CN108525345A - 一种可自动萃取装置及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种可自动萃取装置,在底座上设置有连杆，连杆上设置有支撑装置、透明罩，分液漏斗通过支撑装置固定在连杆上，分液漏斗顶部设置有玻璃塞，搅拌轴下端穿透玻璃塞与置于分液漏斗内部的搅拌器相连接，搅拌轴上端与搅拌电机的输出轴相连接，分液漏斗出液口设置有一端通过活塞转轴与活塞电机的输出轴相连接的活塞，分液漏斗的下端伸入放置在底座上的第二储液瓶中，底座上放置有第一储液瓶，第一储液瓶通过穿透玻璃塞的导液管与分液漏斗相连通，导液管置于第一储液瓶的一端设置有微型泵，本发明通过控制器控制分液漏斗的操作过程大大降低劳动强度，在自动调控的同时也可以进行手动调节，便于实时监测和手动调整，可推广应用到萃取装置技术领域。
Description
技术领域
本发明属于实验仪器技术领域，具体涉及一种可自动萃取装置及其控制方法。
背景技术
萃取装置是化学实验一种常用的仪器。目前主要使用分液漏斗来实现萃取，在小型实验室中使用极其普遍，但对于一些企业来说，生产的产品基本上是固定的，对于某一产品的某一成分的检测方法是固定的，所以对于日常的质量控制及产品检验在一定程度上也是固定的，而工厂中的日常生产中批次很大，很多批次的产品同时检验，当萃取步骤中，比如振荡、放液、加液这些工作就需要多个化验员同时工作，这就会产生很多的重复性劳动，造成人员劳动力的浪费。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷,提供一种设计合理、结构简单、可自动化控制、方便操作的可自动萃取装置及其控制方法。
解决上述技术问题采用的技术方案是：在底座上设置有连杆，连杆上设置有支撑装置、透明罩，分液漏斗通过支撑装置固定在连杆上，分液漏斗顶部设置有玻璃塞，搅拌轴下端穿透玻璃塞与置于分液漏斗内部的搅拌器相连接，搅拌轴上端与固定在透明罩顶部的搅拌电机的输出轴相连接，分液漏斗出液口设置有活塞，活塞的一端通过活塞转轴与固定在连杆上的活塞电机的输出轴相连接，分液漏斗的下端伸入放置在底座上的第二储液瓶中，底座上放置有第一储液瓶，第一储液瓶通过穿透玻璃塞的导液管与分液漏斗相连通，导液管置于第一储液瓶的一端设置有微型泵，底座上设置有电源、第一开关、第二开关、控制器，电源与控制器电连接，第一开关、第二开关、微型泵、搅拌电机、活塞电机与控制器电连接。
本发明的支撑装置为：第一支撑杆一端固定在连杆上、另一端设置有固定分液漏斗颈口的套环，第二支撑杆一端固定在连杆上、另一端设置有固定分液漏斗瓶身的支撑铁圈。
本发明的支撑铁圈外部包覆有垫圈，支撑铁圈和垫圈之间设置有发热装置，发热装置与控制器电连接。
本发明的第二储液瓶放置在支撑板上，支撑板下端设置有支撑架。
本发明的支撑架为菱形折叠支撑架。
本发明的支撑板上设置有至少2块用于固定第二储液瓶的可活动挡板。
本发明的透明罩上设置有排气孔，透明罩的横截面积不大于底座的表面积；所述的连杆为可伸缩杆，透明罩的高度高于连杆的最大高度。
本发明的分液漏斗上设置有重力检测装置和计时装置，重力检测装置和计时装置与控制器电连接。
本发明的控制方法，包括3种模式：
所述模式1状态为活塞关闭，泵启动，搅拌器搅拌；
所述模式2状态为泵关闭，搅拌器停止工作，活塞关闭；
所述模式3状态为泵关闭，搅拌器静止，活塞打开。
本发明的控制方法，包括以下步骤：
S1、设定两个指示参量萃取装置的质量m和计时器时间t；在分液漏斗中加入待萃取溶液，此时指示参量萃取装置的质量m＝m0；然后在第一储液瓶中加入足量的萃取剂待用；
