CN107727478B - 一种全自动壤样品前处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种全自动壤样品前处理装置，涉及固液分离设备技术领域，包括箱体、增压过滤装置、托马斯泵、电源、气泵、控制器、二通电磁阀组、电磁泵、移动终端，所述箱体包括上箱盒、中箱盒、下箱盒，所述二通电磁阀组和电磁泵设于上箱盒内，所述控制器、电源、托马斯泵、气泵依次设于中箱盒内，所述增压过滤装置分别与托马斯泵、电磁泵、气泵密封连通，所述控制器分别与电源、二通电磁阀组、电磁泵、托马斯泵、气泵电连接，所述移动终端与控制器连接，所述电源与二通电磁阀组、电磁泵、托马斯泵、气泵电连接。整个装置结构紧凑，通过控制器实现处理过程中的自动化，增加了加液精度，保证了对土壤的洗脱效果，提高了工作效率。

Description

一种全自动壤样品前处理装置

技术领域

本发明涉及固液分离设备技术领域，尤其涉及一种全自动壤样品前处理装置。

背景技术

在固液分离过程中，过滤是不可避免的步骤，但是过滤有时候不能在常压下进行，目前采用的是减压抽滤，抽滤装置通常由抽滤瓶、漏斗和真空泵组成，真空泵将抽滤瓶中的气体抽出，保证抽滤瓶内呈负压状态，液固混合物料位于漏斗中，漏斗与抽滤瓶通过橡胶塞连接，由于压力差的作用，使得液固混合物得以分离，但是在操作完成后，由于负压的作用力，使得抽滤瓶和漏斗不易分开，而且这种装置结构简陋，只能进行小剂量过滤，操作过程中需要人为加液和操作，加液精度低，自动化较低，对土壤的洗脱效率不高，无法达到所需要的洗脱效果，而且不能实现远程操控。

发明内容

本发明就是针对现有技术存在的上述不足，提供一种全自动壤样品前处理装置，解决了在操作过程中由于负压作用难以分离的问题，而且操作者可以实现远程操控，自动化程度高。

本发明解决技术问题的技术方案是：

一种全自动壤样品前处理装置，包括箱体、增压过滤装置、托马斯泵、电源、气泵、控制器、二通电磁阀组、电磁泵、移动终端，所述箱体包括上箱盒、中箱盒、下箱盒，所述中箱盒竖向设置，中箱盒的上端与上箱盒的下端一侧连接，中箱盒的下端与下箱盒的上端一侧连接，所述二通电磁阀组和电磁泵设于上箱盒内，所述控制器、电源、托马斯泵、气泵依次设于中箱盒内，所述增压过滤装置设于下箱盒的上端，所述增压过滤装置分别与托马斯泵、电磁泵、气泵密封连通，所述电磁泵与二通电磁阀组密封连接，所述二通电磁阀组与试剂瓶连通，所述控制器分别与电源、二通电磁阀组、电磁泵、托马斯泵、气泵电连接，所述移动终端与控制器连接，所述电源与二通电磁阀组、电磁泵、托马斯泵、气泵电连接。

所述下箱盒的上端设有瓶槽，所述增压过滤装置包括圆形漏斗、连接漏斗、接收瓶、过滤膜，所述接收瓶的下端设于瓶槽内，所述接收瓶的上端与连接漏斗的下端配合，所述过滤膜设于连接漏斗的上端与圆形漏斗的下端之间，连接漏斗与圆形漏斗通过弹簧夹固定，所述圆形漏斗的上端设有圆形漏斗盖，所述圆形漏斗盖与圆形漏斗螺纹配合，圆形漏斗盖上设有加注装置，所述加注装置包括倒立漏斗和加液管，所述倒立漏斗和加液管的上端穿过圆形漏斗盖并分别通过加压连接头和加液连接头固定，所述加液管的下端靠近圆形漏斗的底部。

