CN103777030A

CN103777030A - 一种实验室化学需氧量自动分析装置

Info

Publication number: CN103777030A
Application number: CN201410038288.1A
Authority: CN
Inventors: 苏清柱; 谷彦武; 张于辉; 赵云龙; 王虎
Original assignee: Shijiazhuang Derun Environmental Protection & Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Derun Tiancheng Environmental Protection Technology Co., Ltd.
Priority date: 2014-01-26
Filing date: 2014-01-26
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2034-01-26
Also published as: CN103777030B

Abstract

本发明公开了一种实验室化学需氧量自动分析装置，包括框架，框架中设有工作平台；所述工作平台上设置有用于放置多个消解管的消解管箱；在消解管箱上方的框架上设置有三轴移动平台，加液管和一个ORP电极通过加液管夹具配装在三轴移动平台上，ORP电极与计算机控制系统相连接。本发明可以自动完成化学需氧量分析，节省工作人员的时间，降低工作人员的工作强度。

Description

一种实验室化学需氧量自动分析装置

技术领域

本发明涉及一种实验室化学需氧量自动分析装置，属于检测技术领域。

背景技术

在水质监测中，常常会用到回流装置进行化学需氧量（COD）等污染参数的检测，传统检测方法，需要人工进行手动操作，劳动强度比较大，浪费宝贵的人力，尤其是遇到多个水样的时候，更加耗时耗力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种操作简单、省时省力的实验室化学需氧量自动分析装置。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种实验室化学需氧量自动分析装置，包括框架，框架中设有工作平台；所述工作平台上设置有用于放置多个消解管的消解管箱；在消解管箱上方的框架上设置有三轴移动平台，加液管和一个ORP电极通过加液管夹具配装在三轴移动平台上，ORP电极与计算机控制系统相连接。

其中，在工作平台上设置有加热器，消解管箱设置在加热器上；冷凝管箱中配装的多个冷凝管一一对应设置在消解管箱中的多个消解管的正上方，冷凝管箱通过纵向移动平台配装在框架上。

其中，在每个消解管的正下方均设有一个与电机相连的磁性转盘，在每个消解管中的放置有搅拌磁子；所述搅拌磁子由两个对称设置的铁磁叶片组成。

其中，所述冷凝管包括管体，在管体的中部设有多个依次贯通相连的球形腔，球形腔的直径大于管体的直径。

其中，在冷凝管箱分别设置有冷风进口和热风出口。

其中，所述的加液管为三个，分别通过各自对应的加液泵与试剂储罐相连；加液泵与计算机控制系统相连接。

其中，所述的加液泵由一个注射泵和两个蠕动泵组成，其中的一个加液管通过软管与注射泵连接，另两个加液管分别通过软管各与一个蠕动泵连接。

其中，所述三轴移动平台包括相互正交的X向导轨、Y向导轨和Z向齿条；X向导轨固定在框架上，并且X向导轨上设有X向电机、通过联轴器与X向电机的输出轴联接的X向滚珠丝杆、套在X向滚珠丝杆上的X向滑块以及与X向滑块固定联接的X向移动板；所述Y向导轨与X向移动板固定联接，Y向导轨上设有Y向电机、通过联轴器与Y向电机的输出轴联接的Y向滚珠丝杆、套在Y向滚珠丝杆上的Y向滑块以及与Y向滑块固定联接的Y向移动板；所述Z向齿条设在Y向移动板上，Y向移动板上还设有与Z向齿条配合的齿轮和控制齿轮转动的刹车电机，并且Z向齿条的底端与加液管夹具固定联接。

其中，所述纵向移动平台包括固定在框架上的纵向导轨、设在纵向导轨上的纵向电机和纵向滚珠丝杠，纵向电机的输出轴通过联轴器与纵向滚珠丝杠的一端固定联接，纵向滚珠丝杠的另一端设有刹车器；纵向滚珠丝杠上设有纵向滑块，纵向滑块固定联接有悬臂的一端，悬臂的另一端与冷凝管箱固定联接。

其中，在冷凝管的底端设置有与消解管开口处相配的V形垫圈。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本发明可以自动完成化学需氧量的分析，节省工作人员的时间，降低工作人员的工作强度。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明消解组件的结构示意图；

