CN106984063B - 一种静态吸附实验设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种静态吸附实验设备，包括吸附瓶、用于收集吸附瓶内上清溶液的收集装置和将收集装置收集的上清溶液进行分离的固液分离装置，吸附瓶为球形瓶；收集装置包括第一监控单元、插装在吸附瓶的瓶塞上的U型管和对U型管进行上下提升的提升单元，U型管的内端伸入到吸附瓶内，U型管的外端通过连接管与固液分离装置的进液口连接；固液分离装置的进液口与U型管外端通过连接管进行连接。本发明结构简单，使用效果好，吸附瓶为球形瓶，同时U型管内端的高度高于进液口的高度，避免了旋转开启瓶塞造成冷凝液相蒸气的损失，减少后续实验分析的误差，实现了自动化控制，实验过程连续性好，且能够实现批量生产，便于大规模的推广应用。

Description

一种静态吸附实验设备

技术领域

本发明属于环境工程技术领域，涉及一种实验装置，尤其是涉及一种静态吸附实验设备。

背景技术

静态吸附实验也称“摇瓶实验”，常用于环境工程、水文地质及材料学等领域内，是使吸附材料(多为粉末状固体，如采集的土壤样品等)与待吸附物质(多配制为水溶液，水溶性差的使用有机溶剂配制为溶液)充分接触，考察待吸附物质在吸附材料上存留量(即吸附量)的常用手段。通过吸附实验条件参数的设置，诸如吸附时间、吸附温度及待吸附物质浓度等，可以得到吸附过程的动力学、等温及热力学特性，具有机理方面的重要参考价值。

目前，仍没有专门设计针对静态吸附实验的装置，整个静态吸附实验在操作中基本遵循以下流程：

将吸附材料与待吸附物质以一定比例(固液比)加入锥形瓶中，置于恒温水浴振荡器内振荡，使其充分接触后固/液相在锥形瓶内静置，固相发生沉淀，取上清溶液放入一次性注射器内，在前端加上滤头(多使用水系0.22μm标准滤头)后注射实现固相、液相的完全分离，将所得液体利用光度法测得待吸附物质的浓度，进而求得吸附量用于后续的实验分析。

在实际操作中，存在以下问题：使用锥形瓶作为吸附材料与待吸附物质充分接触的容器，在振荡过程中，平直的瓶壁易使吸附材料和待吸附物质在瓶壁上发生粘连，造成待吸附物质液相浓度的额外损失，会给后续的实验分析带来误差；使用锥形瓶在振荡强度大时会产生飞溅，同样会造成待吸附物质液相浓度的额外损失，而使用锥形瓶自带的塞子进行封闭，在水浴温度高时，蒸发的液相蒸气常常顶开锥形瓶塞，此外还会在塞子处冷凝，拔出时同样造成额外的损失，会给后续的实验分析带来误差；使用锥形瓶在恒温水浴振荡器内的固定较为困难，仅靠振荡器自带的横竖方向的定位弹簧进行固定，振荡过程中易翻倒；由于待吸附物质浓度的测定基本均为光度法，对液相浊度有着严苛的要求，因而最后的固相、液相分离十分重要，当振荡结束后静置，锥形瓶内的上清溶液难于取出，采用倾倒或者移液管吹吸操作时易产生二次激荡，原本底部沉淀的固相会造成上清溶液浑浊，给后续过滤带来困难，减少滤头的使用寿命，增加成本；使用一次性注射器加滤头的方式进行最终的固相、液相分离，由于人工操作注射用力不当或者滤头堵塞严重等问题，会使滤头内的滤膜破裂，未经分离的上清溶液通过注射器进入液体盛装器皿，污染已经分离过的液体；整个静态吸附实验中，除了恒温水浴振荡器有专门的自动化实验装置，剩余部分的操作均需手工进行，劳动力密集，效率低下，特别是最后的固相、液相分离，往往因为滤头内的滤膜破裂造成的污染，需要多次重复实验过程。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种静态吸附实验设备，其结构简单，使用效果好，且易于操作，吸附瓶为球形瓶，同时U型管内端的高度高于进液口的高度，避免了旋转开启瓶塞造成冷凝液相蒸气的损失，减少后续实验分析的误差，实现了自动化控制，降低了人工密度，实验过程连续性好，且能够实现批量生产，便于大规模的推广应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种静态吸附实验设备，其特征在于：包括吸附瓶、用于收集所述吸附瓶内上清溶液的收集装置和将所述收集装置收集的上清溶液进行分离的固液分离装置，所述吸附瓶为球形瓶；

