CN110500770A - 一种在线原位式超纯水加热系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在线原位式超纯水加热系统，包括石英加热器箱体和设于箱体内的石英加热器，石英加热器设有进水端、冲洗排放端、出水端和排气端，各水嘴端的外部皆采用软连接设计，石英加热器内部装有三组螺旋加热丝，加热丝功率根据水温的升高速率设置，而水温则通过安装在加热器顶部的温度传感器全程监控。与现有技术相比，本发明占地空间小，具有实现对超纯水在线原位式、零污染、高安全的加热，有效解决目前工业领域中超纯水多温度可调节的使用需求等优点。

Description

一种在线原位式超纯水加热系统
技术领域
本发明涉及工业技术领域，尤其是涉及一种在线原位式超纯水加热系统。
背景技术
超纯水加热设备的设计依据为：超纯水是通过原水(自来水或地下水)经过前级处理、两级反渗透设备、EDI深度脱盐设备、两级抛光树脂设备、紫外线杀菌设备及终端0.22-0.1μm终端微孔设备制成的超纯水，超纯水终端指标≥18.1MΩ.cm(25℃在线监测)。如此高纯度超纯水主要用于微电子行业、光学加工、精密加工行业，在这些行业的加工制造过程中需要使用不同温度的超纯水，因此超纯水在加热过程中不被其它材质所污染是超纯水加热设备亟待解决的问题。然而，现有的超纯水加热设备系统占地面积较大，操作繁琐且不够安全，在超纯水经过水路管道加热过程中仍存在易被污染的问题。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种避免污染、占地小、用水温度稳定、易于操作的在线原位式超纯水加热系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种在线原位式超纯水加热系统，该系统包括石英加热器箱体、设置在石英加热器箱体内的石英加热器以及用以控制石英加热器进行超纯水加热的控制模块，所述的石英加热器为立式石英玻璃罐体，所述的石英加热器的顶部设有用以对罐体内水温进行精确调控的温度传感器，所述的立式石英玻璃罐体设有排气端、冲洗排放端、罐体下端入水口和罐体上端出水口，所述的排气端设于石英加热器的罐体上方，所述的冲洗排放端设于石英加热器的罐体下方，所述的排气端通过第二耐热非金属材料软连接与排气阀连接，所述的冲洗排放端通过第四耐热非金属材料软连接与排水阀连接，所述的罐体上端出水口处设有用以连接外部出水管路的第三耐热非金属材料软连接，所述的罐体下端入水口处设有用以连接外部入水管路的第一耐热非金属材料软连接，外部入水管路连接原位的超纯水管路。
优选地，所述的石英加热器的内部下方设有上下设置的三组加热丝，三组加热丝为螺旋加热丝，三组加热丝采用三相星形接法。
优选地，所述的加热丝的一端穿过石英加热器的罐体一侧，另一端穿过石英加热器的罐体另一侧后连接加热丝熔断保护装置，该加热丝熔断保护装置与控制模块连接。
优选地，所述的加热丝熔断保护装置包括分别与三组加热丝连接的三组电热丝断线检测元件，所述的电热丝断线检测元件包括与加热丝分别连接的指示灯、蜂鸣器、电流感应线圈。
优选地，所述的控制模块为无触点固态继电器配合多功能控制仪表构成的PID温度调节系统。
优选地，所述的排气端与罐体上端出水口对应设置，所述的冲洗排放端与罐体下端入水口对应设置。
优选地，所述的石英加热器的外部设有防火保温层。
优选地，所述的外部出水管路、所述的外部入水管路采用石英玻璃管道及PVDF管道。
优选地，所述的石英加热器箱体上设有用以外部出水管路、外部入水管路与外界连接的通孔。
优选地，所述的石英加热器箱体由铝合金材质和硬塑板制成，石英加热器箱体的外部设有由防火保温材料制成的保温层。
超纯水经过原位的超纯水管路由罐体下端入水口输送进石英玻璃加热器内，经过三组螺旋加热丝加热升温，当温度传感器测量达到理想水温，经石英玻璃管道或PVDF管道直接输送到用水点，确保超纯水在整个加热过程及输送过程中实现零污染。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
