一種放射性水樣蒸發濃縮裝置及方法制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種放射性水樣蒸發濃縮裝置及蒸發濃縮方法，所述裝置包括加熱器、置于該加熱器上的蒸發器、冷凝器、管、電子流量計、水泵、水樣收集器、水位傳感器和控制器；水泵的進水端和出水端分別通過所述管與水樣收集器和電子流量計的進水端連通，電子流量計的進水端通過管與處于密封塞外側的進水管一端連通，冷凝器的進汽口與蒸發器的排汽口通過管相連，控制器對加熱爐和水泵的電路開閉及水泵的進水量進行控制；所述方法包括第一次向蒸發器注入（P-Q）L的最低液面水樣，再通過n次水樣注入和水樣蒸發，直至PL水全部注入到蒸發器內，且蒸發器內余下的水樣處于所述最低液面。優點是提高試驗效率，減少放射性水樣排出。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及放射性水樣分析測試裝置，尤其涉及一種放射性水樣蒸發濃縮裝置。
技術介紹
由于放射性核素在環境水樣中的含量非常低（通常為痕量級），無法通過現有的檢測方法和測量設備進行分析，因此需要對該種水持續加熱進行蒸發濃縮，使其達到能夠通過相關分析方法或測量儀器測量出的最低放射性核素的濃度水平。例如一般痕量級的50L水樣，需要通過蒸發濃縮至220ml，即濃縮倍為227倍才能達到測量其中γ放射性核素的最低測試濃縮下限。目前放射性水樣蒸發濃縮方法一般是先將待測的水樣分（一般是50L）分多次取到小容積的玻璃燒杯中，燒杯的容積通常是3L或5L，裝有水樣的燒杯置于電爐上微沸蒸發，在加熱蒸發的過程中需試驗人員不斷地向燒杯中添加水樣，直至所有水樣蒸發至所需的最終體積。因整個蒸發過程耗時冗長，試驗人員往往還兼顧其他事項，因此難免有疏忽，致使未能及時添加水樣造成水樣燒干，燒杯破損，導致試驗失敗，使試驗效率大大降低，同時還會使放射性水樣預估儲備量大，從而增加放射性物質的排出。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種提高試驗效率并能減少放射性水樣排出的一種放射性水樣蒸發濃縮裝置及方法。為實現上述目的，本專利技術的放射性水樣蒸發濃縮裝置包括：加熱器、置于該加熱器上的蒸發器、冷凝器、管、電子流量計、水泵、水樣收集器、水位傳感器和控制器；所述冷凝器包括具有進汽口和出水口的水汽收集管和置于水汽收集管中的冷卻管；所述蒸發器包括具有進水口和排汽口的蒸發容器、密封堵塞在蒸發容器的進水口上的密封塞及密封穿接密封塞的進水管；所述水泵的進水端和出水端分別通過所述管與所述水樣收集器和電子流量計的進水端連通，電子流量計的進水端通過管與處于密封塞外側的進水管一端連通，所述冷凝器的進汽口與蒸發器的排汽口通過管相連，所述水位傳感器置于所述蒸發容器中的最低液面處并與所述控制器電連接，控制器根據傳感器發出的最低水位信號和電子流量計的流量信號對加熱爐和水泵的電路開閉及水泵的進水量進行控制，通過n+1次的水樣注入，將PL水樣注入蒸發容器中，經n次蒸發后，剩余的水樣至少達到設定的最低放射性核素濃度，并處于所述最低液面，且為第一次向蒸發容器注入的水樣量。據此，本專利技術裝置能自動添加水樣直至使水樣蒸發到所需濃度。進一步的，所述管包括金屬管和軟管；所述軟管為橡膠軟管或塑膠軟管。進一步的，所述水樣蒸發容器為包括球形蒸發腔和圓管形的進水口及排汽口的玻璃器皿，所述進水口設置在球形蒸發腔上端，所述排汽口設置在圓管形進水口一側的管壁上，或設置在球形蒸發腔上部的腔壁上，且高于球形蒸發腔內的最高液面。