所述收集装置包括第一监控单元、插装在所述吸附瓶的瓶塞上的U型管和对所述U型管进行上下提升的提升单元，所述U型管的内端伸入到所述吸附瓶内，所述U型管的外端通过连接管与所述固液分离装置的进液口连接，所述第一监控单元包括第一控制器和与所述第一控制器连接且用于对所述上清溶液液位进行监测的液位监测单元，所述提升单元由第一控制器进行控制，使所述U型管内端的高度高于所述进液口的高度；

所述固液分离装置的进液口与所述U型管外端通过所述连接管进行连接。

上述一种静态吸附实验设备，其特征是：所述提升单元包括由第一竖向杆和沿所述第一竖向杆上下移动的第一水平杆组成的提升架，以及驱动第一竖向杆进行上下移动的第一驱动单元，所述第一竖向杆与第一驱动单元传动连接；所述U型管通过夹具与所述第一水平杆固定连接，所述第一水平杆的通过第一滑块设置在所述第一竖向杆上，所述第一驱动单元与所述第一控制器连接，所述第一竖向杆上设置有用于对所述第一滑块进行限位的限位块。

上述一种静态吸附实验设备，其特征是：所述第一监控单元还包括与所述第一控制器连接的报警单元。

上述一种静态吸附实验设备，其特征是：所述固液分离装置包括第二监控单元、与所述连接管连接的移液单元和与所述移液单元连接且用于将所述上清溶液进行固液分离的过滤单元，以及与所述过滤单元的出液口连接的盛装单元；所述第二监控单元包括第二控制器；

所述过滤单元为嵌入安装有多个滤头的滤头转盘，所述滤头转盘为圆形转盘，多个所述滤头沿所述滤头转盘的圆周方向均匀布设，所述滤头转盘竖向布设在支撑架上，所述支撑架包括第二水平杆、支撑于所述第二水平杆下部的第二竖向杆和第三竖向杆，以及用于驱动所述第二水平杆沿其长度方向移动的第二驱动单元，所述滤头转盘的中心插入安装在所述第二水平杆上，所述过滤单元还包括用于驱动所述滤头转盘绕所述第二水平杆转动的第三驱动单元，所述第二驱动单元和第三驱动单元均与所述第二控制器连接。

上述一种静态吸附实验设备，其特征是：所述盛装单元包括通过第二滑块与所述第二水平杆连接且呈水平布设的盛装瓶和用于驱动所述盛装瓶沿第二水平杆长度方向移动的第四驱动单元，所述盛装瓶的下部通过固定卡扣与第二滑块连接，第四驱动单元与所述第二控制器连接。

上述一种静态吸附实验设备，其特征是：所述移液单元为与所述连接管连接且呈水平布设的注射器，所述注射器包括注射器筒、将所述注射器筒内部进行施压的活塞杆和用于驱动所述活塞杆的第五驱动单元，所述进液口开设在所述注射器筒上，所述第五驱动单元与所述第二控制器连接。

上述一种静态吸附实验设备，其特征是：所述第二监控单元还包括用于监测所述第二水平杆位移的第一位移监测单元和用于监测所述盛装瓶位移的第二位移监测单元，以及用于监测所述注射器筒内部压力的压力监测单元，所述第一位移监测单元、第二位移监测单元和压力监测单元均与所述第二控制器连接。

上述一种静态吸附实验设备，其特征是：所述滤头转盘的正下方设置有用于盛放所述上清溶液的应急池。

上述一种静态吸附实验设备，其特征是：所述盛装瓶的瓶口处设置有止回阀。

上述一种静态吸附实验设备，其特征是：所述连接管与所述U型管外端的连接处设置有过滤网。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明结构简单，使用效果好，且易于操作。

2、本发明包括吸附瓶、用于收集吸附瓶内上清溶液的收集装置和将收集装置收集的上清溶液进行分离的固液分离装置，结构简单。

3、本发明的吸附瓶为球形瓶，增加了吸附材料与待吸附物质之间的充分接触性，同时弧形瓶壁可减少吸附材料与待吸附物质在弧形瓶壁上发生粘连，且吸附瓶的底部嵌入安装在底盘的内部，增加了吸附瓶与水平面的接触面积，置于恒温水浴振荡器内振荡时不易翻倒，减少后续实验分析的误差。

