CN106289432A - 一种湿法消解的消解液批量转移定容装置及其控制模块 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种湿法消解的消解液批量转移定容装置，包括：储水桶与分水器通过硅胶管连接，所述硅胶管上设置有真空泵；所述分水器连接有两条或两条以上的第二硅胶管，每个第二硅胶管管头设置有喷雾清洗头，所述喷雾清洗头通往消煮管，所述消煮管有两个或两个以上；每个喷雾清洗头对应一个消解液抽吸管，所述消解液抽吸管通往所述消煮管，所述消解液抽吸管有两个或两个以上；所述消解液抽吸管通过聚四氟乙烯管连接定容管，所述聚四氟乙烯管有两条或两条以上。本发明提供的湿法消解的消解液批量转移定容装置及其控制模块，可以实现湿法消解的消解液批量定容转移。
Description
技术领域
本发明涉及实验设备领域，尤其涉及一种湿法消解的消解液批量转移定容装置及其控制模块。
背景技术
湿法消解是动物、植物、土壤等样品进行化学分成分分析而进行样品处理的重要的前处理方法之一。湿法消解往往需要采用硫酸、硝酸、高氯酸、双氧水、盐酸等强酸强腐蚀性的液体，消解完成后多需要将消解液转移至容量瓶中进行定容，当需要处理大批量样品时就需要耗费大量时间并且转移过程因涉及强酸或强腐蚀性液体，稍有不慎甚至损害操作人员健康。
发明内容
本发明的目的是提供一种湿法消解的消解液批量转移定容装置及其控制模块，可以实现湿法消解的消解液批量定容转移。
为了解决上述技术问题，本发明提供的湿法消解的消解液批量转移定容装置及其控制模块是这样实现的：
一种湿法消解的消解液批量转移定容装置，包括：储水桶与分水器通过硅胶管连接，所述硅胶管上设置有真空泵；所述分水器连接有两条或两条以上的第二硅胶管，每个第二硅胶管管头设置有喷雾清洗头，所述喷雾清洗头通往消煮管，所述消煮管有两个或两个以上；每个喷雾清洗头对应一个消解液抽吸管，所述消解液抽吸管通往所述消煮管，所述消解液抽吸管有两个或两个以上；所述消解液抽吸管通过聚四氟乙烯管连接定容管，所述聚四氟乙烯管有两条或两条以上；所述定容管为下端收口的细颈玻璃管，玻璃管外侧标有标定容积的第一刻度线；所述定容管下端收口为消解液出口，所述消解液出口处装有第一电磁阀，所述定容管有两个或两个以上；所述定容管消解液出口连接容量管，所述容量管细颈部标有第二刻度线，所述容量管有两个或两个以上；在每条聚四氟乙烯管上设置有微型蠕动泵，所述蠕动泵正转通过所述消解液抽吸管将消解液抽吸到所述定容管中；在所述定容管中液体到达第一刻度线时，所述蠕动泵正传向定容管中打气增压促进管内已定容的消解液下漏到所述容量管。
可选的，所述消煮管放置在消煮管架上，所述消煮管架放置在清洗稀释架的第一底盘上；所述清洗稀释架两侧设置有第一电动伸缩杆，所述电动伸缩杆带动第一升降台升降；所述第一升降台的顶层放置有分水器，所述第一升降台的第二层放置蠕动泵；所述喷雾清洗头和所述消解液抽吸管在所述第一升降台下方。
可选的，两个或两个以上的容量管放置在消解液接收管架内，消解液接收管架放置在移液定容架的第二底盘上；所述移液定容架两侧设置第二电动伸缩杆，所述第二电动伸缩杆带动第二升降台升降；所述第二升降台第二层设置有定容管接收管架，所述定容管接收管架上放置定容管。
可选的，所述定容管上口塞有橡胶塞，橡胶塞开有两个孔，其中一个孔为消解液进口，所述聚四氟乙烯管通过消解液进口通入到所述定容管中，另一个孔安装有第二电磁阀。