所述上箱盒与中箱盒之间设有穿管口，上箱盒的后侧设有连接孔，所述二通电磁阀组包括二通电磁阀和阀座，所述二通电磁阀设于阀座上端，所述阀座与上箱盒下侧内壁连接，所述二通电磁阀的数量为三个，且进液口分别记为进口一、进口二、进口三，出液口分别记为出口一、出口二、出口三，所述电磁泵的一侧为泵进口，另一侧为泵出口，所述出口一、出口二、出口三通过四通与泵进口连通，所述泵出口和气泵通过三通与加液连接头连通，气泵与加液连接头之间的管路穿过穿管口，且管路上设有单向阀，所述托马斯泵与加压连接头连通。

所述进口一、进口二、进口三通过管路穿过连接孔分别与不同试剂瓶连接。

所述中箱盒的前端为半圆状结构，中箱盒内设有半圆隔板和方形隔板，所述半圆隔板设于中箱盒内部的前端，所述方形隔板设于半圆隔板的一侧，所述控制器、电源、托马斯泵从上往下依次设于方形隔板上，所述气泵设于半圆隔板上。

所述电磁泵通过泵支架与上箱盒下侧内壁连接，且电磁泵设于二通电磁阀组一侧。

所述下箱盒的上端设有多个瓶槽，瓶槽呈半圆状排列，且与瓶槽相对应的增压过滤装置、电磁泵、二通电磁阀组、气泵、托马斯泵的数量均为多个，所述托马斯泵设有两个泵口，分别记为泵口一、泵口二，所述泵口一和泵口二通过管路穿过穿管口分别与不同增压过滤装置上的加压连接头连通，所述上箱内设有三个与瓶槽数量对应的多通管，每个多通管的进液口分别通过管路穿过连接孔与不同的试剂瓶连通，每个多通管的出液口分别与每个二通电磁阀组连通。

所述移动终端可以为平板电脑、手机，移动终端可通过无线、蓝牙与控制器连接。

本发明的有益效果：

1.本发明将减压抽滤改为增压过滤，解决了在过滤后由于负压作用抽滤设备难以分离的问题，整个装置使用的阀、泵和电器设备均设置与箱体内部，结构紧凑，使用安全方便，通过控制器实现处理过程中的自动化，增加了加液精度，保证了对土壤的洗脱效果，提高了工作效率。

2.本发明接将收瓶的下端设于瓶槽内，能够保证接收瓶在接收过滤液时的稳定性，防止了接收瓶发生滑动，倒立漏斗和加液管的上端穿过圆形漏斗盖并分别通过加压连接头和加液连接头固定，保证了在加压过程中，设备的稳定性，倒立漏斗能够增加加压气体与液体的接触面积，让加压气体更加均匀，增加过滤效果,加液管的下端靠近圆形漏斗的底部,防止在加液过程发生溅射。

3.本发明将管路都集中在穿管孔，让设备内部更加条理，便于设备的检修和维护，通过设置二位电磁阀组和电磁泵，保证了加液顺序，实现加液的自动化，让加液更加精确方便，通过气泵能够对管路内的残余液体进行排空，同时气泵通过加液管往液体内鼓气，起到很好的搅拌作用，让反应更加充分。

4.本发明可以一次多个增压过滤装置同时进行工作，增加对土壤的处理效率，同时每个设备均为独立单元，可单独进行工作，互不干扰，增加了使用的便利性。

5.本发明设置移动终端，可以采用手机或平板电脑对设备进行远程无线操控，让操作更加便捷，也可以通过移动终端对设备运行状况进行监视，提高了自动化程度。

附图说明

图1本发明结构示意图。

图2为中箱盒内部结构示意图；

图3为上箱盒内部结构示意图；

图4为增压过滤装置装配爆炸图；

图5为二位电磁阀组结构示意图；

图6为电磁泵结构示意图；

图7为三通结构示意图；

图8为四通结构示意图；

图9为圆形漏斗盖与加压漏斗装配爆炸图；

图10为弹簧夹结构示意图；

图11为托马斯泵结构示意图。

图中，1-箱体；2-上箱盒；201-穿管口；202-连接孔；3-中箱盒；301-半圆隔板；302-方形隔板；4-下箱盒；401-瓶槽；5-增压过滤装置；6-圆形漏斗；61-加注装置；611-加压连接头；612-加液连接头；613-加液管；614-倒立漏斗；62-圆形漏斗盖；7-连接漏斗；8-接收瓶；9-托马斯泵；901-泵口一；902-泵口二；10-电源；11-气泵；12-控制器；13-二通电磁阀组；131-进口一；132-进口二；133-进口三；134-出口一；135-出口二；136-出口三；137-阀座；14-泵支架；15-电磁泵；151-泵进口；152-泵出口；16-七通；17-三通；18-四通；19-过滤膜；20-弹簧夹；21-移动终端。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图来详细解释本发明的实施方式。