4、本发明吸附瓶的瓶塞上插入安装有U型管，U型管的内端伸入到吸附瓶内，U型管的外端通过连接管与固液分离装置的进液口连接，U型管内端的高度高于进液口的高度，避免了旋转开启瓶塞造成冷凝液相蒸气的损失，且上清溶液通过U型管进入到固液分离装置，避免了由于倾倒或者移液管吹吸操作时易产生的二次激荡，原本底部沉淀的固相导致的上清溶液浑浊，增加了滤头的使用寿命，减少后续实验分析的误差。

5、本发明通过第一监控单元控制第一驱动单元的同时，结合液位监测单元，保证在对上清溶液收集过程中，及时对U型管进行上下调节，使U型管的内端处于上清溶液的液面以下，增加了上清溶液收集时的连续性。

6、本发明中固液分离装置中通过采用第二监控单元对第二驱动单元、第三驱动单元、第四驱动单元和第五驱动单元的控制，分别对第二水平杆、滤头转盘、盛装单元和移液单元进行驱动，移液单元和盛装单元分别与滤头两端贴合，使上清溶液实现固液相分离，操作过程简单且易于控制，与人工控制相比精度准确且效率高。

7、本发明实现了自动化控制，降低了人工密度，实验过程连续性好，且能够实现批量生产，便于大规模的推广应用。

综上所述，本发明结构简单，使用效果好，且易于操作，吸附瓶为球形瓶，同时U型管内端的高度高于进液口的高度，避免了旋转开启瓶塞造成冷凝液相蒸气的损失，减少后续实验分析的误差，实现了自动化控制，降低了人工密度，实验过程连续性好，且能够实现批量生产，便于大规模的推广应用。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明第一监控单元的电路原理框图。

图3为本发明第二监控单元的电路原理框图。

图4为本发明的工作流程框图。

附图标记说明:

1—吸附瓶； 1-1—瓶塞； 1-2—塑料封口膜；

2—U型管； 3—连接管； 4—第一水平杆；

5—第一竖向杆； 6—第一驱动单元； 7—第一滑块；

8—报警单元； 9—限位块； 10—夹具；

11—第一位移监测单元； 12—底盘； 13—注射器；

13-1—进液口； 14—第二驱动单元； 15—压力监测单元；

16—滤头转盘； 16-1—滤头； 17—盛装瓶；

18—固定卡扣； 19—第三驱动单元； 20—第四驱动单元；

21—第二滑块； 22—第五驱动单元； 23—第二水平杆；

24-1—第二竖向杆； 24-2—第三竖向杆； 25—上清溶液；

26—过滤网； 27—第二位移监测单元；

28—应急池； 29—止回阀； 30—液位监测单元；

31—第四竖向杆； 32—支架； 33-1—第一控制器；

33-2—第二控制器。

具体实施方式

如图1、图2所示的一种静态吸附实验设备，包括吸附瓶1、用于收集所述吸附瓶1内上清溶液25的收集装置和将所述收集装置收集的上清溶液25进行分离的固液分离装置；所述吸附瓶1为球形瓶；

所述收集装置包括第一监控单元、插装在所述吸附瓶1的瓶塞1-1上的U型管2和对所述U型管2进行上下提升的提升单元，所述U型管2的内端伸入到所述吸附瓶25内，所述U型管2的外端通过连接管3与所述固液分离装置的进液口13-1连接，所述第一监控单元包括第一控制器33-1和与所述第一控制器33-1连接且用于对所述上清溶液25液位进行监测的液位监测单元30，所述提升单元由第一控制器33-1进行控制，使所述U型管2内端的高度高于所述进液口13-1的高度；

所述固液分离装置的进液口13-1与所述U型管2外端通过所述连接管3进行连接。

实际使用时，所述吸附瓶1底部嵌入安装在底盘12的内部，所述吸附瓶1为球形瓶，增加了吸附材料与待吸附物质之间的充分接触性，同时弧形瓶壁可减少吸附材料与待吸附物质在弧形瓶壁上发生粘连，且所述吸附瓶1的底部嵌入安装在所述底盘12的内部，增加了所述吸附瓶1与水平面的接触面积，置于所述恒温水浴振荡器内振荡时不易翻倒，减少后续实验分析的误差。