S2、称量每次加入的萃取剂质量为m’，然后在控制器中设置初始化两个状态指示参量为m1和m2，m1＝m0，m2＝m0+m’；设置计时装置的计时周期为T；
S3、重力检测装置实时监测萃取装置的质量m，当m＝m1时，重力信号转换为电信号传输到控制器，控制器接收到信号后通过控制模块启动模式1，关闭活塞或者维持活塞的关闭状态，启动微型泵，将第一储液瓶中的萃取剂抽取到分液漏斗内，搅拌器开始搅拌；
S4、当指示参量m＝m2时，控制器接收到该信号，立即关闭模式1，启动模式2，活塞保持关闭状态，关闭微型泵，搅拌器停止工作，启动计时装置，开始计时，此时t＝0；
S5、当指示参量t＝T时，计时终止，控制器接收到该信号，立即停止模式2，启动模式3，微型泵保持关闭状态，搅拌器保持静止状态，活塞电机启动，活塞转轴和活塞杆转动，打开活塞开始放液，萃取装置的质量逐渐变小；
S6、当指示参量m＝m1时，控制器立即停止模式3，启动模式1，重复步骤S3，直至第一储液瓶中的质量为0。
本发明相比于现有技术具有以下优点：
1、本发明通过自动控制系统控制分液漏斗的操作过程可以大大降低劳动强度和对经验的依赖程度，而且在自动调控的同时也可以进行手动调节，便于实时监测和手动调整。
2、本发明设置有透明罩体，萃取剂大多为易挥发的有机试剂，透明罩体可以阻隔实验试剂直接暴露在空气中，降低实验试剂对人体的直接伤害，而且在自动控制的同时可以实现人工的实时监控，易于操作人员观察。
3、本发明在铁圈外设置有加热元件，萃取过程中容易产生乳化，当发生这种情况时，打开第二开关在两相的界面上进行加热，可以更好的利用热量来加速两相分离。
附图说明
图1是本发明一个实施例的结构示意图。
图2是本发明控制流程图。
图中：1、底座；2、微型泵；3、第二开关；4、第一开关；5、第一储液瓶；6、导液管；7、活塞转轴；8、活塞电机；9、连杆；10、第二支撑杆；11、透明罩；12、第一支撑杆；13、搅拌电机；14、搅拌轴；15、玻璃塞；16、套环；17、分液漏斗；18、支撑铁圈；19、搅拌器；20、活塞；21、第二储液瓶；22、挡板；23、支撑板；24、支撑架；25、电源。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。
实施例1
在图1中，本发明一种可自动萃取装置,在底座1上固定安装有连杆9，连杆9为可伸缩杆，活动调节分液漏斗17的高度，保证分液漏斗17内的液体顺利萃取，连杆9上安装有支撑装置，支撑装置将分液漏斗17固定在连杆9上，保证其稳定性，本实施例的支撑装置由第一支撑杆12、第二支撑杆10、套环16、支撑铁圈18组成，第一支撑杆12一端固定连接在连杆9上、另一端与固定分液漏斗17颈口的套环相连接，第二支撑杆10一端固定连接在连杆9上、另一端与固定分液漏斗17瓶身的支撑铁环18相连接，进一步地，为了防止萃取过程中产生乳化，在支撑铁圈18外部包覆有垫圈，支撑铁圈18与垫圈之间安装发热装置，发热装置与控制器电连接，由控制器控制发热装置加热萃取时的两相液面以防止液体乳化，可以更好的加速分子运动从而加速两相分离。