可选的，所述真空泵为电动隔膜真空泵。
可选的，所述第一电磁阀为微型耐腐蚀电磁阀。
可选的，所述第二电磁阀为微型常闭式电磁阀。
可选的，所述第一电动伸缩杆上下端带有行程开关以控制所述第一升降台升降的上下位置范围；所述第二电动伸缩杆上下端带有行程开关以控制所述第二升降台升降的上下位置范围。
一种湿法消解的消解液批量转移定容装置的控制模块，包括：
时间继电器，用于设定真空泵的运行时间和停止时间，设定蠕动泵的运行时间和停止时间；
液位感应器，用于感应定容管中液体是否达到第一刻度线位置，在液体达到第一刻度线位置时，向液位控制器发送信号；
液位控制器，用于在收到所述液位反应器发送的信号时，向所述时间继电器发送断开的信号；向正反转控制器发送开始运行的信号；
正反转控制器，用于设定反转时间和正传时间，在所述反转时间内，第二电动伸缩杆升起第二升降台，蠕动泵反转将管道中残留液体排回消煮管；在所述正传时间内，第一电磁阀打开，第二电磁阀关闭，蠕动泵正传将定容管定容的消解液打入到容量管中。
可选的，所述液位传感器为电容式液位传感器。
本发明提供的湿法消解的消解液批量转移定容装置，解决湿法消解样品得到的强酸或其他消解液快速批量化转移并定容的问题，装置具有使用安全、消解液转移充分可靠、高效的特点；不仅能实现湿法消解的消解液的批量转移定容，还能实现其他化学实验批量定容转移。本发明相对于现有技术的消解液转移，可以根据不同规格的消解管设置不同数量的通道数量，装置运行过程减少人工操作步骤、减少与强酸或强腐蚀性液体的安全风险，工作效率得到大幅提高同时消解液转移完全。
进一步的，本发明提供清洗稀释架、第一升降台等部件，用于放置消煮管和批量固定喷雾清洗头和消解液抽吸管，更方便实现消解液的批量转移。
进一步的，本发明提供移液定容架、第二升降台等部件，用于固定放置容量管和定容管，更方便实现消解液的批量转移。
本发明提供湿法消解的消解液批量转移定容装置的控制模块，实现批量定容转移的自动化过程，节省人力和时间。
附图说明
图1 是本发明提供的湿法消解的消解液批量转移定容装置整体结构示意图；
图2 是本发明提供的湿法消解的消解液批量转移定容装置清洗稀释架1-4上各部件连接关系示意图；
图3是本发明提供的湿法消解的消解液批量转移定容装置移液定容架1-7上各部件连接关系示意图；
图4是本发明提供的湿法消解的消解液批量转移定容装置各部件转移定容消解液的转移定容液体流向示意图；
图5是本发明提供的湿法消解的消解液批量转移定容装置实现自动控制批量转移定容消解液的电器模块连接示意图。
其中：储水桶1-1、真空泵1-2、第一硅胶管1-3、清洗稀释架1-4、消煮管架1-5、聚四氟乙烯管1-6、移液定容架1-7、消解液接收管架1-8、开关控制箱1-9、第一升降台2-1、分水器2-2、喷雾清洗头2-3、消解液抽吸管2-4、蠕动泵2-5、第一电动伸缩杆2-6、第一底盘2-7、消煮管2-8、第二硅胶管2-9、定容管架3-1、第二升降台3-2、第二电动伸缩杆3-3、第二底盘3-4、液位控制器3-5、定容管3-6、液位传感器3-7、第一电磁阀3-8、第一刻度线3-9、容量管3-10、第二刻度线3-11、第二电磁阀3-12。