更進一步的，所述球形蒸發腔的腔壁上設有容積刻度。進一步的，所述冷卻管為圓管狀容器，該圓管狀容器兩端的管壁上分別設有用于冷卻水引入和引出的引入口和引出口；所述水汽收集管為螺旋管，沿冷卻管軸向設置于冷卻管內，兩端從冷卻管軸向兩端密封引出，分別形成所述的進汽口和出水口。進一步的，所述蒸發濃縮裝置還包括冷凝水收集容器，該冷凝水收集容器與冷凝器中的出水口相連通。進一步的，所述出水口通過管與冷凝水收集容器連通，且所述管上設有開關閥。進一步的，所述水泵的進水端和出水端分別依次通過金屬管和軟管與水樣收集器和電子流量計的進水端連通。進一步的，所述電子流量計的進水端通過軟管與處于密封塞外側的進水管一端連通。針對上述蒸發濃縮裝置，對于容積為PL的放射性水樣，蒸發掉QL后至少達到最低放射性核素濃度，其對所述水樣進行蒸發濃縮的步驟為：1）所述控制器第一次開啟水泵，依據電子流量計的流量信號向蒸發器注入（P-Q）L所述水樣，并使注入的（P-Q）L水樣的液面為最低液面；2）所述控制器第二次開啟水泵，向蒸發器注入的水樣按將余下水樣量R做n次平均注入計，即注入量為(R/n)L，R=P-Q，在注入(R/n)L水樣后控制器根據電子流量計的流量信號關閉水泵、開啟加熱爐；加熱爐對蒸發器加熱，蒸發器內的水位下降直至最低液面，傳感器向控制器發出信號，控制器關閉加熱爐、開啟水泵，再次向蒸發器注入(R/n)L水樣；3）重復n次步驟2），直至水樣收集器內的PL的水樣全部注入到蒸發器內，蒸發器內余下（P-Q）L水樣，該水樣即為至少達到最低放射性核素濃度的水樣。本專利技術的有益效果在于：本專利技術裝置通過設定的程式，使加熱爐和水泵輪流工作，根據蒸發量水泵向蒸發器注入相應體積的水樣，待蒸發器補充適量水樣后加熱爐啟動，以對蒸發器加熱，使水樣蒸發，由此經過n次水泵向蒸發器注水和加熱爐對蒸發器加熱，直至蒸發器注入的水樣累積量達到設定量，且使剩余水樣至少達到設定的最低放射性核素濃度，整個蒸發濃縮過程結束，整個過程不需要相關工作人員沒有疏忽地專注于蒸發濃縮，從而實現整個蒸發濃縮過程的自動化，并保證蒸發濃縮按設計完成，不會出現水樣燒干蒸發器燒壞致使試驗失敗的現象，提高試驗工作的效率，同時放射性水樣可以根據設定量提取，不需要為預防試驗失敗，而儲備較大量的放射性水樣，從而減少試樣的排出。附圖說明圖1是本專利技術的一種蒸發濃縮裝置的結構示意圖，其中的水樣蒸發容器的排氣口設置在進水口一側的管壁上。圖2是本專利技術的另一種蒸發濃縮裝置的結構示意圖，其中的水樣蒸發容器的排氣口設置在收集腔的腔壁上。圖中1-冷凝器，11-水汽收集管，111-進汽口，112-出水口，12冷卻管，2-管，3-加熱器，4-蒸發器，82-電子流量計，6-水泵，7-水樣收集器，81-水位傳感器，8-控制器，9-冷凝水收器。具體實施方式如圖1，本專利技術放射性水樣蒸發濃縮裝置的一個具體實施例，它主要由冷凝器1、管2、加熱器3、蒸發器4、電子流量計82、水泵6、水樣收集器7、水位傳感器81和控制器8組成。其中的蒸發器4置于加熱爐3的上端并包括水樣蒸發容器41和密封塞42及進水管43，蒸發容器41具有進水口411和排汽口412。進一步的水樣蒸發容器41為玻璃器皿，且該玻璃器皿包括球形蒸發腔413和設于該收集腔413上端的圓管形的進水口411和排汽口412，排汽口412設于設置在圓管形進水口一側的管壁上，或設置在收集腔上部的腔壁上，如圖2，其位置應高于蒸發器內水樣的最高液面，使液面上因蒸發產生的水蒸氣由該排汽口412排出。