CN103418324B - 一种微波消解装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种微波消解装置，包括微波发射器，所述微波发射器包括一微波激励腔，该微波消解装置还包括反应腔、样品罐和衬体；所述反应腔内有空腔，该空腔通过至少一通孔与微波激励腔相连通；所述样品罐置于反应腔的空腔内；所述衬体填于样品罐外壁和反应腔内壁之间的空隙处。本发明优点是承压能力强，可以处理多种需要进行微波消解的试液，而且安全系数高，不容易出现爆罐等安全问题。

Description

一种微波消解装置

技术领域

本发明涉及一种消解装置，具体地说，涉及一种用于微波消解的装置。

背景技术

在微波消解领域，目前市场上常用的装置多是由腔体、外罐、样品罐组成，微波消解用的样品置于样品罐内，样品罐置于外罐内，外罐置于腔体内，腔体通常为圆柱体，其侧壁上有一通孔，微波从通孔进入腔体内部。腔体由金属制成，而外罐由可透微波的非金属制成，样品罐是一个密封容器，由聚四氟乙烯制成。外罐的作用是承受消解时化学反应所产生的巨大压力，因为样品罐的材料不耐压。其工作原理是：微波由通孔进入腔体内部后，穿过外罐和样品罐外壁进入样品罐内，当微波通过样品罐内的试液时，试液受微波作用，迅速升温，同时，由于密封的反应环境，压力可高于常压，试液温度可超过本身的沸点，达到化学反应所需的温度，这过程中由于会产生大量气体而形成巨大压力，需要由外罐来承受。

现有装置的不足在于，外罐的耐压性有限，能够处理的样品的类型有限，而且容易疲劳而导致耐压性能下降，长期使用容易发生爆罐的危险。

试液在样品罐内发生化学反应时，会对样品罐内壁施加压力，而样品罐本身并不耐压，该压力又传递给样品罐紧密接触的外罐，而目前外罐均由非金属制成，其承压能力有限，一般工作压力不大于6Mpa，很多反应时产生更大压力的试液，就不能用该装置进行处理。

若想提高外罐的承压能力，在不改变材料的情况下，只能增加外罐壁厚，但这样不但使罐体过于笨重，不便操作，更大大增加成本；在考虑成本的情况下，选用金属材料是比较适合的，但微波又不能穿透金属材料，导致微波不能穿过外罐进入样品罐内的试液，所以该方案也不适用。

综上，如何提高消解装置的承压能力，扩大其处理试液的使用范围，防止微波消解时发生爆罐等安全事故，成为急需解决的技术问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种微波消解装置，可以解决现有技术中微波消解装置承压能力低，处理样品类型有限，容易发生爆罐等安全事故的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种微波消解装置，包括微波发射器，所述微波发射器包括一微波激励腔，该微波消解装置还包括反应腔、样品罐和衬体；所述反应腔内有空腔，该空腔通过至少一通孔与微波激励腔相连通；所述样品罐置于反应腔的空腔内；所述衬体填于样品罐外壁和反应腔内壁之间的空隙处。衬体的作用一是固定样品罐的位置，二是将反应中样品罐承受的压力传导给反应腔分担一部分，不容易出现爆罐等安全问题。

进一步，所述反应腔由主体和盖体组成，主体上部开口，内为空腔，所述通孔设于主体底壁上，所述微波发射器置于主体下方，所述盖体与主体上部开口处相匹配。

进一步，所述样品罐有多个。

进一步，所述通孔处设有一隔板。其作用是防止杂物通过通孔进入反应腔内。

进一步，所述反应腔主体和盖体间为密封的固接。

进一步，所述主体和盖体间为螺纹连接。

进一步，所述主体上部开口处有一圈凸起，还包括一箍体，该箍体包括第一箍体和第二箍体，第一箍体和第二箍体为半圆环状的槽体；第一箍体和第二箍体分别位于主体两侧，且将主体开口处凸起和盖体边缘置于箍体的槽内，所述第一箍体和第二箍体间为固接，所述固接可为螺栓连接。设置箍体的作用是将反应腔的主体和盖体间压严实。

进一步，所述反应腔材料为耐高压，且微波不能穿透的材料，如金属。将反应腔选用金属材料，其作用不仅仅是防止微波泄露，还可以增加本发明微波消解装置的承压能力，发生消解反应时，虽然样品罐材料抗压性不强，但由于样品罐外壁和反应腔内壁间填充了衬体材料，样品罐受到的压力通过衬体传导给反应腔，所以，整个装置的承压能力增强了，不容易出现爆罐等安全问题。

