一种X射线荧光用坩埚模具超声清洗装置及使用方法与流程

一种x射线荧光用坩埚模具超声清洗装置及使用方法
技术领域
1.本发明属于坩埚和模具超声清洗的技术领域，尤其涉及一种x射线荧光用坩埚模具超声清洗装置及使用方法。


背景技术：

2.x射线荧光熔样用坩埚和模具一般采用铂-5％金(pt-5％au)合金，和其他金属相比，其具有坚固、稳定、耐久并且不会被玻璃浸湿等优点。传统清洗铂黄金坩埚和模具的方法是将坩埚浸在1％或2％硝酸或盐酸的水溶液中(不要同时使用盐酸和硝酸)过夜或者加热煮沸数分钟，但是这种清洗方式存在一定的问题：用1％或2％硝酸或盐酸浸泡过夜时间太久，考虑到铂黄金坩埚和模具的价格，一般实验室根本不会配备很多，这就制约了每天的熔样量，不现实；用1％或2％硝酸或盐酸加热煮沸数分钟，一般在500ml烧杯中进行，一个烧杯最多只能放三个坩埚和模具，而且需要一个人一直守着加热，防止酸液喷溅或烧杯煮破，从酸液中取出煮好的坩埚和模具也不方便，容易烫伤或被酸灼伤，而且目前盐酸、硝酸购买并不方便(易制毒、易制爆)，如此要完成一批次坩埚和模具的清洗繁琐耗时。
3.超声波清洗具有清洗速度快、洗净度高的优点，可以使用超声清洗仪对坩埚和模具进行清洗，超声清洗仪通过超声波发生器发出高频振荡信号，通过换能器转换成高频机械振荡传播到清洗液中从而形成微小气泡，微小气泡对坩埚和模具进行振动清洗，使清洗更彻底。可选用20％柠檬酸作为清洗液。采用超声清洗不需要人守着，相对于上一种方法，操作简便，但是仍然存在一定问题：坩埚和模具要么摆放一层，要么堆积摆放，摆放一层清洗的坩埚和模具数量少，堆积摆放容易洗不干净；柠檬酸直接加入超声仪里腐蚀超声仪内表面；加入的柠檬酸溶液是冷的，清洗时间加长；清洗完成后，需要人工将坩埚和模具捞出，此时清洗液非常烫，用手直接拿会烫伤，而且手长期浸泡在热的酸液中对手腐蚀非常大，只能戴手套或用塑料镊子将其取出、劳动强度大且清洗效率低；而且后续还需要对坩埚和模具进行流水冲洗，晾干待用，非常耗时，特别是样多坩埚模具少的时候，清洗效率较低，不能满足使用需求。
4.因此，推出了一种x射线荧光用坩埚模具全自动超声清洗装置，既能有效的提高清洗效率，又能将坩埚和模具清洗干净，是本领域技术人员一个重要研究课题。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种x射线荧光用坩埚模具超声清洗装置及使用方法，有效的提高清洗效率，保证清洗质量。
6.本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种x射线荧光用坩埚模具超声清洗装置，其特征在于，包括超声清洗箱、烘干机构、清洗液清洗机构和清水清洗机构，所述超声清洗箱内部设有超声清洗室，对应底板上设有超声发生器，所述超声发生器连接多个超声换能器，所述超声清洗室内设有清洗篮，所述烘干机构安设于超声清洗箱的一侧箱壁顶部，所述清洗液清洗机构包括储液箱和清洗液循环管路，所述储液箱设于超声清洗箱的
另一侧箱壁顶部，所述清洗液循环管路连通储液箱及超声清洗室，所述清水清洗机构包括水源和清水管路，所述清水管路一端与所述水源连通，另一端分别与超声清洗箱和超声清洗室连通。
7.按上述方案，所述清洗篮包括外框架和多层内隔板，所述多层内隔板上下间隔设有，内隔板包括坩埚隔板和模具隔板。
8.按上述方案，所述储液箱内设有加热器和温度传感器，顶部设有注液口，侧壁与所述清洗液循环管路连通。
9.按上述方案，所述清洗液循环管路包括清洗液循环进管和清洗液循环出管，所述清洗液循环进管两端分别连通所述储液箱出液口及所述超声清洗室的进液口，所述清洗液循环出管两端分别连通储液箱进液口及超声清洗室的出液口。