实施例一：一种全自动壤样品前处理装置，包括箱体1、增压过滤装置5、托马斯泵9、电源10、气泵11、控制器12、二通电磁阀组13、电磁泵15、移动终端21，所述箱体1包括上箱盒2、中箱盒3、下箱盒4，不同箱盒内存放不同的设备，便于检修和维护，所述中箱盒3竖向设置，中箱盒3的上端与上箱盒2的下端一侧连接，中箱盒3的下端与下箱盒4的上端一侧连接，所述二通电磁阀组13和电磁泵15设于上箱盒2内，所述控制器12、电源10、托马斯泵9、气泵11依次设于中箱盒3内，所述增压过滤装置5设于下箱盒4的上端，所述增压过滤装置5分别与托马斯泵9、电磁泵15、气泵11密封连通，所述电磁泵15与二通电磁阀组13密封连接，所述二通电磁阀组13与试剂瓶连通，所述控制器12分别与电源10、二通电磁阀组13、电磁泵15、托马斯泵9、气泵11电连接，所述移动终端21与控制器12连接，所述电源10与二通电磁阀组13、电磁泵15、托马斯泵9、气泵11电连接。

所述下箱盒4的上端设有瓶槽401，所述增压过滤装置5包括圆形漏斗6、连接漏斗7、接收瓶8、过滤膜19，所述接收瓶8的下端设于瓶槽401内，可以防止接收瓶滑动，起到固定作用，所述接收瓶8的上端与连接漏斗7的下端配合，接收瓶8的上端插在连接漏斗7内部，且两者接触部位均经过磨砂处理，让连接更加封闭，防止泄漏，所述过滤膜19设于连接漏斗7的上端与圆形漏斗6的下端之间，过滤膜19能够对试剂进行过滤，连接漏斗7与圆形漏斗6通过弹簧夹20固定，防止在增压过程中，因为压力的增大使连接漏斗7与圆形漏斗6发生分离；所述圆形漏斗6的上端设有圆形漏斗盖62，所述圆形漏斗盖62与圆形漏斗6螺纹配合，能够起到密封固定的作用，圆形漏斗盖62上设有加注装置61，所述加注装置61包括倒立漏斗614和加液管613，倒立漏斗614可以让加压气体更加均匀分布，增大气体与液体的接触面积，让加压更加平稳；所述倒立漏斗614和加液管613的上端穿过圆形漏斗盖62并分别通过加压连接头611和加液连接头612固定，可以防止在加液加压与搅拌过程中倒立漏斗614与加液管613发生抖动和偏移，影响操作；所述加液管613的下端靠近圆形漏斗6的底部，不仅在加液过程中可以防止液体的溅射，而且气泵11鼓气时可以让搅拌更加均匀彻底。。

所述上箱盒2与中箱盒3之间设有穿管口201，上下设备之间的连接管道均固定于穿管口201，让设备内部更加条理，便于维护和检修；上箱盒2的后侧设有连接孔202，通过连接孔202可以与所需试剂进行连通；所述二通电磁阀组13包括二通电磁阀和阀座137，所述二通电磁阀设于阀座137上端，连接更加牢靠，所述阀座137与上箱盒下侧内壁连接，所述二通电磁阀的数量为三个，且进液口分别记为进口一131、进口二132、进口三133，出液口分别记为出口一134、出口二135、出口三136，所述进口一131、进口二132、进口三133通过管路穿过连接孔202分别与不同的试剂瓶连接，不仅能够对试剂分别加入，而且通过二位电磁阀可以控制加入的顺序和计量，所述电磁泵15的一侧为泵进口151，另一侧为泵出口152，所述出口一134、出口二135、出口三136通过四通18与泵进口151连通，电磁泵15可以为每个试剂的加入提供动力，所述泵出口152和气泵11通过三通17与加液连接头612连通，气泵11与加液连接头612之间的管路穿过穿管口201，且管路上设有单向阀，保证气体的单向流通，防止液体的回流，所述托马斯泵9与加压连接头611连通。