实际使用时，所述吸附瓶1的瓶口处设置有与瓶口配合使用的瓶塞1-1，所述瓶塞1-1上开设有供U型管2插入的通孔，避免了旋转开启瓶塞造成冷凝液相蒸气的损失，且所述上清溶液25通过所述U型管2进入到所述固液分离装置，避免了由于倾倒或者移液管吹吸操作时易产生对所述吸附瓶1二次激荡，使原本底部沉淀的固相导致所述上清溶液25浑浊，增加了所述滤头16-1的使用寿命，减少后续实验分析的误差。

实际使用时，所述吸附瓶1的瓶口处还设置有塑料封口膜1-2，所述U型管2插入瓶塞1-1上开设的所述通孔后，穿过所述塑料封口膜1-2，所述塑料封口膜1-2通过所述瓶塞1-1旋转上紧，可避免恒温水浴振荡器水浴温度高时蒸发的液相蒸气的逸散，减少后续实验分析的误差。

实际使用时，所述U型管2内端所述吸附瓶25内，所述U型管2的外端通过连接管3与所述固液分离装置的进液口13-1连接，所述U型管2内端的位置高于所述进液口13-1的位置，目的是利用所述U型管2的原理使所述上清溶液25通过所述U型管2进入所述固液分离装置内。

实际使用时，通过所述第一监控单元控制所述第一驱动单元6的同时，结合所述液位监测单元30，保证在对所述上清溶液25收集过程中，及时对所述U型管2进行上下调节，使所述U型管2的内端处于所述上清溶液25的液面以下，，增加了上清溶液25收集时的连续性。

实际使用时，所述第一控制器33-1优选的为笔记本电脑，所述第一驱动单元6为步进电机，所述液位监测单元30为激光检测器或者液位探头。

本实施例中，所述提升单元包括由第一竖向杆5和沿所述第一竖向杆5上下移动的第一水平杆4组成的提升架，以及驱动第一竖向杆5进行上下移动的第一驱动单元6，所述第一竖向杆5与第一驱动单元6传动连接；所述U型管2通过夹具10与所述第一水平杆4固定连接，所述第一水平杆4的通过第一滑块7设置在所述第一竖向杆5上，所述第一驱动单元6与所述第一控制器33-1连接，所述第一竖向杆5上设置有用于对所述第一滑块7进行限位的限位块9。

实际使用时，所述U型管2的两个端口向下设置，所述U型管2的上部通过夹具10固定在所述在第一水平杆4上，所述第一水平杆4通过端部的第一滑块7在所述第一竖向杆5上下移动，通过调节所述第一滑块7的位置对所述U型管2进行上下调节，所述U型管2的内端设置在所述上清溶液25内，且在所述上清溶液25与所述底部沉淀的固相形成的分层上部。

实际使用时，调整所述第一滑块7使所述U型管2的内端距所述分层5cm～7cm时停止，此时，所述限位块9与第一滑块7的下部贴合，将所述限位块9固定在第一竖向杆5上，对所述第一水平杆4起到限位作用，使所述U型管2的内端设置在所述上清溶液25内，且在所述上清溶液25与所述分层的上部，保证了所述上清溶液25进行收集时不产生对所述底部沉淀的固相产生扰动，增加了所述滤头16-1的使用寿命，且减少了后续实验分析的误差。

本实施例中，所述第一监控单元还包括与所述第一控制器33-1连接的报警单元8。

实际使用时，通过所述液位监测单元30监测所述上清溶液25的液位面是否与所述U型管2的内端接触，所述上清溶液25的液位面下降到所述U型管2的内端一下时，即所述U型管2的内端与所述上清溶液25不接触时，所述报警单元8进行报警，同时所述第一控制器33-1控制所述第一驱动单元6，所述第一驱动单元6驱动所述第一滑块7沿所述第一竖向杆5向下移动，直至所述U型管2的内端进入所述上清溶液25内，有效对了所述U型管2内端的位置进行控制，与人工控制相比，减小后续实验分析的误差且提高实验效率。

如图1和图3所示，本实施例中，所述固液分离装置包括第二监控单元、与所述连接管3连接的移液单元和与所述移液单元连接且用于将所述上清溶液25进行固液分离的过滤单元，以及与所述过滤单元的出液口连接的盛装单元；所述第二监控单元包括第二控制器33-2；

所述过滤单元为嵌入安装有多个滤头16-1的滤头转盘16，所述滤头转盘16为圆形转盘，多个所述滤头16-1沿所述滤头转盘16的圆周方向均匀布设，所述滤头转盘16竖向布设在支撑架上，所述支撑架包括第二水平杆23、支撑于所述第二水平杆23下部的第二竖向杆24-1和第三竖向杆24-2，以及用于驱动所述第二水平杆23沿其长度方向移动的第二驱动单元14，所述滤头转盘16的中心插入安装在所述第二水平杆23上，所述过滤单元还包括用于驱动所述滤头转盘16绕所述第二水平杆23转动的第三驱动单元19，所述第二驱动单元14和第三驱动单元19均与所述第二控制器33-2连接。