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种湿法消解的消解液批量转移定容装置，如图4所示，所述湿法消解的消解液批量转移定容装置包括有储水桶1-1、分水器2-2、储水桶1-1与分水器2-2通过硅胶管1-3连接，在储水桶1-1与分水器2-2之间的硅胶管1-3上设置有真空泵1-2，真空泵1-2是电动隔膜真空泵。分水器2-2连接有两条或两条以上的第二硅胶管2-9，两条或两条以上的第二硅胶管2-9中每个第二硅胶管管头设置有喷雾清洗头2-3，喷雾清洗头2-3通往消煮管2-8，消煮管2-8有两个或两个以上；每个喷雾清洗头2-3对应一个消解液抽吸管2-4，消解液抽吸管2-4通往消煮管2-8，消解液抽吸管2-4有两个或两个以上。消解液抽吸管2-4通过聚四氟乙烯管1-6连接定容管3-6，聚四氟乙烯管1-6有两条或两条以上；定容管3-6为下端收口的细颈玻璃管，玻璃管外侧标有标定容积的第一刻度线3-9，定容管3-6上口塞有橡胶塞，橡胶塞开有两个孔，其中一个孔为消解液进口，聚四氟乙烯管1-6通过消解液进口通入到定容管3-6中，另一个孔安装有第二电磁阀3-12，控制另一个孔的开关，第二电磁阀3-12为微型常闭式电磁阀；在定容管3-6下端收口为消解液出口，定容管3-6下端消解液出口处装有第一电磁阀3-8，第一电磁阀3-8为微型耐腐蚀电磁阀，定容管3-6有两个或两个以上；在定容管3-6外壁第一刻度线3-9处附有液位传感器3-7，液位传感器3-7为电容式液位传感器。定容管3-6消解液出口连接容量管3-10，容量管3-10为颈部收细、下部加粗的圆底试管装玻璃器皿，细颈部标有第二刻度线3-11，容量管3-10有两个或两个以上。在消解液抽吸管2-4与定容管3-6之间的聚四氟乙烯管1-6上设置有微型蠕动泵2-5，蠕动泵2-5有两个或两个以上；蠕动泵2-5正转通过消解液抽吸管2-4将消解液抽吸到定容管3-6中或向定容管3-6中打气增压促进管内已定容的消解液下漏到容量管3-10中，反转则将管路中残留液体打回消煮管2-8。上述部件运行实现湿法消解的消解液的批量定容转移。
第一次转移稀释的消解液，体积控制在目标定容体积的二分之一，第二次转移稀释的消解液，体积控制在目标定容体积的四分之一，第三次转移稀释的消解液，体积控制在目标定容体积的四分之一；这样经过2~3次循环操作上述步骤，直至消解液转移达到定容管的刻度线，完成批量定容转移。
为了更好地实现湿法消解的消解液批量转移，本发明将两个或两个以上的消煮管2-8放置在消煮管架1-5上，如图1和图2所示，将消煮管架1-5放置在清洗稀释架1-4的第一底盘2-7上；清洗稀释架1-4两侧设置有第一电动伸缩杆2-6，第一电动伸缩杆2-6带动第一升降台2-1升降，第一电动伸缩杆2-6上下端带有行程开关以控制第一升降台2-1升降的上下位置范围；第一升降台2-1的顶层放置有分水器2-2，升降台的第二层放置蠕动泵2-5，升降台下层设置喷雾清洗头2-3和消解液抽吸管2-4，一个喷雾清洗头2-3和一个消解液抽吸管2-4组成一个单元对应下方放置的消煮管管口，其中喷雾清洗头2-3对应下方消煮管2-8中心；当第一升降台2-1下降与消煮管2-8管口对接后，喷雾清洗头2-3到达消煮管2-8内中心距离管口5 cm处，消解液抽吸管2-4靠近下方放置的消煮管2-8管口内壁并能够伸到消煮管底部。