图3是本发明加液组件的结构示意图；

图4是本发明冷凝组件的结构示意图；

图5是本发明冷凝管的结构示意图；

图中：1、消解组件，2、加液组件，3、ORP电极，4、冷凝组件，5、冷凝管，6、试剂托盘，7、框架，8、废液接收瓶，9、风道，10、程控箱，11、泵阀箱，12、集气罩，13、工作平台，14、消解管箱，15、消解管，16、搅拌电机，17、搅拌磁子，18、转轴，19、同步带，20、强力磁铁，21、强力磁铁，22、X向导轨，23、Y向导轨，24、Z向齿条，25、X向移动板，26、Y向移动板，27、加液管夹具，28、加液管，29、加液管，30、加液管，31、注射泵，32、蠕动泵，33、蠕动泵，34、冷凝管箱，35、纵向导轨，36、刹车器，37、悬臂，38、V形垫圈，5-1、管体，5-2、进口，5-3、球形腔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1至图5所示，本发明为一种实验室化学需氧量自动分析装置，包括框架7，框架7中设有工作平台13；工作平台13上设有消解组件1，消解组件1的上方设有加液组件2和冷凝组件4；消解组件1包括放置多个消解管15的消解管箱14；在每个消解管15的正下方均设有一个与电机相连的磁性转盘，在每个消解管15中的放置有搅拌磁子17；搅拌磁子17由两个对称设置的铁磁叶片组成。加液组件2包括三轴移动平台和加液管夹具27，三轴移动平台设在消解管箱14上方的框架7上，加液管和一个ORP电极3通过加液管夹具27配装在三轴移动平台上，ORP电极3与计算机控制系统相连接。在工作平台13上设置有加热器，消解管箱14设置在加热器上；冷凝组件4包括纵向移动平台和配装有冷凝管5的冷凝管箱34，在冷凝管箱34上分别设置有冷风进口和热风出口，冷凝时采用强制风冷；冷凝管箱34中配装的多个冷凝管5一一对应设置在消解管箱14中的多个消解管15的正上方，冷凝管箱34通过纵向移动平台配装在框架7上。工作平台13上且位于消解组件1的内侧设有风道9，消解组件1的一侧还设有废液接收瓶8；框架7的顶部设有集气罩12；在框架7中且位于工作平台13的下方设有试剂存储仓，试剂存储仓中放置有试剂托盘6。

如图2所示，本发明的消解组件1还包括消解管搅拌装置；消解管搅拌装置包括搅拌电机16和置于消解管15中的搅拌磁子17，在消解管箱14的下方且在每个消解管15的正下方均设有一个磁性转盘，磁性转盘上对称设置有两个磁性相反的强力磁铁20、21；每个磁性转盘的底部各固定联接有一个转轴18，多个转轴18通过同步带19与搅拌电机16的输出轴传动连接。并且，多个消解管15成一排或多排矩阵设置，并且与处于同一排的多个消解管15相对应的多个转轴通过同一条同步带与同一个电机的转轴相连接。搅拌磁子17由两个对称设置的铁制或钢制叶片组成。

如图3所示，本发明的加液组件2的三轴移动平台包括相互正交的X向导轨22、Y向导轨23和Z向齿条24；X向导轨22固定在框架7上，并且X向导轨22上设有X向电机、通过联轴器与X向电机的输出轴联接的X向滚珠丝杆、套在X向滚珠丝杆上的X向滑块以及与X向滑块固定联接的X向移动板25；Y向导轨23与X向移动板25固定联接，Y向导轨23上设有Y向电机、通过联轴器与Y向电机的输出轴联接的Y向滚珠丝杆、套在Y向滚珠丝杆上的Y向滑块以及与Y向滑块固定联接的Y向移动板26；Z向齿条24设在Y向移动板26上，Y向移动板26上还设有与Z向齿条24配合的齿轮和控制齿轮转动的刹车电机，并且Z向齿条24的底端与加液管夹具27固定联接；加液管为三个，分别通过各自对应的加液泵与试剂储罐相连；加液泵与计算机控制系统相连接；加液泵由一个注射泵31和两个蠕动泵32、33组成，其中的一个加液管28通过软管与注射泵31连接，另两个加液管29、30分别通过软管各与一个蠕动泵32、33连接。

如图4所示，本发明的冷凝组件4的纵向移动平台包括固定在框架7上的纵向导轨35、设在纵向导轨35上的纵向电机和纵向滚珠丝杠，纵向电机的输出轴通过联轴器与纵向滚珠丝杠的一端固定联接，纵向滚珠丝杠的另一端设有刹车器36；纵向滚珠丝杠上设有纵向滑块，纵向滑块固定联接有悬臂37的一端，悬臂37的另一端与冷凝管箱34固定联接；在冷凝管5的底端设置有与消解管开口处相配的V形垫圈38。

如图5所示，本发明的冷凝管5包括管体5-1，在管体5-1的中部设有多个依次贯通相连的球形腔5-3，球形腔5-3的直径大于管体5-1的直径。并且球形腔5-3的球心在管体5-1的轴线上；管体5-1为等径直管，管体5-1的一端设有进口5-2，多个球形腔5-3的形状及大小均一致，并且多个球形腔5-3中相邻两个之间的间距相等；球形腔5-3为圆球形或椭球形，并且圆球形球形腔的内腔直径或椭球形球形腔的内腔与管体5-1相垂直的直径大于管体5-1的内径。球形腔5-3的数目为二至十个，最佳效果为七个。本发明通过在管体5-1上设置一个或多个面积较大的球形腔5-3，增大了蒸汽液化面积，当蒸汽从进口5-2进入冷凝管中时，在球形腔5-3内加速液化，最后液滴顺着内壁流下。