实际使用时，所述上清溶液25通过所述连接管3进入所述移液单元后，所述移液单元将所述上清溶液25通过所述滤头转盘16进行对所述清溶液25进行固液分离，分离后的固相通过所述滤头转盘16的滤头16-1进行过滤，分离后的液相进入所述盛样单元内以备后续的实验分析使用，此处分离后的液相为过滤后的上清溶液25。

实际使用时，所述第二水平杆23均与所述第二竖向杆24-1和第三竖向杆24-2滑动连接，且待所述第二水平杆23滑动到所述位置时，通过卡具将所述第二水平杆23的位置进行固定，保证在对所述上清溶液25进行固液分离时所述滤头16-1与所述移液单元始终贴合。

实际使用时，所述滤头转盘16为可为矩形转盘或者其他形状的转盘，只要保证所述滤头16-1沿所述第二水平杆23呈中心对称布设，本实施例中，所述滤头转盘16为圆形转盘目的是便与加工的基础上，在所述滤头转盘16转动时产生偏心矩，不利于所述固液分离装置的稳定。

实际使用时，所述滤头转盘16为圆形转盘，且多个所述滤头16-1沿所述滤头转盘16的中心对称布设，目的是，当所述滤头16-1达到使用寿命或者出现损坏等需要更换所述滤头16-1的状况时，无需对所述固液分离装置进行拆卸，仅需要将所述滤头转盘16绕所述第二水平杆23进行转动，使下一个所述滤头16-1的两端分别与移液单元和盛装单元在同一水平线上后，将所述移液单元和盛装单元分别与所述滤头16-1的两端进行贴合，所述操作简便，且稳定性高。

实际使用时，通过所述第一位移监测单元11对移液单元是否与所述滤头16-1贴合进行监测，实时地对所述第二水平杆23的位移进行监测，有效地防止了由于所述第二水平杆23的位移超限导致的所述滤头16-1与移液单元产生碰撞，造成对所述滤头16-1的损坏。

实际使用时，所述滤头16-1为0.22μm水系滤头、0.22μm针筒式滤膜过滤器或者0.22μm针筒式滤头等，优选的所述滤头16-1的直径为13mm，外壳为高压聚丙烯材质，内部滤膜为聚酰胺材质，所述滤膜的受压上限P为7bar(0.7MPa)。

本实施例中，所述盛装单元包括通过第二滑块21与所述第二水平杆23连接且呈水平布设的盛装瓶17和用于驱动所述盛装瓶17沿第二水平杆23长度方向移动的第四驱动单元20，所述盛装瓶17的下部通过固定卡扣18与第二滑块21连接，第四驱动单元20与所述第二控制器33-2连接。

实际使用时，待所述滤头16-1与所述移液单元贴合后，通过所述第四驱动单元20驱动所述第二滑块21，使所述盛装瓶17的瓶口与所述滤头16-1进行贴合，同时通过所述第二位移监测单元27对盛装瓶17是否与所述滤头16-1贴合进行监测，实时地对所述盛装瓶17的位移进行监测，有效地防止了由于所述盛装瓶17的位移超限导致的所述滤头16-1与盛装瓶17产生碰撞，造成对所述滤头16-1的损坏。

实际使用时，所述盛装瓶17的瓶口与所述滤头16-1贴合后，采用卡具对所述第二滑块21的位置进行固定，保证在对所述上清溶液25进行固液分离时所述滤头16-1与所述盛装瓶17的瓶口始终贴合。

本市实施例中，所述移液单元为与所述连接管3连接且呈水平布设的注射器13，所述注射器13包括注射器筒、将所述注射器筒内部进行施压的活塞杆和用于驱动所述活塞杆的第五驱动单元22，所述进液口13-1开设在所述注射器筒上，所述第五驱动单元22与所述第二控制器33-2连接。

实际使用时，所述移液单元为设置有所述进液口13-1且能够将所述上清溶液25移送到所述滤头16-1处的结构单元，本实施例中，优选的所述移液单元为与所述连接管3连接且呈水平布设的注射器13，由于所述注射器13包括注射器筒和将所述注射器筒内部进行施压的活塞杆，通过第五驱动单元22驱动所述活塞杆能够实现对所述注射器筒内部压力的控制，且能够实现在对所述注射器筒内部进行施压时对所述注射器筒内部的压力进行实时监测。