为了更好地实现湿法消解的消解液批量转移，本发明将两个或两个以上的容量管3-10放置在消解液接收管架1-8内，如图1和图3所示，消解液接收管架1-8放置在移液定容架1-7的第二底盘3-4上；移液定容架1-7两侧设置第二电动伸缩杆3-3，第二电动伸缩杆3-3带动第二升降台3-2升降，第二电动伸缩杆3-3上下端带有行程开关以控制第二升降台3-2升降的上下位置范围；第二升降台3-2放置两个或两个以上的液位控制器3-5，第二层设置有定容管架3-1，定容管架3-1上放置两个或两个以上的定容管3-6；第二电动伸缩杆3-3带动第二升降台3-2下降，直至定容管3-6下出液口伸到下方对应的容量管3-10中位于容量管口与其第二刻度线3-11之间。为了实现本发明湿法消解的消解液批量转移定容装置自动运行，本发明提供开关控制箱1-9，开关控制箱内设置有各电器的独立开关，还设置有自动复位开关控制电源的开关，时间继电器，控制真空泵、蠕动泵的开关时间；设置正反转控制器的正反转时间。
如图5所示，时间继电器T1，用于设定真空泵的运行时间和停止时间，设定蠕动泵的运行时间和停止时间；
液位感应器3-7，用于感应定容管中液体是否达到第一刻度线位置，在液体达到第一刻度线位置时，向液位控制器发送信号；
液位控制器3-5，用于在收到所述液位反应器发送的信号时，向所述时间继电器发送断开的信号；向正反转控制器发送开始运行的信号；
正反转控制器Z1，用于设定反转时间和正传时间，在所述反转时间内，第二电动伸缩杆升起第二升降台3-3，蠕动泵2-5反转将管道中残留液体排回消煮管2-8；在所述正传时间内，第一电磁阀3-8打开，第二电磁阀3-12关闭，蠕动泵正传将定容管定容的消解液打入到容量管中。
图5所示方案，具体为：
时间继电器T1按照分次转移稀释的消解液的顺序设定时间参数：第一次稀释转移消解液真空泵1-2运行时间TK1-1、停止时间TG1-1，第二次稀释转移消解液真空泵1-2运行时间TK1-2、停止时间TG1-2，第三次稀释转移消解液真空泵1-2运行时间TK1-3、停止时间TG1-3，……第n次稀释转移消解液真空泵1-2运行时间TK1-n、停止时间TG1-n；第一次稀释转移消解液蠕动泵2-5运行时间TK2-1、停止时间TG2-1，第二次稀释转移消解液蠕动泵运行时间TK2-2、停止时间TG2-2，第三次稀释转移消解液蠕动泵运行时间TK2-3、停止时间TG2-3，……第n次稀释转移消解液蠕动泵运行时间TK2-n、停止时间TG2-n；在真空泵1-2的清洗稀释与蠕动泵2-5的正向抽吸转移消解液过程循环n次，一般为3~4次；直至液位传感器3-7感应到定容管3-6中液体达到第一刻度线3-9位置时，液位传感器3-7向液位控制器3-5发送信号，液位控制器3-5断开时间继电器T1，停止真空泵和蠕动泵的运行。
正反转控制器Z1，设定反转时间T3和正传时间T4，在液位传感器3-7感应到定容管3-6中液体达到第一刻度线3-9位置时，液位传感器3-7向液位控制器3-5发送信号，液位控制器3-5向正反转控制器Z1发送运行信号；正反转控制器Z1进入反转时间T3，正反转控制器连接第二电动伸缩杆3-3升起第二升降台3-2，蠕动泵2-5反转运行，将管道中残留液体排回消煮管2-8；T3时间到后，开始正传时间；正传时间，打开第一电磁阀3-8，关闭第二电磁阀3-12，蠕动泵2-5正传将定容管3-6中定容的消解液打入到容量管3-10中；T4时间到，正反转控制器Z1停止工作，整个湿法消解的消解液批量转移定容装置电源断开停止工作。