本发明的使用说明：

首先将待测液及空白加入到消解管内，在软件的控制下，加液组件2将以下所需要的三种试剂（HgSO₄-K₂Cr₂O₇、Ag₂SO₄-H₂SO₄、浓H₂SO₄）自动依次加到多个消解管15内；多个消解管15成一排或多排矩阵设置，如25个消解管按5*5矩阵均匀分布在消解管箱14中。添加完所有试剂后，冷凝管箱34自动向下移动，直到与消解组件1良好对接在一起，冷凝管5与消解管15一一对接，V形垫圈38保证了冷凝管与消解管对接面的良好密封。对接完成后，消解组件1底部的加热器对自动消解管15进行加热，恒温消解2个小时；消解时间到了以后，仪器会自动打开风道9中的风机，将消解管15内的液体冷却至室温25℃。冷却结束后，使用冲洗组件3通过注入蒸馏水冲洗冷凝管，后流入消解管15内；冲洗过程结束后，冷凝组件4自动与消解组件1分离。分离完成后，在程序的控制下，加液组件2将(NH₄)₂Fe(SO₄)₂溶液以滴定的方式加入到消解管内，同时利用加液组件2上的ORP电极3进行滴定终点的判定，并记录每个消解管的滴定值；滴定完成后，仪器回复到初始状态，实验数据自动保存到计算机中，根据(NH₄)₂Fe(SO₄)₂溶液的用量自动计算待测液的COD值。

Claims

1.一种实验室化学需氧量自动分析装置，包括框架（7），框架（7）中设有工作平台（13）；其特征在于：所述工作平台（13）上设置有用于放置多个消解管（15）的消解管箱（14）；在消解管箱（14）上方的框架（7）上设置有三轴移动平台，加液管和一个ORP电极（3）通过加液管夹具（27）配装在三轴移动平台上，ORP电极（3）与计算机控制系统相连接。

2.根据权利要求1所述的一种实验室化学需氧量自动分析装置，其特征在于：在工作平台（13）上设置有加热器，消解管箱（14）设置在加热器上；冷凝管箱（34）中配装的多个冷凝管（5）一一对应设置在消解管箱（14）中的多个消解管（15）的正上方，冷凝管箱（34）通过纵向移动平台配装在框架（7）上。

3.根据权利要求1或2所述的一种实验室化学需氧量自动分析装置，其特征在于：在每个消解管（15）的正下方均设有一个与电机相连的磁性转盘，在每个消解管（15）中的放置有搅拌磁子（17）；所述搅拌磁子（17）由两个对称设置的铁磁叶片组成。

4.根据权利要求1或2所述的一种实验室化学需氧量自动分析装置，其特征在于：所述冷凝管（5）包括管体（5-1），在管体（5-1）的中部设有多个依次贯通相连的球形腔（5-3），球形腔（5-3）的直径大于管体（5-1）的直径。

5.根据权利要求2所述的一种实验室化学需氧量自动分析装置，其特征在于：在冷凝管箱（34）上分别设置有冷风进口和热风出口。

6.根据权利要求1所述的一种实验室化学需氧量自动分析装置，其特征在于：所述的加液管为三个，分别通过各自对应的加液泵与试剂储罐相连；加液泵与计算机控制系统相连接。

7.根据权利要求6所述的一种实验室化学需氧量自动分析装置，其特征在于：所述的加液泵由一个注射泵（31）和两个蠕动泵（32、33）组成，其中的一个加液管（28）通过软管与注射泵（31）连接，另两个加液管（29、30）分别通过软管各与一个蠕动泵（32、33）连接。

8.根据权利要求1所述的一种实验室化学需氧量自动分析装置，其特征在于：所述三轴移动平台包括相互正交的X向导轨（22）、Y向导轨（23）和Z向齿条（24）；X向导轨（22）固定在框架（7）上，并且X向导轨（22）上设有X向电机、通过联轴器与X向电机的输出轴联接的X向滚珠丝杆、套在X向滚珠丝杆上的X向滑块以及与X向滑块固定联接的X向移动板（25）；所述Y向导轨（23）与X向移动板（25）固定联接，Y向导轨（23）上设有Y向电机、通过联轴器与Y向电机的输出轴联接的Y向滚珠丝杆、套在Y向滚珠丝杆上的Y向滑块以及与Y向滑块固定联接的Y向移动板（26）；所述Z向齿条（24）设在Y向移动板（26）上，Y向移动板（26）上还设有与Z向齿条（24）配合的齿轮和控制齿轮转动的刹车电机，并且Z向齿条（24）的底端与加液管夹具（27）固定联接。

9.根据权利要求3所述的一种实验室化学需氧量自动分析装置，其特征在于：所述纵向移动平台包括固定在框架（7）上的纵向导轨（35）、设在纵向导轨（35）上的纵向电机和纵向滚珠丝杠，纵向电机的输出轴通过联轴器与纵向滚珠丝杠的一端固定联接，纵向滚珠丝杠的另一端设有刹车器（36）；纵向滚珠丝杠上设有纵向滑块，纵向滑块固定联接有悬臂（37）的一端，悬臂（37）的另一端与冷凝管箱（34）固定联接。

10.根据权利要求2所述的一种实验室化学需氧量自动分析装置，其特征在于：在冷凝管（5）的底端设置有与消解管开口处相配的V形垫圈（38）。