密封塞42密封堵塞在水樣蒸發容器41的進水口411上，也就是堵塞在圓管形的進水口411的上端，進水管43密封穿接密封塞42，使上端露出密封塞42外，下端處于收集腔413內。為了方便了解蒸發腔413中的水樣量，在球形蒸發腔的腔壁上設有容積刻度。冷凝器1包括水汽收集管11和冷卻管12，冷卻管12為管為圓管狀容器，該圓管狀容器管壁上、下端管壁上分別設有引出口121和引入口122，用于冷卻水的引出和引入。進一步的，為了增加與冷卻水的熱交換面，水汽收集管11制作成螺旋管，該螺旋狀的水汽收集管11沿冷卻管軸向置于冷卻管12內，且兩端從冷卻管12的軸向兩端部密封引出，形成蒸發器的進汽口111和出水口112，本實施例中水汽收集管11垂直設置，上端為進汽口，下端為出水。冷凝器1被固定在第一支本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種放射性水樣蒸發濃縮裝置，其特征在于：該裝置包括：加熱器、置于該加熱器上的蒸發器、冷凝器、管、電子流量計、水泵、水樣收集器、水位傳感器和控制器；所述冷凝器包括具有進汽口和出水口的水汽收集管和置于水汽收集管中的冷卻管；所述蒸發器包括具有進水口和排汽口的蒸發容器、密封堵塞在蒸發容器的進水口上的密封塞及密封穿接密封塞的進水管；所述水泵的進水端和出水端分別通過所述管與所述水樣收集器和電子流量計的進水端連通，電子流量計的出水端通過管與處于密封塞外側的進水管一端連通，所述冷凝器的進汽口與蒸發器的排汽口通過管相連，所述水位傳感器置于所述蒸發容器中的最低液面處并與所述控制器電連接，所述電子流量計的信號輸出端與控制器電連接。

【技術特征摘要】
1.一種放射性水樣蒸發濃縮裝置，其特征在于：該裝置包括：加熱器、置于該加熱器上的蒸發器、冷凝器、管、電子流量計、水泵、水樣收集器、水位傳感器和控制器；所述冷凝器包括具有進汽口和出水口的水汽收集管和置于水汽收集管中的冷卻管；所述蒸發器包括具有進水口和排汽口的蒸發容器、密封堵塞在蒸發容器的進水口上的密封塞及密封穿接密封塞的進水管；所述水泵的進水端和出水端分別通過所述管與所述水樣收集器和電子流量計的進水端連通，電子流量計的出水端通過管與處于密封塞外側的進水管一端連通，所述冷凝器的進汽口與蒸發器的排汽口通過管相連，所述水位傳感器置于所述蒸發容器中的最低液面處并與所述控制器電連接，所述電子流量計的信號輸出端與控制器電連接。
2.根據權利要求1所述的一種放射性水樣蒸發濃縮裝置，其特征在于：所述管包括金屬管和軟管；所述軟管為橡膠軟管或塑膠軟管。
3.根據權利要求2所述的一種放射性水樣蒸發濃縮裝置，其特征在于：所述水泵的進水端依次通過金屬管和軟管與水樣收集器連通，水泵出水端通過金屬管與電子流量計連通。
4.根據權利要求2所述的一種放射性水樣蒸發濃縮裝置，其特征在于：所述電子流量計的出水端通過軟管與處于密封塞外側的進水管一端連通。
5.根據權利要求1所述的一種放射性水樣蒸發濃縮裝置，其特征在于：所述水樣蒸發容器為包括球形蒸發腔和圓管形的進水口及排汽口的玻璃器皿，所述進水口設置在球形蒸發腔上端，所述排汽口設置在圓管形進水口一側的管壁上，或設置在球形蒸發腔上部的腔壁上，且高于球形蒸發腔內的最高液面。
6.根據權利要求5所述的一種放射性水樣蒸發濃縮裝置，其特征在于：所述球形蒸發腔的腔壁...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王利華，張起虹，周程，
申請(專利權)人：江蘇省核與輻射安全監督管理局，
類型：發明
國別省市：江蘇;32