排除脱落物和废液;若选择金属清洗颗粒,金属清洗颗粒悬浮于液体底部,金属网筛18通电带磁,将金属清洗颗粒磁吸至金属网筛18上,打开第六阀门6和第九阀门9待排掉脱落物和废液时,定时关闭第九阀门9,金属网筛18断电清洗颗粒下落,打开第七阀门7进行金属清洗颗粒回收,随金属清洗颗粒进入清洗颗粒存储盒14的废液经第八阀门8排出;若选择非金属清洗颗粒,非金属清洗颗粒悬浮于液体表面,打开第六阀门6和第九阀门9待排掉脱落物和废液后(可通过测定时间控制),关闭第九阀门9,打开第七阀门7进行非金属清洗颗粒回收,将悬浮于清洗液上层的非金属清洗颗粒回收,随非金属清洗颗粒进入清洗颗粒存储盒14的废液经第八阀门8排出;清洗过程结束后,打开第十阀门10,待测液从待测水样入口管19进至流通池15,进入检测模式。

Claims (6)

1.一种化学仪表中固态电极的多相流清洗装置,其特征在于:包括微泵(11),微泵(11)入口的清洗液体管路上设置有第一阀门(1),微泵(11)出口的清洗液体管路上依次设置有第二阀门(2)、第一喉管组件(12)和第二喉管组件(13),第一喉管组件(12)的吸入口连通气体管路,气体管路上设置有第四阀门(4),第二喉管组件(13)出口与流通池(15)内的清洗喷头(16)相连,流通池(15)顶部设有位于清洗喷头(16)正上方的电极(17),流通池(15)顶部侧边连通待测水样入口管(19),待测水样入口管(19)上设置有第十阀门(10),流通池(15)底部连通废液及固相清洗颗粒排出管路,废液及固相清洗颗粒排出管路上设置有第六阀门(6),废液及固相清洗颗粒排出管路出口分两路,一路连通第一废液排出管路,废液排出管路设置有第九阀门(9),另一路通过第一固相清洗颗粒排出管路连通清洗颗粒存储盒(14),固相清洗颗粒排出管路上设置有第七阀门(7),清洗颗粒存储盒(14)底部通过第二固相清洗颗粒排出管路连通第二喉管组件(13)的吸入口,第二固相清洗颗粒排出管路上设置有第五阀门(5),清洗颗粒存储盒(14)还连通第二废液排出管路,第二废液排出管路上设置有第八阀门(8),清洗颗粒存储盒(14)顶部通过清洗液体分支管路连通第一阀门(1)和微泵(11)间的清洗液体管路,清洗液体分支管路上设置有第九阀门(9)。
2.根据权利要求1所述的一种化学仪表中固态电极的多相流清洗装置,其特征在于:通过设置清洗液体分支管路既能够清洗回收的固相清洗颗粒,也能够进入液体减小固相清洗颗粒吸入第二喉管组件(13)时的阻力。
3.根据权利要求1所述的一种化学仪表中固态电极的多相流清洗装置,其特征在于:所述固相清洗颗粒为金属清洗颗粒或非金属清洗颗粒,所选择金属清洗颗粒,则流通池(15)内设置有用于磁吸金属清洗颗粒的金属网筛(18);或者无论选择金属清洗颗粒或非金属清洗颗粒,流通池(15)内均设置有金属网筛(18),只是采用非金属清洗颗粒时,金属网筛(18)不通电。
4.根据权利要求1所述的一种化学仪表中固态电极的多相流清洗装置,其特征在于:所述第一喉管组件(12)和第二喉管组件(13)的结构相同,均包括依次连通的入口(20)、渐缩段(21)、渐扩段(22)和出口(23),设置在渐缩段(21)和渐扩段(22)连接处的吸入口(24);所述第一喉管组件(12)的吸入口用于吸入气体,所述第二喉管组件(13)的吸入口用于吸入固相清洗颗粒。
5.权利要求1至4任一项所述的一种化学仪表中固态电极的多相流清洗装置的清洗方法,其特征在于:进入清洗模式:启动微泵(11),打开第一阀门(1)和第二阀门(2),清洗液体的高速水流经过第一喉管组件(12),打开第四阀门(4)吸入气体形成微米气泡和水的气液混合物,打开第三阀门(3)使清洗液提前与固相清洗颗粒混匀,减小纯固相流动时的阻力,再经过第二喉管组件(13)吸入清洗颗粒存储盒(14)中的固液颗粒混合物,形成气液固多相流,进入流通池(15)经清洗喷头(16)射向电极(17)表面进行多重清洗;当液相较强的剪切力作用于电极表面时,固相清洗颗粒对电极表面进行碎裂冲击,同时气相微米气泡在电极表面破裂也产生较强的入楔压力形成爆破,并对碎裂物脱落物进行吸附和携带;在上述气液固多相流清洗作用下,产生均一新鲜的电极表面;电极(17)清洗结束后,关闭微泵(11)并关闭第一阀门(1)、第二阀门(2)和第三阀门(3)以停止清洗液体进入,关闭第四阀门(4)停止气体进入,关闭第五阀门(5)停止固相清洗颗粒进入;再针对金属清洗颗粒的材质选择第七阀门(7)、第八阀门(8)、第九阀门(9)和金属网筛(18)的打开顺序,以排除脱落物和废液;若选择金属清洗颗粒,金属清洗颗粒悬浮于液体底部,金属网筛(18)通电带磁,将金属清洗颗粒磁吸至金属网筛(18)上,打开第六阀门(6)和第九阀门(9)待排掉脱落物和废液时,定时关闭第九阀门(9),金属网筛(18)断电清洗颗粒下落,打开第七阀门(7)进行金属清洗颗粒回收,随金属清洗颗粒进入清洗颗粒存储盒(14)的废液经第八阀门(8)排出;若选择非金属清洗颗粒,非金属清洗颗粒悬浮于液体表面,打开第六阀门(6)和第九阀门(9)待排掉脱落物和废液后,关闭第九阀门(9),打开第七阀门(7)进行非金属清洗颗粒回收,将悬浮于清洗液上层的非金属清洗颗粒回收,随非金属清洗颗粒进入清洗颗粒存储盒(14)的废液经第八阀门(8)排出;清洗过程结束后,打开第十阀门(10),待测液从待测水样入口管(19)进至流通池(15),进入检测模式。
6.根据权利要求5所述的清洗方法,其特征在于:打开第三阀门(3)和第八阀门(8)不断的进清洗液体和排废液以达到对固相清洗颗粒清洗的目的。
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