进一步，所述样品罐材料和隔板材料为微波可穿透的材料，如聚四氟乙烯。

进一步，所述衬体材料为微波可穿透的材料。因为微波要穿过衬体才能到达样品罐内。

本发明一种微波消解装置的优点是承压能力强，可以处理多种需要进行微波消解的试液，而且安全系数高，不容易出现爆罐等安全问题。

附图说明

图1所示为本发明微波消解装置的结构示意图；

图2所示为本发明微波消解装置的立体图。

附图中标号的对应关系如下：

1：反应腔；

101：主体；

102：盖体；

103：通孔；

2：样品罐；

3：微波发射器；

301：微波激励腔

4：箍体；

401：第一箍体；

402：第二箍体；

501：第一螺栓；

502：第二螺栓；

6：隔板；

7：测温计；

8：衬体。

具体实施方式

下面结合附图提供本发明一种微波消解装置的具体实施方式。

如图1和图2所示，本发明提供一种微波消解装置，包括反应腔1和三个样品罐2；所述反应腔1内有空腔，该空腔通过一个通孔103与微波发射器3的微波激励腔301相连通；所述样品罐2置于反应腔1的空腔内。样品罐2外壁和反应腔1内壁之间的空隙处填满了衬体8，所述反应腔1由主体101和盖体102组成，主体101上部开口，内有空腔，所述通孔103设于主体101底壁上，所述盖体102与主体101上部开口处相匹配。所述主体101上部开口处有一圈凸起。所述的微波消解装置还包括一箍体4，该箍体4包括第一箍体401和第二箍体402，第一箍体401和第二箍体402为半圆环状的槽体；第一箍体401和第二箍体402分别位于主体101两侧，且将主体101开口处凸起和盖体102边缘置于箍体的槽内，所述第一箍体401和第二箍体402间为螺栓固接。

所述通孔103处设有一隔板6。

所述衬体8材料为聚四氟乙烯，所述反应腔1材料为金属，所述样品罐2材料和隔板6材料为聚四氟乙烯。

使用时先将测温计7放入样品罐2中，再将样品罐2放入反应腔1内，将衬体8填满反应腔1内部的空隙处，将反应腔1的盖体102盖到主体101上，再将第一箍体401和第二箍体402套在主体101上部开口处凸起和盖体102边缘外，将第一螺栓501和第二螺栓502插入第一箍体401和第二箍体402对应的螺栓孔中，然后旋紧螺栓，将第一箍体401和第二箍体402紧紧压靠在一起，从而将盖体102紧紧的压在反应腔1主体101上。打开微波发射器3，微波先经过微波激励腔301，穿过通孔103处的隔板6和衬体8进入样品罐2内，当微波通过样品罐2内的试液时，试液里的极性分子随微波频率快速变换取向，分子来回转动，与周围分子相互碰撞摩擦，分子的总能量增加，使试液温度急剧上升。试液在样品罐2内发生化学反应时，会对样品罐2内壁施加压力，而样品罐2本身并不耐压，该压力又通过衬体8传递给耐压的金属反应腔1。反应完成后，关闭微波发射器3。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明结构的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种微波消解装置，包括微波发射器，所述微波发射器包括一微波激励腔，其特征在于，该微波消解装置还包括反应腔、样品罐和衬体；所述反应腔内有空腔，该空腔通过至少一通孔与微波激励腔相连通；所述样品罐置于反应腔的空腔内；所述衬体填于样品罐外壁和反应腔内壁之间的空隙处，以将样品罐承受的压力传导给反应腔，增强微波消解装置的承压能力，所述反应腔由主体和盖体组成，主体上部开口，内为空腔，所述主体上部开口处有一圈凸起，还包括一箍体，该箍体包括第一箍体和第二箍体，第一箍体和第二箍体为半圆环状的槽体；第一箍体和第二箍体分别位于主体两侧，且将主体开口处凸起和盖体边缘置于箍体的槽内，所述第一箍体和第二箍体间为固接，所述固接为螺栓连接。

2.根据权利要求1所述的微波消解装置，其特征在于，所述通孔设于主体底壁上，所述微波发射器置于主体下方，所述盖体与主体上部开口处相匹配。

3.根据权利要求1所述的微波消解装置，其特征在于，所述样品罐有多个。

4.根据权利要求1所述的微波消解装置，其特征在于，所述通孔处设有一隔板。

5.根据权利要求2所述的微波消解装置，其特征在于，所述反应腔主体和盖体间为密封固接。

6.根据权利要求5所述的微波消解装置，其特征在于，所述主体和盖体间为螺纹连接。

7.根据权利要求1所述的微波消解装置，其特征在于，所述反应腔材料为耐高压，且微波不能穿透的材料。

8.根据权利要求4所述的微波消解装置，其特征在于，所述样品罐材料和隔板材料为微波可穿透的材料。

9.根据权利要求1所述的微波消解装置，其特征在于，所述衬体材料为微波可穿透的材料。