一、本发明立式石英罐体的四个水嘴，即罐体下端入水口、罐体上端出水口、冲洗排放端和排气端的外部皆采用软连接设计，可有效完成与外管线硬管连接，实现原位式的加热方式，保证超纯水在加热过程不被污染；
二、本发明立式石英玻璃罐体上方的排气端与罐体上端出水口对应设置，设于在罐体下方的冲洗排放端与罐体下端入水口对应设置，四个水嘴位置设计有效满足了用户对水温稳定性、安全性要求；此外，立式石英玻璃罐体外部设有防火保温复合材料制成的防火保温层，石英加热器箱体由铝合金材质和硬塑板制成，可进一步提高整体超纯水加热系统使用的安全性；
三、本发明的加热丝采用三相星形接法，控制模块采用无触点固态继电器、配合多功能控制仪表构成PID温度调节系统，具有控制精度高、操作简便等优点；
四、本发明配备加热丝断线检测元件，当工作正常时三个指示灯点亮，表明电热丝工作正常，当某一相电热丝出现断路时其中相应的一个指示灯熄灭，同时蜂鸣器发出报警音，表示系统故障，能够系统中的加热丝的状态进行及时提醒，实用性强；
五、本发明的石英加热器为立式石英玻璃罐体，提供了一种占地小的超纯水立式加热系统；
六、本发明的石英加热器内部的螺旋加热丝设计有利于加热丝在立式石英罐体内的稳定安装，提高热效率；
七、本发明中立式石英玻璃罐体上方安装温度传感器，有利于实现对罐体内水温的精确调控；
八、本发明的石英加热器箱体是铝合金材质和硬塑板制成，实用、安全、易于安装。
附图说明
图1为本发明在线原位式超纯水加热系统的装置结构示意图；
图2为本发明中石英加热器箱体的结构示意图；
图中标号所示：
1、石英加热器，2、排气阀，3、第二耐热非金属材料软连接，4、排气端，5、温度传感器，6、罐体上端出水口，7、第三耐热非金属材料软连接，8、外部出水管路，9、防火保温层，10、加热丝，11、冲洗排放端，12、第四耐热非金属材料软连接，13、排水阀，14、罐体下端入水口，15、第一耐热非金属材料软连接，16、外部入水管路，17、加热丝熔断保护装置，18、石英加热器箱体。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明涉及一种在线原位式超纯水加热系统，包括石英加热器箱体18、石英加热器1和控制模块，石英加热器1设置在石英加热器箱体18内，控制模块与石英加热器1连接。
石英加热器1为立式石英玻璃罐体，作为加热器的内部腔体，立式石英玻璃罐体具有一定体积的容置空间，并具有罐体下端入水口14、罐体上端出水口6、冲洗排放端11和排气端4。罐体下端入水口14处设置第一耐热非金属材料软连接15，以连接外部入水管路16。排气端4设置在石英加热器1的罐体上方，并与罐体上端出水口6对应设置。排气端4通过第二耐热非金属材料软连接3连接排气阀2。外部入水管路16用于连接原位的超纯水管路。
排气端4与罐体上端出水口6之间设有插孔，温度传感器5插入插孔中对石英加热器1内的温度进行检测，有利于实现对罐体内水温的精确调控。
罐体上端出水口6处设置第三耐热非金属材料软连接7，以连接外部出水管路8。冲洗排放端11设置在罐体下方，并通过第四耐热非金属材料软连接12连接排水阀13。冲洗排放端11与罐体下端入水口14对应设置。
石英加热器1的内部下方装有三组加热丝10，三组加热丝10为螺旋结构设计，并配套上下设置，每个加热丝10的一端插头穿过石英加热器1的罐体一侧，另一端穿过石英加热器1的罐体另一侧后连接加热丝熔断保护装置17，该装置与控制模块连接。优选地，三组加热丝10采用三相星形接法。
加热丝熔断保护装置17由三组电流检测器件构成，三组电流检测器件分别与三组加热丝10连接。控制模块采用无触点固态继电器、配合多功能控制仪表构成PID温度调节系统。
每组电流检测器件配备加热丝断线检测元件，电热丝断线检测元件与相应的加热丝连接，电热丝断线检测元件包括与加热丝分别连接的指示灯、蜂鸣器以及电流感应线圈。当工作正常时三组电流检测器件中的三个指示灯点亮，表明三组加热丝皆工作正常；当某一相加热丝出现断路时，其中相应的一个指示灯熄灭，同时蜂鸣器发出报警音，表示系统故障。整个加热丝熔断保护装置具有电器件使用寿命长、控制精度高、操作简便等优点。
