CN109248793A - 一种固液分离半嵌入式磁铁试管托架装置及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种固液分离半嵌入式磁铁试管托架装置，其包括有屏蔽铅室、多根磁性试管托架、形成在相邻两根所述试管磁性托架之间的用于竖直放置试管的卡槽以及驱动机构；本方案中的上述磁铁试管托架装置够大批量、高准确度、操作简单、高效率分离实验样品，磁铁卡槽采用多槽位，可旋转设计，对不同尺寸的离心管均可适用，分离时可以将磁性材料有效禁锢在试管内壁，避免磁性材料随上清液移出试管，也可以避免磁铁和放射性溶液接触从而使磁铁重复利用同时降低了放射性污染潜在风险和废物处置难度。

Description

一种固液分离半嵌入式磁铁试管托架装置及其操作方法

技术领域

本发明涉及放射性核素吸附技术领域，具体涉及一种固液分离半嵌入式磁铁试管托架装置及其操作方法。

背景技术

传统的吸附操作工艺主要包括批次吸附和固定床吸附两种，但批次吸附工艺吸附剂回收繁琐困难，固定床吸附容易出现偏流、沟流等问题。同时，两种工艺均无法进行连续化操作，导致处理能力较低。磁性吸附法由于具有分离简单迅速、易于连续化操作等特点，可有效解决传统工艺存在的不足。

近年来，国内外学者通过化学手段将具有强吸附性能的纳米材料、炭材料活性炭、石墨以及石墨稀或矿物粘土蒙脱石、海泡石、沸石、累托石以及坡缕石等与磁性氧化铁颗粒复合，制备出各种不同种类的磁性吸附剂，其不仅具具备基体的吸附性能，而且还可以通过外加磁场使吸附达饱和的吸附剂与作用体系迅速地分离。在目前的有机/无机型复合材料中，磁性金属氧化物和粘土矿物制备成的磁性复合材料以及纳米磁性材料展现出独特的性能。由于这类材料具有磁性，可在外加磁场的条件下得到快速的分离回收，从而使吸附剂和金属离子易于从废水中分离。

传统固液分离试验装置，大都采用高速离心机或真空抽滤实验装置完成，这类实验设备对预分离的样品容器，如离心管等尺寸都有严格要求，且固液分离时间较长。高速离心机对不同试管尺寸(长度、直径)需制作与之相匹配的转子才能进行工作，对不同体积的试管样品需要预先准备一些列不同尺寸的转子；真空抽滤装置不仅对样品容器尺寸有要求，针对一些吸附能力较强的核素对抽滤膜自吸附造成的吸附质损失也是非常大的。这样操作既复杂了实验步骤，增加实验人员的工作量，又使实验样品外部环境发生变化，对实验结果的准确性造成影响。

因此有鉴于此，对于如何寻找到一种可以大批量、准确度高、操作简单、分离效率极佳的实验装置就显得极为重要。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种固液分离半嵌入式磁铁试管托架装置，该磁铁试管托架装置能够大批量、高准确度、操作简单以及高效率地分离实验样品。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种固液分离半嵌入式磁铁试管托架装置，包括有屏蔽铅室、多根磁性试管托架、形成在相邻两根所述试管磁性托架之间的用于竖直放置试管的卡槽以及驱动机构，其中多根所述试管磁性托架以及驱动机构设置在所述屏蔽铅室内部，多根所述试管磁性托架沿圆周方向间隔水平设置在所述屏蔽铅室内部上方，多根所述试管磁性托架通过所述驱动机构带动其水平旋转运动。

进一步，所述驱动机构包括有底托、旋转主轴以及用于驱动所述旋转主轴水平旋转的驱动单元，其中所述底托固定安装在所述屏蔽铅室底端端面上，所述旋转主轴底端通过设置有的旋转轴承竖直安装在所述底托上，多个所述试管磁性托架内端固定安装在设置有的旋转主轴固定孔外端面上，所述旋转主轴的上端通过设置有的旋转轴承安装在该旋转主轴固定孔内。