10.按上述方案，所述清水管路包括进水总管、第一清水进管、第二清水进管和第一清水出管、第二清水出管，所述进水总管两端分别连通所述水源及第一、第二清水进管，第一清水进管与所述超声清洗箱的进水口相连通，所述第二清水进管与所述超声清洗室的进水口相连通，所述第一清水出管与超声清洗箱的出水口相连通，所述第二清水出管与超声清洗室的出水口相连通。
11.按上述方案，所述清洗液循环进管上设有进液泵和进液电磁阀，所述清洗液循环出管上设有回收泵和回收电磁阀，所述进水总管上设有进水泵，第一清水进管上设有第一进水电磁阀，所述第二清水进管上设有第二进水电磁阀，所述第一清水出管上设有第一出水电磁阀，所述第二清水出管上设有第二出水电磁阀。
12.按上述方案，所述超声清洗箱及超声清洗室内分别设有第一液位计和第二液位计，所述第一液位计的高度不高于超声清洗室的高度，所述第二液位计的高度高于顶层所述内隔板的高度。
13.按上述方案，所述超声清洗箱的外壁上设有控制器，所述控制器的输入端分别与所述温度控制器和所述液位计电连接，输出端分别与所述超声发生器、加热器、烘干机构、进液泵、进液电磁阀、回收泵、回收电磁阀、第一清水进管进水泵、第一进水电磁阀、第二进水电磁阀、第一出水电磁阀和第二出水电磁阀电连接，控制启闭。
14.按上述方案，所述烘干机构包括固定支架、多个电风扇和加热棒，所述固定支架竖直安设于所述超声清洗箱的顶部，所述多个电风扇相对于固定支架倾斜安设，电风扇的进风口位置安设于所述加热棒。
15.按上述方案，所述坩埚隔板和模具隔板均为格栅结构，坩埚隔板上均匀间隔设有环形限位槽，模具隔板上均匀间隔设有限位环，所述外框架设有多层滑槽，坩埚隔板和模具隔板从滑槽的插入端插入安装，滑槽的封闭端上下对称设有一组卡块，所述卡块由橡胶制成，一组卡块的间距小于坩埚隔板和模具隔板的厚度。
16.一种x射线荧光用坩埚模具超声清洗方法，其特征在于，包括如下步骤：
17.s1)从注液口加入20％柠檬酸清洗液，通过控制器将加热器打开进行加热，温度传感器控制清洗液温度保持50℃，将坩埚和模具分别倒扣在内隔板上，将内隔板插入清洗篮中，将清洗篮挂在清洗室中，通过控制器将第一清水进管上的进水泵和第一进水电磁阀打开，对超声清洗箱注清水，待水量达到液位计的高度时，进水泵和第一进水电磁阀自动关闭；同时通过控制器打开清洗液循环进管上的进液泵和进液电磁阀，向超声清洗室注入加
热后的清洗液，待清洗液没过坩埚和模具并达到液位计的高度时，进液泵和进液电磁阀自动关闭。启动超声发生器向超声清洗室持续发射超声波进行震荡清洗；
18.s2)清洗完成后，通过控制器关闭超声波发生器，打开清洗液循环出管上的回收泵和回收电磁阀，将清洗液通过清洗液循环出管输送至储液箱，运送完成后关闭回收泵和回收电磁阀，启动加热器进行加热，温度传感器控制清洗液温度保持50℃；开启第二清水进管上的第二进水电磁阀，通过进水泵向超声清洗室内注入清水，待水量没过坩埚和模具并达到液位计的高度时，第二进水电磁阀和进水泵自动关闭，启动超声发生器向超声清洗室持续发射超声波进行震荡清洗；
19.s3)清洗完成后，通过控制器关闭超声波发生器，打开第二清水出管上的第二出水电磁阀，将超声清洗室内废水排出，打开烘干机构，吹淋去除水渍；
20.s4)烘干完成后，直接取出清洗篮，取下清洗完成的坩埚和模具；
21.s5)重复s1-s4的清洗步骤，当柠檬酸清洗液清洗次数达到五次时，不用回收清洗液，控制器控制第二清水出管上的第二出水电磁阀打开，清洗液直接从第二清水出管排出；
22.s6)完成一天的清洗任务时，控制器打开第一出水电磁阀，通过第一清水出管排空超声清洗箱内的水。