上述相关参数设定完成后，启动自动复位开关K1，时间继电器T1、液位传感器3-7、液位控制器3-5、正反转控制器Z1等电器按照设定的时间顺序运行，并控制真空泵1-1、蠕动泵2-5和第二电动伸缩杆3-3的运行，实现自动运行，运行过程结束后，自动复位开关K1断电复位。
为了方便操作，本发明湿法消解的消解液批量转移定容装置真空泵、蠕动泵、第一电动升降杆、第二电动升降杆、第一电磁阀和第二电磁阀分别设置独立的开关，方便单独控制人工分步操作。
上述描述介绍本发明的各个部件的组成，如下详细描述本发明装置的各个部件组合在一起实现湿法消解的消解液批量转移定容的运行与使用过程。
首先在开始批量转移定容前，将各相关管线连接好并检查密封性，储水桶1-1盛有实验要求的稀释用水如去离子水或者超纯水；将消解完成后的消煮管放置于消煮管架子上，消煮管架放置于底盘2-7上标记的位置，并启动第一电动伸缩杆2-6将第一升降台2-1下降至消解液抽吸管2-4伸到消煮管底部；关闭分水器2-1上对应的消煮管架1-5缺失的消煮管对应第二硅胶管的阀门，以及对应的蠕动泵的电源；将消解液接收管架1-8放置于第二底盘3-4上标记的位置，启动电动伸缩杆3-3将第二升降台3-2下降至定容管3-6下出液口伸到下方对应的容量管3-10中位于容量管口与其刻度线3-11之间即可。
其次开始稀释定容：如图4所示，启动真空泵1-2从储水桶1-1中抽取稀释用水，通过硅胶管1-3以及分水器2-2进入所在消煮管2-8的雾喷清洗头2-3，雾喷清洗头为高压雾喷可以清洗消煮管2-8内壁；待消煮管2-8中消解液稍事冷却后启动蠕动泵2-5正转，将此稀释液全部抽吸打入定容管3-6中，此时完成第一次消解液的稀释转移，第一次清洗稀释的消解液体积控制在1/2总目标定容体积；后续按照上述步骤循环2~3次每次清洗水量为1/4总目标定容体积，即可将消煮管中残留的消解液清洗转移完全；当消解液转移达到定容管3-6的第一刻度线3-9处，此时液位传感器3-7向液位控制器3-5发出信号控制蠕动泵2-5反转将管路中残留的液体打回消煮管2-8，排空管路中液体后第一升降台2-1升起消煮管1/2的高度；最后，第一电磁阀3-8通电打开，第二电磁阀3-12通电关闭，启动蠕动泵2-5正转向定容管3-6中打气增压促进管内已定容的消解液下漏进入下方的接收消解液的容量管3-10，消解液排清后电磁阀3-8、蠕动泵2-5、电磁阀3-12断电停止工作。
最后进行管路清洗：消解液转移完成后，升起清洗稀释架的第二升降台3-2，将移液定容架1-7移出，重新放置装有干净的消煮管的消煮管架于第一底盘2-7上，将塑料水槽放置于第二底盘3-4上，按照移液过程运行装置进行清洗作业，移液管路清洗完成后以待进行下一组的移液工作。
需要说明的是，本发明技术方案源于对湿法消解的消解液的批量转移定容，但是并不局限于对湿法消解的消解液的批量转移定容，还可以用于其他化学实验中的液体批量转移，本领域技术人员可以根据本发明提供的装置进行设置。