所述中箱盒3的前端为半圆状结构，这样可以让整个设备更加紧凑，节省空间，中箱盒3内设有半圆隔板301和方形隔板302，所述半圆隔板301设于中箱盒3内部的前端，所述方形隔板302设于半圆隔板301的一侧，所述控制器12、电源10、托马斯泵9从上往下依次设于方形隔板302上，控制器12和电源10设于中箱盒3的上端，托马斯泵9设于中箱盒内的下部，托马斯泵9较重，放在下部可以让整个设备更加稳定；所述气泵11设于半圆隔板301上，可以节省空间。

所述电磁泵15通过泵支架14与上箱盒2下侧内壁连接，泵支架14能够对泵起到支撑固定作用，且电磁泵15设于二通电磁阀组13一侧。

所述移动终端21可以为平板电脑、手机，移动终端21可通过无线、蓝牙与控制器12连接，可以采用手机或平板电脑对设备进行远程无线操控，让操作更加便捷，也可以通过移动终端21对设备运行状况进行监视，提高了自动化程度。

本设备在对土壤进行洗脱时，首先将土壤样品加入到圆形漏斗6内，然后把圆形漏斗盖62与圆形漏斗6的上端通过螺纹固定，进口一131、进口二132、进口三133通过管路穿过连接孔202分别与装有乙醇胺、乙醇、清水的试剂瓶连接，通过移动终端21对设备进行控制，通过电磁泵15和二通电磁阀组13，首先往圆形漏斗6内加入乙醇胺，来清除土壤中的钙离子，乙醇胺通过加液管613进入圆形漏斗6，然后打开气泵11对圆形漏斗6内的液体进行排空，同时气泡对液体进行搅拌，让反应更加充分，然后打开托马斯泵9进行加压，让液体通过过滤膜19进入接收瓶8，并重复上述步骤，保证完全除去土壤中的钙离子，然后把接收瓶8和连接漏斗7分离，将接收瓶8内的液体排出并对接收瓶8进行清洗，清洗完毕后再将接收瓶8与连接漏斗7连接，用乙醇胺再对土壤进行脱钙，然后取接收瓶8内的液体，用KB指示剂进行检测，如果呈紫红色则还有钙离子，需要对土壤继续清洗，并重复上述步骤；如果呈蓝色则说明没有钙离子，此时，再通过二通电磁阀和电磁泵15往圆形漏斗6内加入乙醇，来清洗多余的铵离子，方法同清洗钙离子，然后用甲基红-溴酚甲指示剂进行检测，如果呈蓝色则说明还有铵离子，则重复步骤继续清洗；如果呈紫红色，则无铵离子，即清洗完毕，此时得到所需的土壤样品，取出土壤样品和过滤膜19，通过二位电磁阀和电磁泵15往增压过滤装置5内加清水对设备进行洗涤。

实施例二：所述下箱盒4的上端设有六个瓶槽401，但不局限于六个，可根据需要设置多个，瓶槽401呈半圆状排列，结构更加紧凑，节省空间，且与瓶槽401相对应的增压过滤装置5、电磁泵15、二通电磁阀组13、气泵11的数量均为六个，托马斯泵9的数量三个，所述托马斯泵9设有两个泵口，分别记为泵口一901、泵口二902，所述泵口一901和泵口二902通过管路穿过穿管口201分别与不同增压过滤装置上的加压连接头611连通，一个托马斯泵9可同时对两个增压过滤装置进行加压，所述上箱盒2内设有三个与瓶槽数量对应的多通管，本实施例中设置为七通16，每个七通管的进液口分别通过管路穿过连接孔202与盛放有乙醇胺、乙醇、清水的试剂瓶连通，每个七通管的出液口分别与每个二通电磁阀组连通，通过移动终端21对设备进行控制，可多个增液过滤装置同时工作，每个装置均为独立单元，互不影响。