实际使用时，所述进液口13-1处设置有与其配合使用的瓶盖13-2，在对所述上清溶液25进行固液分离时，对所述注射器13进行密封。

实际使用时，所述注射器13安装在支架32上，保证所述注射管13水平布设，所述支架32的底部通过第四竖向杆31进行支撑，所述第五驱动单元22设在所述注射器13活塞芯杆的端部，所述第五驱动单元22通过驱动所述活塞芯杆将所述注射器13内的上清溶液25压向所述滤头16-1。

实际使用时，通过所述压力监测单元15对所述注射器13内部的压力进行监测，所述压力的临界值P₁为所述滤膜的受压上限P的80％，且此时的所述滤膜没有破坏，在所述第五驱动单元22通过驱动所述活塞芯杆将所述注射器13内的上清溶液25压向所述滤头16-1时，通过所述压力监测单元15对所述注射器13内部的压力进行监测，当所述压力达到临界值P₁时，对所述滤头16-1进行更换，或者在对所述上清溶液25进行固液分离过程中，所述注射器13内的压力发生突降，优选的突降压力值超过3bar(0.3MPa)时，说明所述滤膜受到破坏或者产生破裂，则需更换所述滤头16-1。

本实施例中，所述第二监控单元还包括用于监测所述第二水平杆23位移的第一位移监测单元11和用于监测所述盛装瓶17位移的第二位移监测单元27，以及用于监测所述注射器筒内部压力的压力监测单元15，所述第一位移监测单元11、第二位移监测单元27和压力监测单元15均与所述第二控制器33-2连接。

实际使用时，所述第二控制器33-2优选的为笔记本电脑，所述第一控制器33-1和所述第二控制器33-2可以为同一个笔记本电脑，也可为不同的两个笔记本电脑，所述第二驱动单元14、第三驱动单元19、第四驱动单元20和第五驱动单元22均为步进电机。

实际使用时，待所述上清溶液25收集完成后，即所述上清溶液25通过所述U型管2进入所述注射器13内后，通过所述第二控制器33-2控制所述第二驱动单元14使所述第二水平杆23沿其长度方向移动，同时带动所述滤头转盘16进行移动，直至所述注射器13的注射孔与所述滤头16-1贴合。

实际使用时，待所述注射器13的注射孔与所述滤头16-1贴合后，通过所述第二控制器33-2控制所述第四驱动单元20，所述第四驱动单元20驱动所述第二滑块21沿所述第二水平杆23长度方向滑动，所述第二滑块21带动所述盛装瓶17进行移动，直至所述盛装瓶17的瓶口与所述滤头16-1贴合。

实际使用时，所述盛装瓶17的瓶口尺寸、所述注射器13的注射孔的尺寸与所述滤头16-1两端的尺寸相吻合。

本发明实现了自动化控制，降低了人工密度，实验过程连续性好，且能够实现批量生产，便于大规模的推广应用。

本实施例中，所述滤头转盘16的正下方设置有用于盛放所述上清溶液25的应急池28。

实际使用时，所述应急池28设置在所述滤头转盘16的正下方目的是用于收集承接由于所述滤头16-1、移液单元或者盛装单元等发生突发情况导致未经分离的所述上清溶液25溢流，若将未经分离的所述上清溶液25没有进行收集，则对待吸附物质浓度的测定会出现错误，导致实验的失败，需重新进行对上清溶液25进行分离，降低效率。

本实施例中，所述盛装瓶17的瓶口处设置有止回阀29，目的是防止所述盛装瓶17内分离完成的上清溶液25回流泄露。

本实施例中，所述连接管3与所述U型管2外端的连接处设置有过滤网26。

实际使用时，所述连接管3优选的为塑料软管，长度便于调节。

所述过滤网26起到对所述上清溶液25进行初步分离的作用，有利于保护所述滤头16-1，优选的所述过滤网26为纱布过滤网，拆卸方便且易于清洗及更换。

实际使用时，在对所述上清溶液25进行分离前，所述连接管3通过止水夹固定，防止所述上清溶液25的溢流。

如图1和图4所示，本发明的工作过程包括以下步骤：

步骤一、实验准备：将吸附材料与待吸附物质以实验设计比例分别加入吸附瓶1内，所述实验设计比例指质量比例，将所述吸附瓶1瓶口处放置塑料封口膜1-2和瓶塞1-1，对所述吸附瓶1进行密封，且将所述吸附瓶1底部嵌入安装在底盘12的内部后，将密封的所述吸附瓶1及底盘12放置在所述恒温水域振荡器内进行震荡；