分液漏斗17顶部安装有玻璃塞15，搅拌轴14下端穿透玻璃塞15与置于分液漏斗17内部的搅拌器19相连接，搅拌器19应置于液面之下，搅拌轴14上端与固定在透明罩11顶部的搅拌电机13的输出轴相连接，搅拌电机13与控制器电连接，控制器控制搅拌电机13转动，从而带动搅拌器19对分液漏斗17中的液体进行搅拌，使新加入的萃取剂与待萃取液混合均匀，搅拌电机13转动代替人工操作时“振荡”的动作，降低劳动强度，提高工作效率。分液漏斗17出液口安装有活塞20，活塞20的一端通过活塞转轴7与固定在连杆9上的活塞电机8的输出轴相连接，活塞电机8与控制器电连接，控制器控制活塞电机8转动，从而带动活塞20转动，使分液漏斗17中的液体流出，实现分液和静置等操作，分液漏斗17的下端伸入放置在底座1上的第二储液瓶21中，为了防止液体飞溅或者产生气泡影响实验结果的准确性，分液漏斗17的下端应紧贴第二储液瓶21内壁。进一步地，为了保证第二储液瓶21与分液漏斗17的下部充分接触，将第二储液瓶21放置在支撑板23上，支撑板23安装在支撑架24上，本实施例的支撑架24为菱形折叠支撑架，可根据第二储液瓶21中的液体重量实现高度可调，保证分液漏斗17中的液体顺利流入第二储液瓶21中，且避免分液漏斗17的下部直接与页面接触防止液体污染，在支撑板23上安装有至少2块可活动的挡板22，挡板22用于固定第二储液瓶21，防止第二储液瓶21滑动。
底座1上放置有第一储液瓶5，第一储液瓶5通过穿透玻璃塞15的导液管6与分液漏斗17相连通，导液管6置于第一储液瓶5的一端设置有微型泵2，微型泵2与控制器电连接，控制器控制微型泵2工作，将将萃取剂吸入分液漏斗17中去，代替人工操作时需要每一套装置必须一一量取加液的工作，方便安全，尽量减少操作人员与实验试剂的直接接触，减少实验试剂对人体的伤害。底座1上还设置有电源、第一开关、第二开关、控制器，电源与控制器电连接，为本发明提供动力，第一开关、第二开关与控制器电连接，对实验过程中的萃取模式进行选择。
底座1上设置有透明罩11，透明罩11将整个萃取装置罩住，萃取剂大多为易挥发的有机试剂，透明罩11可以阻隔实验试剂直接暴露在空气中，降低实验试剂对人体的直接伤害，而且在自动控制的同时可以实现人工的实时监控，易于操作人员观察。透明罩11上加工排气孔a，防止装置内气压过大，造成不安全事故的发生，透明罩11的横截面积不大于底座1的表面积，透明罩11的高度高于连杆9的最大高度。
进一步地，分液漏斗17上设置有重力检测装置和计时装置，重力检测装置和计时装置与控制器电连接，重力检测装置实时监测分液漏斗17的重量并将重力信号转换为电信号传输给控制器，由控制器控制萃取模式，计时装置可设定计时周期，方便本装置的自动控制。
在图2中，利用上述的一种可自动萃取装置的控制方法，包括3种模式：
所述模式1状态为活塞关闭，泵启动，搅拌器搅拌；
所述模式2状态为泵关闭，搅拌器停止工作，活塞关闭；
所述模式3状态为泵关闭，搅拌器静止，活塞打开。
具体包括以下步骤：
S1、设定两个指示参量萃取装置的质量m和计时器时间t；在分液漏斗17中加入待萃取溶液，此时指示参量萃取装置的质量m＝m0；然后在第一储液瓶5中加入足量的萃取剂待用；
S2、称量每次加入的萃取剂质量为m’，然后在控制器中设置初始化两个状态指示参量为m1和m2，m1＝m0，m2＝m0+m’；设置计时装置的计时周期为T；
S3、重力检测装置实时监测萃取装置的质量m，当m＝m1时，通过信号转换器将重力信号转换为电信号传输到控制器，控制器接收到信号后通过控制模块启动模式1，关闭活塞20或者维持活塞20的关闭状态，启动微型泵2，将第一储液瓶5中的萃取剂抽取到分液漏斗17内，搅拌器19开始搅拌；
S4、当指示参量m＝m2时，控制器接收到该信号，立即关闭模式1，启动模式2，活塞20保持关闭状态，关闭微型泵2，搅拌器19停止工作，启动计时装置，开始计时，此时t＝0；
S5、当指示参量t＝T时，计时终止，控制器接收到该信号，立即停止模式2，启动模式3，微型泵2保持关闭状态，搅拌器19保持静止状态，活塞电机8启动，活塞转轴7和活塞杆转动，打开活塞20开始放液，萃取装置的质量逐渐变小；