23.本发明的有益效果是：提供一种x射线荧光用坩埚模具超声清洗装置及使用方法，超声清洗室内加入清洗液，而不是直接加入到超声清洗箱内，避免超声清洗箱内部腐蚀，延长了装置使用寿命；清洗篮分层设置隔板，既可以防止坩埚和模具在下方堆积影响清洗效率，又可以增加一次清洗坩埚和模具的数量，大大提高了效率，实现自动化清洗；还设置有清水清洗机构和烘干机构，无需单独拿出到外部晾干或烘箱烘干，降低了人工劳动强度，实现了清洗、烘干操作一体化；通过清洗液循环管路回收清洗液，减少了清洗液消耗；而且在储液箱内安装加热棒和温度传感器，缩短了清洗时间，降低能耗，提高了清洗效率。
附图说明
24.图1为本发明一个实施例的结构透视图。
25.图2为本发明一个实施例的半剖透视图。
26.图3为本发明一个实施例的滑槽的结构示意图。
27.图4为本发明一个实施例的坩埚隔板的结构示意图。
28.图5为本发明一个实施例的模具隔板的结构示意图。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
31.在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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专利的限制。
32.如图1-2所示，一种x射线荧光用坩埚模具超声清洗装置，包括超声清洗箱1、烘干机构2、清洗液清洗机构3和清水清洗机构4，超声清洗箱内部设有超声清洗室5，对应底板上设有超声发生器6，超声发生器连接多个超声换能器7，超声清洗室内设有清洗篮8，烘干机构安设于超声清洗箱的一侧箱壁顶部，清洗液清洗机构包括储液箱9和清洗液循环管路，储液箱设于超声清洗箱的另一侧箱壁顶部，清洗液循环管路连通储液箱及超声清洗室，清水清洗机构包括水源和清水管路，清水管路一端与水源连通，另一端分别与超声清洗箱和超声清洗室连通。
33.清洗篮包括外框架10和多层内隔板11，多层内隔板上下间隔设有，内隔板包括坩埚隔板12和模具隔板13。坩埚隔板和模具隔板均为格栅结构，坩埚隔板上均匀间隔设有环形限位槽14(见图4)，模具隔板上均匀间隔设有限位环15(见图5)，外框架设有多层滑槽16(见图3)，坩埚隔板和模具隔板从滑槽的插入端插入安装，滑槽的封闭端上下对称设有一组卡块 17，卡块由橡胶制成，一组卡块的间距小于坩埚隔板和模具隔板的厚度，坩埚隔板和模具隔板从插入端插入滑槽，端部插入卡块进行卡紧固定。
34.清洗篮可通过挂耳悬挂于清洗室内，清洗篮材质为聚四氟乙烯，坩埚和模具均开口朝下放置，限位槽用于卡合坩埚，限位环用来固定模具，超声波沿着从下向上的方向对其内部进行冲击，使残留物更容易脱离，清洗效果好。
35.储液箱内设有加热器18和温度传感器19，顶部设有注液口20，侧壁与清洗液循环管路连通。通过注液口向清洗液储液箱中添加清洗液，清洗液优选为20％柠檬酸溶液；另外，注液口还可以防止加热清洗液时储液箱的压力过大；加热器对清洗液进行加热，通过温度传感器使清洗液温度保持50℃。
36.清洗液循环管路包括清洗液循环进管21和清洗液循环出管22，清洗液循环进管两端分别连通储液箱出液口及超声清洗室的进液口，清洗液循环出管两端分别连通储液箱进液口及超声清洗室的出液口。
37.清水管路包括进水总管23、第一清水进管24、第二清水进管25和第一清水出管26、第二清水出管27，进水总管两端分别连通水源及第一、第二清水进管，第一清水进管与超声清洗箱的进水口相连通，第二清水进管与超声清洗室的进水口相连通，第一清水出管与超声清洗箱的出水口相连通，第二清水出管与超声清洗室的出水口相连通。