本实施例其余特征与优点均与实施例1相同。

虽然本发明已示出和描述了本发明实施例，对本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，都属于本发明的上述权利要求保护范围之内。

Claims (4)

1.一种全自动壤样品前处理装置，包括箱体、增压过滤装置、托马斯泵、电源、气泵、控制器、二通电磁阀组、电磁泵、移动终端，其特征是，所述箱体包括上箱盒、中箱盒、下箱盒，所述中箱盒竖向设置，中箱盒的上端与上箱盒的下端一侧连接，中箱盒的下端与下箱盒的上端一侧连接，所述二通电磁阀组和电磁泵设于上箱盒内，所述控制器、电源、托马斯泵、气泵依次设于中箱盒内，所述增压过滤装置设于下箱盒的上端，所述增压过滤装置分别与托马斯泵、电磁泵、气泵密封连通，所述电磁泵与二通电磁阀组密封连接，所述二通电磁阀组与试剂瓶连通，所述控制器分别与电源、二通电磁阀组、电磁泵、托马斯泵、气泵电连接，所述移动终端与控制器连接，所述电源与二通电磁阀组、电磁泵、托马斯泵、气泵电连接，所述移动终端为平板电脑或手机，移动终端通过无线与控制器连接；

所述下箱盒的上端设有瓶槽，所述增压过滤装置包括圆形漏斗、连接漏斗、接收瓶、过滤膜，所述接收瓶的下端设于瓶槽内，所述接收瓶的上端与连接漏斗的下端配合，所述过滤膜设于连接漏斗的上端与圆形漏斗的下端之间，连接漏斗与圆形漏斗通过弹簧夹固定，所述圆形漏斗的上端设有圆形漏斗盖，所述圆形漏斗盖与圆形漏斗螺纹配合，圆形漏斗盖上设有加注装置，所述加注装置包括倒立漏斗和加液管，所述倒立漏斗和加液管的上端穿过圆形漏斗盖并分别通过加压连接头和加液连接头固定，所述加液管的下端靠近圆形漏斗的底部；

所述上箱盒与中箱盒之间设有穿管口，上箱盒的后侧设有连接孔，所述二通电磁阀组包括二通电磁阀和阀座，所述二通电磁阀设于阀座上端，所述阀座与上箱盒下侧内壁连接，所述二通电磁阀的数量为三个，且进液口分别记为进口一、进口二、进口三，出液口分别记为出口一、出口二、出口三，所述电磁泵的一侧为泵进口，另一侧为泵出口，所述出口一、出口二、出口三通过四通与泵进口连通，所述泵出口和气泵通过三通与加液连接头连通，气泵与加液连接头之间的管路穿过穿管口，且管路上设有单向阀，所述托马斯泵与加压连接头连通；所述下箱盒的上端设有多个瓶槽，瓶槽呈半圆状排列，且与瓶槽相对应的增压过滤装置、电磁泵、二通电磁阀组、气泵、托马斯泵的数量均为多个，所述托马斯泵设有两个泵口，分别记为泵口一、泵口二，所述泵口一和泵口二通过管路穿过穿管口分别与不同增压过滤装置上的加压连接头连通，所述上箱内设有三个与瓶槽数量对应的多通管，每个多通管的进液口分别通过管路穿过连接孔与不同的试剂瓶连通，每个多通管的出液口分别与每个二通电磁阀组连通。

2.如权利要求1所述的一种全自动壤样品前处理装置，其特征在于：所述进口一、进口二、进口三通过管路穿过连接孔分别与不同试剂瓶连接。

3.如权利要求1所述的一种全自动壤样品前处理装置，其特征在于：所述中箱盒的前端为半圆状结构，中箱盒内设有半圆隔板和方形隔板，所述半圆隔板设于中箱盒内部的前端，所述方形隔板设于半圆隔板的一侧，所述控制器、电源、托马斯泵从上往下依次设于方形隔板上，所述气泵设于半圆隔板上。

4.如权利要求1所述的一种全自动壤样品前处理装置，其特征在于：所述电磁泵通过泵支架与上箱盒下侧内壁连接，且电磁泵设于二通电磁阀组一侧。