石英加热器1的外部所用防火保温层9，该防火保温层9由防火保温材料制成。
外部出水管路8、外部入水管路16及相关管件采用石英玻璃管道及PVDF(聚偏氟乙烯)管道。
石英加热器箱体18为立式箱体结构，且箱体上设有用于外部入水管路、外部出水管路与外界连接的通孔。石英加热器箱体18由铝合金材质和硬塑板制成，箱体的外部设有由防火保温材料制成的保温层。
本发明在线原位式超纯水加热系统的工作原理为：超纯水经过原位的超纯水管路由罐体下端入水口输送进石英玻璃加热器内，经过三组螺旋加热丝加热升温，当温度传感器测量达到理想水温，经石英玻璃管道或PVDF管道直接输送到用水点，确保超纯水在整个加热过程及输送过程中实现零污染。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的工作人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种在线原位式超纯水加热系统，其特征在于，该系统包括石英加热器箱体(18)、设置在石英加热器箱体(18)内的石英加热器(1)以及用以控制石英加热器(1)进行超纯水加热的控制模块，所述的石英加热器(1)为立式石英玻璃罐体，所述的石英加热器(1)的顶部设有用以对罐体内水温进行精确调控的温度传感器(5)，所述的立式石英玻璃罐体设有排气端(4)、冲洗排放端(11)、罐体下端入水口(14)和罐体上端出水口(6)，所述的排气端(4)设于石英加热器(1)的罐体上方，所述的冲洗排放端(11)设于石英加热器(1)的罐体下方，所述的排气端(4)通过第二耐热非金属材料软连接(3)连接排气阀(2)，所述的冲洗排放端(11)通过第四耐热非金属材料软连接(12)连接排水阀(13)，所述的罐体上端出水口(6)处设有用以连接外部出水管路(8)的第三耐热非金属材料软连接(7)，所述的罐体下端入水口(14)处设有用以连接外部入水管路(16)的第一耐热非金属材料软连接(15)，外部入水管路(16)连接原位的超纯水管路。
2.根据权利要求1所述的一种在线原位式超纯水加热系统，其特征在于，所述的石英加热器(1)的内部下方设有上下设置的三组加热丝(10)，三组加热丝(10)为螺旋加热丝，三组加热丝(10)采用三相星形接法。
3.根据权利要求2所述的一种在线原位式超纯水加热系统，其特征在于，所述的加热丝(10)的一端穿过石英加热器(1)的罐体一侧，另一端穿过石英加热器(1)的罐体另一侧后连接加热丝熔断保护装置(17)，该加热丝熔断保护装置(17)与控制模块连接。
4.根据权利要求3所述的一种在线原位式超纯水加热系统，其特征在于，所述的加热丝熔断保护装置(17)包括分别与三组加热丝(10)连接的三组电热丝断线检测元件，所述的电热丝断线检测元件包括与加热丝(10)分别连接的指示灯、蜂鸣器、电流感应线圈。
5.根据权利要求3所述的一种在线原位式超纯水加热系统，其特征在于，所述的控制模块为无触点固态继电器配合多功能控制仪表构成的PID温度调节系统。
6.根据权利要求1所述的一种在线原位式超纯水加热系统，其特征在于，所述的排气端(4)与罐体上端出水口(6)对应设置，所述的冲洗排放端(11)与罐体下端入水口(14)对应设置。
7.根据权利要求1所述的一种在线原位式超纯水加热系统，其特征在于，所述的石英加热器(1)的外部设有防火保温层(9)。
8.根据权利要求1所述的一种在线原位式超纯水加热系统，其特征在于，所述的外部出水管路(8)、所述的外部入水管路(16)采用石英玻璃管道及PVDF管道。
9.根据权利要求8所述的一种在线原位式超纯水加热系统，其特征在于，所述的石英加热器箱体(18)上设有用以外部出水管路(8)、外部入水管路(16)与外界连接的通孔。
10.根据权利要求9所述的一种在线原位式超纯水加热系统，其特征在于，所述的石英加热器箱体(18)由铝合金材质和硬塑板制成，石英加热器箱体(18)的外部设有由防火保温材料制成的保温层。
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