38.清洗液循环进管上设有进液泵28和进液电磁阀29，清洗液循环出管上设有回收泵30和回收电磁阀31，进水总管上设有进水泵32，第一清水进管上设有第一进水电磁阀33，第二清水进管上设有第二进水电磁阀34，第一清水出管上设有第一出水电磁阀35，第二清水出管上设有第二出水电磁阀36。
39.超声清洗箱及超声清洗室内分别设有第一液位计37和第二液位计38，第一液位计的高度不高于超声清洗室的高度，第二液位计的高度高于顶层内隔板的高度，通过液位计监测清洗液及清水的液位，防止满溢发生。
40.超声清洗箱的外壁上设有控制器39，控制器的输入端分别与温度控制器和液位计电连接，输出端分别与超声发生器、加热器、烘干机构、进液泵、进液电磁阀、回收泵、回收电
磁阀、第一清水进管进水泵、第一进水电磁阀、第二进水电磁阀、第一出水电磁阀和第二出水电磁阀电连接，控制启闭。
41.烘干机构包括固定支架40、多个电风扇41和加热棒42，固定支架竖直安设于超声清洗箱的顶部，多个电风扇相对于固定支架倾斜安设，倾斜角度为30
°‑
45
°
，电风扇的进风口位置安设于加热棒。通过电风扇吹风，将加热后的风吹向坩埚和模具表面，实现其表面水渍的快速蒸发。
42.本发明清洗篮用隔板将其分为多层，每层根据坩埚和模具的形状设计限位槽和限位环，将坩埚和模具倒置在隔板上，将清洗篮挂在清洗室内用20％柠檬酸超声清洗，清洗完成后回收清洗液至清洗液储液箱，再用清水超声清洗一遍，吹淋去除水渍，实现了不移动坩埚和模具，一次大批量超声清洗自动化实施，提高了超声清洗的效率，降低了人工劳动强度。
43.采用本装置进行清洗包括以下步骤：
44.s1：从注液口加入20％柠檬酸清洗液，通过控制器将加热器打开进行加热，温度传感器控制清洗液温度保持50℃，将坩埚和模具分别倒扣在内隔板上，将内隔板插入清洗篮中，将清洗篮挂在清洗室中，通过控制器将第一清水进管上的进水泵和第一进水电磁阀打开，对超声清洗箱注清水，待水量达到液位计的高度时，进水泵和第一进水电磁阀自动关闭；同时通过控制器打开清洗液循环进管上的进液泵和进液电磁阀，向超声清洗室注入加热后的清洗液，待清洗液没过坩埚和模具并达到液位计的高度时，进液泵和进液电磁阀自动关闭。启动超声发生器向超声清洗室持续发射超声波进行震荡清洗；
45.s2：清洗完成后，通过控制器关闭超声波发生器，打开清洗液循环出管上的回收泵和回收电磁阀，将清洗液通过清洗液循环出管输送至储液箱，运送完成后关闭回收泵和回收电磁阀，启动加热器进行加热，温度传感器控制清洗液温度保持50℃；开启第二清水进管上的第二进水电磁阀，通过进水泵向超声清洗室内注入清水，待水量没过坩埚和模具并达到液位计的高度时，第二进水电磁阀和进水泵自动关闭。启动超声发生器向超声清洗室持续发射超声波进行震荡清洗；
46.s3：清洗完成后，通过控制器关闭超声波发生器，打开第二清水出管上的第二出水电磁阀，将超声清洗室内废水排出。打开烘干机构，吹淋去除水渍；
47.s4：烘干完成后，直接取出清洗篮，取下清洗完成的坩埚和模具；
48.s5：重复s1-s4的清洗步骤，当柠檬酸清洗液清洗次数达到5次时，不用回收清洗液，控制器控制第二清水出管上的第二出水电磁阀打开，清洗液直接从第二清水出管排出；
49.s6：完成一天的清洗任务时，控制器打开第一出水电磁阀，通过第一清水出管排空超声清洗箱内的水。
50.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
51.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以
理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。