CN104226225B - 一种压力自卸式微波消解装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压力自卸式微波消解装置，包括壳体，壳体两端均敞开且设有内螺纹，壳体内安装有样品罐，所述壳体上下两端分别通过内螺纹旋接有端盖和尾座，端盖中央开有凹槽，凹槽内插装有活塞，活塞为倒T形且下端与所述样品罐顶端内壁相匹配，活塞上端为杆状且穿过凹槽和端盖，所述样品罐顶端两侧开有两个U形气孔，活塞下部开有与U形气孔相匹配的横孔，活塞上端还开有与横孔相连通的排气孔，活塞上端还安装有弹性回复机构。本发明具有结构简单、零部件少、安装拆卸便捷、成本低廉、密封效果好等优点。

Description

一种压力自卸式微波消解装置

技术领域

本发明涉及分析化学技术领域，具体涉及一种压力自卸式微波消解装置。

背景技术

微波消解是分析化学样品的一种重要的技术手段，目前市场上常用的微波消解装置多是由腔体、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。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。但目前的微波消解装置中采用的外罐一般为非金属材质制作，抗压性能差，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；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，更大大增加了成本；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。

发明内容

本发明旨在提供一种压力自卸式微波消解装置，以解决现有微波消解装置所存在的抗压能力差、容易疲劳、容易发生爆罐、成本高、结构复杂等问题。

本发明是通过如下技术方案予以实现的：

一种压力自卸式微波消解装置，包括壳体，壳体两端均敞开且设有内螺纹，壳体内安装有样品罐，所述壳体上下两端分别通过内螺纹旋接有端盖和尾座，端盖中央开有凹槽，凹槽内插装有活塞，活塞为倒T形且下端与所述样品罐顶端内壁相匹配，活塞上端为杆状且穿过凹槽和端盖，所述样品罐顶端两侧开有两个U形气孔，活塞下部开有与U形气孔相匹配的横孔，活塞上端还开有与横孔相连通的排气孔，活塞上端还安装有弹性回复机构。

进一步地，所述弹性回复机构包括固接在活塞的杆状上端的挡块，所述挡块置于凹槽内，挡块上方套接有弹簧，弹簧上端与凹槽内顶面相连。

进一步地，所述活塞中部向外延伸出限位块，所述限位块两端距离大于样品罐的内径。

进一步地，所述限位块底面与样品罐顶端接触时，横孔置于U形气孔两端之间。

进一步地，所述端盖底端边缘固接有顶杆。

进一步地，所述尾座为凹字形且其顶部向内倾斜为圆弧状。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明提供的压力自卸式微波消解装置，采用压力自卸式设计，样品罐内的试液受微波加热后产生高压气体，气体推动活塞上移，使横孔与U形气孔上端连通，样品罐内的气体即可通过U形气孔、横孔和排气孔排出，能有效降低样品罐内的压力，防止出现爆罐的危险，有效提高了本发明的使用寿命，提高了安全性能，防止工作人员发生受伤事故；此外无需增加壳体的厚度即可防止压力过高导致的爆罐问题，能有效降低生产成本；且本发明还具有结构简单、零部件少、安装拆卸便捷、成本低廉、密封效果好等优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明泄压状态图。

其中图1与2中各部分为：

1-壳体，2-样品罐，3-尾座，4-端盖，5-活塞，6-横孔，7-排气孔，8-弹簧，9-挡块，10-U形气孔，11-凹槽，12-顶块，13-限位板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的发明目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。

如图1所示，一种压力自卸式微波消解装置，包括壳体1，壳体1两端均敞开且设有内螺纹，壳体1内安装有样品罐2，所述壳体1上下两端分别通过内螺纹旋接有端盖4和尾座3，端盖4中央开有凹槽11，凹槽11内插装有活塞5，活塞5为倒T形且下端与所述样品罐2顶端内壁相匹配，活塞5上端为杆状且穿过凹槽11和端盖4，所述样品罐2顶端两侧开有两个U形气孔10，活塞5下部开有与U形气孔10相匹配的横孔6，活塞5上端还开有与横孔6相连通的排气孔7，活塞5上端还安装有弹性回复机构。

