中国现代教育装备
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 实验室建设  
全自动化学试剂瓶清洗装置的研发
来源:《中国现代教育装备》杂志 时间:2021-8-22 9:18:36
  [导读]高校实验室废弃化学试剂瓶品种多、外形多样,内部残留成分复杂。为了解决化学试剂瓶清洗及环境污染问题,参考市场上的洗瓶机,以原有的半自动试剂瓶清洗设备为基础,使用FX5U PLC采集数据并控制清洗装置的运行,采用触摸屏进行洗涤模式选择、参设调整及监控等,设计出一套基于PLC控制的全自动化学试剂瓶清洗装置,主要涉及装置结构设计及PIDm,PWM,SFC等技术,经过调试及初步应用,达到设计要求。

  目前国内市场上的洗瓶装置形式有扭道式、箱式、滚筒式和立式等多种,并在食品、医药、化学等多个领域被广泛应用,其中立式洗瓶机已取代了滚筒式洗瓶机的主要地位[1]。有的洗瓶机是行业专用不适合在实验室中使用,有的不能较好地满足高校化学实验室各类试剂瓶的清洗要求。高校实验室废弃化学试剂瓶品种多、外形多样(如小口径试剂瓶、烧杯、三角瓶、容量瓶、移液管等)、内部残留成分复杂。长期积压在实验室中的各类废弃化学试剂瓶,若不能及时清洗处理,势必会造成新的污染,影响师生身体健康[2-5],成为安全风险源。部分高校将废弃化学试剂瓶委托给专业公司处理,处理的数量越来越多,处理费用逐年增高,以致部分师生将用后的试剂瓶进行简单清洗后作为生活垃圾直接抛弃,这种做法存在危险且不符合环境保护要求。

  在吸收部分国内相关洗瓶设备优点并在我校研发半自动废弃试剂瓶清洗设备的基础上,重新进行了结构及自动化部分的设计。借助我校自制仪器等项目的经费保障和自有专利成果,研制了全自动化学试剂瓶清洗装置,有效解决了我校多校区多学院的化学试剂瓶清洗处理难题,满足试剂瓶危废物处置要求。

  1 结构设计

  2 自动化部分设计

  3 结语

  该装置通过我校搭建的试剂瓶透光率实验测试台的实验及数据分析,得出影响该装置的关键因素并进行了指标优化;采取了2.6节所述安全措施,避免造成人员在清洗过程中被热气热水高温烫伤、废液溅出等安全隐患,确保工作人员的职业安全健康。通过废液回收处理,确保废液能够满足环保要求。

  如果能够在该装置中添加PH酸碱度检测仪测量预洗后的PH浓度,再根据其值大小实现加药类型及加药量的控制,会取得更理想的效果,但存在成本较高及探头电极需经常维护保养等难题;可根据用户需要采用三相交流电源及变频器调节清洗液流量。全自动化学试剂瓶清洗装置经过多次调试和校内用户使用反馈修改,使用效果较好,有效提高了高校实验室处理废弃化学试剂瓶的能力和自动化水平,该装置产生的废弃物符合环保要求,避免了环境污染,节约了成本,获得了较好的社会和经济效益。在高校中使用全自动化学试剂瓶清洗装置具有广泛性和必要性。

  参考文献

  [1] 秦保振.洗瓶机的现状及发展趋势[J].机电信息2007,167(29):31-33.

  [2] 关于制定《实验室废弃物管理规定》的建议[EB/OL].(2009-06-09).http://www.93.gov.cn/partic/people/51025878192457185486.shtml[2010-05-24].

  [3] 学校实验室废弃物暂行分类标准[EB/OL].(2010-2-23).http://www.scu.edu.cn.

  [4] 李秀珍,李勤,王征,等.实验室废弃物分类制度与校园安全探讨[J].实验技术与管理,2011,28(5):97-198;204.

  [5] 《国家危险废物名录》(2016版)[EB/OL].https://wenku.baidu.com/view/8d7a45c6227916888586d786.html.

  [6] 卿前茂,姜莉莉,周鑫.连杆清洗设备的高压喷淋系统设计[J].应用科技,2013,40(1):26-29.

  [7] 邢雪阳,赵健,郭公浦,等.自旋式高压旋转射流清洗油管装置的设计与研究[J].清洗世界,2016,32(1):17-21.

  [8] 曹建明,李跟宝,朱辉.空气助力喷嘴雾化特性实验研究[J].新能源进展,2018,6(4):267-273.

  [9] 王国田,秦康生,张志高,等.一种模块化化学药品容器清洗设备:中国,201821708714.8[P].2019-05-07.

  [10] 王国田,张志高,单杰,等.一种玻璃器皿清洗用组合螺旋喷射出水装置:中国,201821506538.X[P].2019-05-14.

  [11] 王国田,秦康生,张志高,等.一种清洗化学药品容器用的旋转外喷淋装置:中国,201821507583.7[P].2019-05-14.

  [12] 陈立定,王军会.洗瓶机控制系统分析与设计[J].食品工业,2010(10):97-100.

  [13] MELSEC iQ-FFX5编程手册(指令/通用FUN/FB篇)[EB/OL].https://pan.baidu.com/s/1hqyFgm4?errmsg=Auth+Login+Params+Not+Corret&errno=2&ssnerror=0.

  [14] MELSEC iQ-FFX5用户手册(应用篇)[EB/OL].http://www.doc88.com/p-6631747581497.html.

束长宝1 何成兵2 王国田3 张志高4 秦康生4

1.扬州大学电气与能源动力工程学院 2.扬州市广陵经济开发区水利站

3.扬州大学实验室与设备管理处 4.扬州大学机械工程学院


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