S6、当指示参量m＝m1时，控制器立即停止模式3，启动模式1，重复步骤S3，直至第一储液瓶5中的质量为0。
Claims (10)
1.一种可自动萃取装置,其特征在于：在底座上设置有连杆，连杆上设置有支撑装置、透明罩，分液漏斗通过支撑装置固定在连杆上，分液漏斗顶部设置有玻璃塞，搅拌轴下端穿透玻璃塞与置于分液漏斗内部的搅拌器相连接，搅拌轴上端与固定在透明罩顶部的搅拌电机的输出轴相连接，分液漏斗出液口设置有活塞，活塞的一端通过活塞转轴与固定在连杆上的活塞电机的输出轴相连接，分液漏斗的下端伸入放置在底座上的第二储液瓶中，底座上放置有第一储液瓶，第一储液瓶通过穿透玻璃塞的导液管与分液漏斗相连通，导液管置于第一储液瓶的一端设置有微型泵，底座上设置有电源、第一开关、第二开关、控制器，电源与控制器电连接，第一开关、第二开关、微型泵、搅拌电机、活塞电机与控制器电连接。
2.根据权利要求1所述的一种可自动萃取装置，其特征在于所述的支撑装置为：第一支撑杆一端固定在连杆上、另一端设置有固定分液漏斗颈口的套环，第二支撑杆一端固定在连杆上、另一端设置有固定分液漏斗瓶身的支撑铁圈。
3.根据权利要求2所述的一种可自动萃取装置，其特征在于：所述的支撑铁圈外部包覆有垫圈，支撑铁圈和垫圈之间设置有发热装置，发热装置与控制器电连接。
4.根据权利要求1所述的一种可自动萃取装置，其特征在于：所述的第二储液瓶放置在支撑板上，支撑板下端设置有支撑架。
5.根据权利要求4所述的一种可自动萃取装置，其特征在于：所述的支撑架为菱形折叠支撑架。
6.根据权利要求4所述的一种可自动萃取装置，其特征在于：所述的支撑板上设置有至少2块用于固定第二储液瓶的可活动挡板。
7.根据权利要求1所述的一种可自动萃取装置，其特征在于：所述的透明罩上设置有排气孔，透明罩的横截面积不大于底座的表面积；所述的连杆为可伸缩杆，透明罩的高度高于连杆的最大高度。
8.根据权利要求1所述的一种可自动萃取装置，其特征在于：所述的分液漏斗上设置有重力检测装置和计时装置，重力检测装置和计时装置与控制器电连接。
9.根据上述权利要求1～8所述的一种可自动萃取装置的控制方法，其特征在于，包括3种模式：
所述模式1状态为活塞关闭，泵启动，搅拌器搅拌；
所述模式2状态为泵关闭，搅拌器停止工作，活塞关闭；
所述模式3状态为泵关闭，搅拌器静止，活塞打开。
10.根据上述权利要求9所述的一种可自动萃取装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、设定两个指示参量萃取装置的质量m和计时器时间t；在分液漏斗中加入待萃取溶液，此时指示参量萃取装置的质量m＝m0；然后在第一储液瓶中加入足量的萃取剂待用；
S2、称量每次加入的萃取剂质量为m’，然后在控制器中设置初始化两个状态指示参量为m1和m2，m1＝m0，m2＝m0+m’；设置计时装置的计时周期为T；
S3、重力检测装置实时监测萃取装置的质量m，当m＝m1时，重力信号转换为电信号传输到控制器，控制器接收到信号后通过控制模块启动模式1，关闭活塞或者维持活塞的关闭状态，启动微型泵，将第一储液瓶中的萃取剂抽取到分液漏斗内，搅拌器开始搅拌；
S4、当指示参量m＝m2时，控制器接收到该信号，立即关闭模式1，启动模式2，活塞保持关闭状态，关闭微型泵，搅拌器停止工作，启动计时装置，开始计时，此时t＝0；
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