所述弹性回复机构包括固接在活塞5的杆状上端的挡块9，所述挡块9置于凹槽11内，挡块9上方套接有弹簧8，弹簧8上端与凹槽11内顶面相连。通过该弹性回复机构能在样品罐2完成压力释放后驱动活塞5重新密封样品罐2，保证反应的继续进行。

所述活塞5中部向外延伸出限位块13，限位块13两端距离大于样品罐2的内径。通过限位块13能限制活塞5插入样品罐2内的深度，并通过阶梯形状对样品罐2进行二次密封，能有效提高密封效果。

所述限位块13底面与样品罐2顶端接触时，横孔6置于U形气孔10两端之间。其能防止密封状态时横孔6与U形气孔10连通，避免压力过低导致反应过程受影响。

所述端盖4底端边缘固接有顶杆12；通过顶杆12将样品罐2压紧在尾座3上，即能通过顶杆12完成样品罐2的固定。

为了能与圆底的样品罐2相匹配，所述尾座3为凹字形且其顶部向内倾斜为圆弧状。

使用时，先将尾座3旋接在壳体1内底部，然后将装有反应物质和试液的样品罐2从壳体1上端放入壳体1内，然后将活塞5盖在样品罐2顶端，在活塞5上端的杆状分段上的挡块9上套接上弹簧8，然后将端盖4旋入壳体1内，旋入过程保证弹簧8置于凹槽11内，端盖4底端边缘的顶杆12向下压紧样品罐2。呈如图1所示状态，此时活塞5上的横孔6置于U形气孔10两端之间。

在微波的作用下，样品罐2内的试液温度急速升高，达到沸点时开始产生气体，样品罐2内的压力升高，当样品罐2内的压力大于弹簧8的弹力时，气体推动活塞5上移，活塞5内的横孔6逐渐向U形气孔10的上端靠近，当横孔6与U形气孔10上端对齐实现连通，即呈如图2所示状态，此时样品罐2内的气体即可通过U形气孔10排入横孔6内，最后再通过活塞5中部的排气孔7排出；当气体排出至一定量时，样品罐2内压力降低，当压力小于弹簧8弹力时，弹簧8驱动活塞5下移重新完成密封，保证反应的继续进行，压力再次升高后即可继续进行泄压。不同长度的样品罐2可通过调整端盖4和尾座3的位置进行固定。

本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种压力自卸式微波消解装置，包括壳体（1），壳体（1）两端均敞开且设有内螺纹，壳体（1）内安装有样品罐（2），其特征在于：所述壳体（1）上下两端分别通过内螺纹旋接有端盖（4）和尾座（3），端盖（4）中央开有凹槽（11），凹槽（11）内插装有活塞（5），活塞（5）为倒T形且下端与所述样品罐（2）顶端内壁相匹配，活塞（5）上端为杆状且穿过凹槽（11）和端盖（4），所述样品罐（2）顶端两侧开有两个U形气孔（10），活塞（5）下部开有与U形气孔（10）相匹配的横孔（6），活塞（5）上端还开有与横孔（6）相连通的排气孔（7），活塞（5）上端还安装有弹性回复机构，所述活塞（5）中部向外延伸出限位块（13），所述限位块（13）两端距离大于样品罐（2）的内径，所述限位块（13）底面与样品罐（2）顶端接触时，横孔（6）置于U形气孔（10）两端之间。

2.根据权利要求1所述的压力自卸式微波消解装置，其特征在于：所述弹性回复机构包括固接在活塞（5）的杆状上端的挡块（9），所述挡块（9）置于凹槽（11）内，挡块（9）上方套接有弹簧（8），弹簧（8）上端与凹槽（11）内顶面相连。

3.根据权利要求1所述的压力自卸式微波消解装置，其特征在于：所述端盖（4）底端边缘固接有顶杆（12）。

4.根据权利要求1所述的压力自卸式微波消解装置，其特征在于：所述尾座（3）为凹字形且其顶部向内倾斜为圆弧状。