步骤二、上清溶液的收集：所述吸附瓶1震荡结束后静置，将所述吸附瓶1及底盘12取出后，安装所述收集装置和分离装置，通过调节所述第一滑块7的位置，将所述限位块9与所述第一竖向杆5固定，伸入到吸附瓶1内的所述U型管2端部在所述上清溶液25的液面下部，去掉所述止水夹，所述上清溶液25通过所述U型管2进入所述注射器13内，待所述报警单元8发出警报，所述第一控制器33-1控制所述第一驱动单元6，使所述U型管2向下移动，重复进行对所述第一驱动单元6的驱动，直至所述上清溶液25收集完成；

步骤三、上清溶液的固液分离，包括以下过程：

步骤301、通过所述第二控制器33-2控制所述第二驱动单元14使所述第二水平杆23沿其长度方向移动，同时带动所述滤头转盘16进行移动，直至所述注射器13的注射孔与所述滤头16-1贴合；

步骤302、通过所述第二控制器33-2控制所述第四驱动单元20，所述第四驱动单元20驱动所述第二滑块21沿所述第二水平杆23长度方向滑动，所述第二滑块21带动所述盛装瓶17进行移动，直至所述盛装瓶17的瓶口与所述滤头16-1贴合；

步骤303、通过所述第二控制器33-2控制所述第五驱动单元22，所述第五驱动单元22驱动所述活塞芯杆将所述注射器13内的上清溶液25压向所述滤头16-1，对所述上清溶液25进行固液分离，同时通过所述压力监测单元15对所述注射器13内部的压力进行监测，且根据对所述注射器13内部压力的监测情况进行滤头16-1的更换，对所述滤头16-1进行更换时，首先将所述盛装瓶17的瓶口、所述注射器13的注射孔与所述滤头的端部进行分离，然后通过所述第二控制器33-2控制所述第三驱动单元19，所述第三驱动单元19驱动所述滤头转盘16绕所述第二水平杆23进行转动，使更换的滤头16-1与所述注射器13的注射孔和盛装瓶17的瓶口在同一水平线上后，重复步骤301、步骤302，直至对所述上清溶液25的固液分离完成；

步骤四、实验结果分析。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (7)

1.一种静态吸附实验设备，其特征在于：包括吸附瓶(1)、用于收集所述吸附瓶(1)内上清溶液(25)的收集装置和将所述收集装置收集的上清溶液(25)进行分离的固液分离装置，所述吸附瓶(1)为球形瓶；所述吸附瓶(1)内以实验设计比例加入吸附材料与待吸附物质，所述实验设计比例指质量比例；

所述收集装置包括第一监控单元、插装在所述吸附瓶(1)的瓶塞(1-1)上的U型管(2)和对所述U型管(2)进行上下提升的提升单元，所述U型管(2)的内端伸入到所述吸附瓶(25)内，所述U型管(2)的外端通过连接管(3)与所述固液分离装置的进液口(13-1)连接，所述第一监控单元包括第一控制器(33-1)和与所述第一控制器(33-1)连接且用于对所述上清溶液(25)液位进行监测的液位监测单元(30)，所述提升单元由第一控制器(33-1)进行控制，使所述U型管(2)内端的高度高于所述进液口(13-1)的高度；

所述固液分离装置的进液口(13-1)与所述U型管(2)外端通过所述连接管(3)进行连接；

所述吸附瓶(1)的瓶口处设置有与瓶口配合使用的瓶塞(1-1)，所述吸附瓶(1)的瓶口处还设置有塑料封口膜(1-2)，所述U型管(2)插入瓶塞(1-1)上开设的通孔后，穿过所述塑料封口膜(1-2)，所述塑料封口膜(1-2)通过所述瓶塞(1-1)旋转上紧；所述吸附瓶(1)底部嵌入安装在底盘(12)的内部；将所述吸附瓶(1)瓶口处放置塑料封口膜(1-2)和瓶塞(1-1)，对所述吸附瓶(1)进行密封，且将所述吸附瓶(1)底部嵌入安装在底盘(12)的内部后，将密封的所述吸附瓶(1)及底盘(12)放置在恒温水域振荡器内进行震荡；