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种湿法消解的消解液批量转移定容装置，其特征在于，包括：储水桶与分水器通过硅胶管连接，所述硅胶管上设置有真空泵；所述分水器连接有两条或两条以上的第二硅胶管，每个第二硅胶管管头设置有喷雾清洗头，所述喷雾清洗头通往消煮管，所述消煮管有两个或两个以上；每个喷雾清洗头对应一个消解液抽吸管，所述消解液抽吸管通往所述消煮管，所述消解液抽吸管有两个或两个以上；所述消解液抽吸管通过聚四氟乙烯管连接定容管，所述聚四氟乙烯管有两条或两条以上；所述定容管为下端收口的细颈玻璃管，玻璃管外侧标有标定容积的第一刻度线；所述定容管下端收口为消解液出口，所述消解液出口处装有第一电磁阀，所述定容管有两个或两个以上；所述定容管消解液出口连接容量管，所述容量管细颈部标有第二刻度线，所述容量管有两个或两个以上；在每条聚四氟乙烯管上设置有微型蠕动泵，所述蠕动泵正转通过所述消解液抽吸管将消解液抽吸到所述定容管中；在所述定容管中液体到达第一刻度线时，所述蠕动泵正传向定容管中打气增压促进管内已定容的消解液下漏到所述容量管。
2.根据权利要求1所述的湿法消解的消解液批量转移定容装置，其特征在于，所述消煮管放置在消煮管架上，所述消煮管架放置在清洗稀释架的第一底盘上；所述清洗稀释架两侧设置有第一电动伸缩杆，所述电动伸缩杆带动第一升降台升降；所述第一升降台的顶层放置有分水器，所述第一升降台的第二层放置蠕动泵；所述喷雾清洗头和所述消解液抽吸管在所述第一升降台下方。
3.根据权利要求1或2所述的湿法消解的消解液批量转移定容装置，其特征在于，两个或两个以上的容量管放置在消解液接收管架内，消解液接收管架放置在移液定容架的第二底盘上；所述移液定容架两侧设置第二电动伸缩杆，所述第二电动伸缩杆带动第二升降台升降；所述第二升降台第二层设置有定容管接收管架，所述定容管接收管架上放置定容管。
4.根据权利要求3所述的湿法消解的消解液批量转移定容装置，其特征在于，所述定容管上口塞有橡胶塞，橡胶塞开有两个孔，其中一个孔为消解液进口，所述聚四氟乙烯管通过消解液进口通入到所述定容管中，另一个孔安装有第二电磁阀。
5.根据权利要求4所述的湿法消解的消解液批量转移定容装置，其特征在于，所述真空泵为电动隔膜真空泵。
6.根据权利要求4所述的湿法消解的消解液批量转移定容装置，其特征在于，所述第一电磁阀为微型耐腐蚀电磁阀。
7.根据权利要求4所述的湿法消解的消解液批量转移定容装置，其特征在于，所述第二电磁阀为微型常闭式电磁阀。
8.根据权利要求4所述的湿法消解的消解液批量转移定容装置，其特征在于，所述第一电动伸缩杆上下端带有行程开关以控制所述第一升降台升降的上下位置范围；所述第二电动伸缩杆上下端带有行程开关以控制所述第二升降台升降的上下位置范围。
9.一种湿法消解的消解液批量转移定容装置的控制模块，其特征在于，包括：
时间继电器，用于设定真空泵的运行时间和停止时间，设定蠕动泵的运行时间和停止时间；
液位感应器，用于感应定容管中液体是否达到第一刻度线位置，在液体达到第一刻度线位置时，向液位控制器发送信号；
液位控制器，用于在收到所述液位反应器发送的信号时，向所述时间继电器发送断开的信号；向正反转控制器发送开始运行的信号；
正反转控制器，用于设定反转时间和正传时间，在所述反转时间内，第二电动伸缩杆升起第二升降台，蠕动泵反转将管道中残留液体排回消煮管；在所述正传时间内，第一电磁阀打开，第二电磁阀关闭，蠕动泵正传将定容管定容的消解液打入到容量管中。
10.根据权利要求9所述的湿法消解的消解液批量转移定容装置的控制模块，其特征在于，所述液位传感器为电容式液位传感器。
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