所述提升单元包括由第一竖向杆(5)和沿所述第一竖向杆(5)上下移动的第一水平杆(4)组成的提升架，以及驱动第一竖向杆(5)进行上下移动的第一驱动单元(6)，所述第一竖向杆(5)与第一驱动单元(6)传动连接；所述U型管(2)通过夹具(10)与所述第一水平杆(4)固定连接，所述第一水平杆(4)的通过第一滑块(7)设置在所述第一竖向杆(5)上，所述第一驱动单元(6)与所述第一控制器(33-1)连接，所述第一竖向杆(5)上设置有用于对所述第一滑块(7)进行限位的限位块(9)；所述U型管(2)的内端设置在所述上清溶液(25)内，且在所述上清溶液(25)与所述底部沉淀的固相形成的分层上部；调整所述第一滑块(7)使所述U型管(2)的内端距分层5cm～7cm时停止；

所述上清溶液(25)通过所述U型管(2)进入所述固液分离装置内；通过所述第一监控单元控制所述第一驱动单元(6)的同时，结合所述液位监测单元(30)，保证在对所述上清溶液(25)收集过程中，及时对所述U型管(2)进行上下调节，使所述U型管(2)的内端处于所述上清溶液(25)的液面以下，增加了上清溶液(25)收集时的连续性；

所述固液分离装置包括第二监控单元、与所述连接管(3)连接的移液单元和与所述移液单元连接且用于将所述上清溶液(25)进行固液分离的过滤单元，以及与所述过滤单元的出液口连接的盛装单元；所述第二监控单元包括第二控制器(33-2)；

所述过滤单元为嵌入安装有多个滤头(16-1)的滤头转盘(16)，所述滤头转盘(16)为圆形转盘，多个所述滤头(16-1)沿所述滤头转盘(16)的圆周方向均匀布设，所述滤头转盘(16)竖向布设在支撑架上，所述支撑架包括第二水平杆(23)、支撑于所述第二水平杆(23)下部的第二竖向杆(24-1)和第三竖向杆(24-2)，以及用于驱动所述第二水平杆(23)沿其长度方向移动的第二驱动单元(14)，所述滤头转盘(16)的中心插入安装在所述第二水平杆(23)上，所述过滤单元还包括用于驱动所述滤头转盘(16)绕所述第二水平杆(23)转动的第三驱动单元(19)，所述第二驱动单元(14)和第三驱动单元(19)均与所述第二控制器(33-2)连接；

所述移液单元为与所述连接管(3)连接且呈水平布设的注射器(13)，所述注射器(13)包括注射器筒、将所述注射器筒内部进行施压的活塞杆和用于驱动所述活塞杆的第五驱动单元(22)，所述进液口(13-1)开设在所述注射器筒上，所述第五驱动单元(22)与所述第二控制器(33-2)连接。

2.按照权利要求1所述的一种静态吸附实验设备，其特征在于：所述第一监控单元还包括与所述第一控制器(33-1)连接的报警单元(8)。

3.按照权利要求1所述的一种静态吸附实验设备，其特征在于：所述盛装单元包括通过第二滑块(21)与所述第二水平杆(23)连接且呈水平布设的盛装瓶(17)和用于驱动所述盛装瓶(17)沿第二水平杆(23)长度方向移动的第四驱动单元(20)，所述盛装瓶(17)的下部通过固定卡扣(18)与第二滑块(21)连接，第四驱动单元(20)与所述第二控制器(33-2)连接。

4.按照权利要求3所述的一种静态吸附实验设备，其特征在于：所述第二监控单元还包括用于监测所述第二水平杆(23)位移的第一位移监测单元(11)和用于监测所述盛装瓶(17)位移的第二位移监测单元(27)，以及用于监测所述注射器筒内部压力的压力监测单元(15)，所述第一位移监测单元(11)、第二位移监测单元(27)和压力监测单元(15)均与所述第二控制器(33-2)连接。

5.按照权利要求1所述的一种静态吸附实验设备，其特征在于：所述滤头转盘(16)的正下方设置有用于盛放所述上清溶液(25)的应急池(28)。

6.按照权利要求3所述的一种静态吸附实验设备，其特征在于：所述盛装瓶(17)的瓶口处设置有止回阀(29)。

7.按照权利要求1或2所述的一种静态吸附实验设备，其特征在于：所述连接管(3)与所述U型管(2)外端的连接处设置有过滤网(26)。

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