进一步，述旋转主轴其由具备伸缩功能的金属伸缩臂结构构成。

进一步，所述屏蔽铅室为立方体的外形结构。

进一步，所述试管托架为可拆性固定安装在所述旋转主轴固定孔外端面上。

进一步，所述屏蔽铅室其厚度可通过增加或减少铅砖进行更改。

同时，本发明还提供一种用于如上所述的固液分离半嵌入式磁铁试管托架装置上的操作方法，包括以下步骤：

S1、根据实验需求，选择增加或减少卡槽数量；

S2、调节旋转主轴高度，通过伸缩臂调整卡槽高度；

S3、将试管卡入到磁铁卡槽中，旋转主轴开始进行旋转运动，试管内的磁性悬浮颗粒物开始逐渐被磁性卡槽束缚在试管内壁上；

S4、旋转主轴停止旋转后，开始移液，根据倾角要求，调节伸缩臂倾斜角度，完成移液；

S5、实验结束后收回伸缩臂，拿出样品。

与现有技术相比，本方案具有的有益技术效果为：本方案中的上述磁铁试管托架装置够大批量、高准确度、操作简单、高效率分离实验样品，磁铁卡槽采用多槽位，可旋转设计，对不同尺寸的离心管均可适用，分离时可以将磁性材料有效禁锢在试管内壁，避免磁性材料随上清液移出试管，也可以避免磁铁和放射性溶液接触从而使磁铁重复利用同时降低了放射性污染潜在风险和废物处置难度。

附图说明

图1为本发明实施例中的磁铁试管托架装置结构示意图。

图2为本发明实施例中的磁铁试管托架装置操作流程示意图。

图中：

1-底托，2-旋转主轴，3-试管磁性托架，4-卡槽。

具体实施方式

下面结合说明书附图与具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。

参照图1所示，为本方案中的固液分离半嵌入式磁铁试管托架装置结构示意图。本实施例中的上述磁铁试管托架装置其包括有屏蔽铅室、多根磁性试管托架、形成在相邻两根试管磁性托架3之间的用于竖直放置试管的卡槽4以及驱动机构，其中多根试管磁性托架3以及驱动机构设置在屏蔽铅室内部，多根试管磁性托架3沿圆周方向间隔水平设置在屏蔽铅室内部上方，多根试管磁性托架3通过驱动机构带动其水平旋转运动。在此需要说明的是，本实施例通过设置有屏蔽铅室，屏蔽铅室的设置其为在考虑到放射性核素的衰变特性，以便可以针对穿透性最强的γ射线进行屏蔽，同时采用外包的屏蔽铅室的方式来减少放射性核素对外部环境的生物辐射照应。

具体的，本实施例中的用于驱动卡槽水平旋转动作的驱动机构其包括有底托1、旋转主轴2以及用于驱动旋转主轴2水平旋转的驱动单元，其中底托1固定安装在屏蔽铅室底端端面上，旋转主轴2底端通过设置有的旋转轴承竖直安装在底托1上，多个试管磁性托架3内端固定安装在设置有的旋转主轴固定孔外端面上，旋转主轴2的上端通过设置有的旋转轴承安装在该旋转主轴固定孔内。此外，旋转主轴2为了具备可升降功能，其采用具备伸缩功能的金属伸缩臂结构构成。另外在实际工作中，为了能够根据实验需求需要，灵活地调整卡槽4的数量，本实施例中的试管托架为可拆性固定安装在旋转主轴固定孔外端面上，例如可以采用螺丝固定的安装方式，将试管托架可拆性固定安装在旋转主轴固定孔外端面上。

工作时，用于实验用的试管竖直卡放在卡槽4中，卡槽4在驱动机构的作用下做水平旋转运动，位于试管中的磁性悬浮颗粒在离心力作用下向着试管管壁方向移动，由于用于形成卡槽4的试管磁性托架3为采用磁性材料制作而成，因此试管中的磁性悬浮颗粒会被束缚在试管内壁上，当需要对试管内的样品(即吸附在试管内壁上的磁性悬浮颗粒)进行取样时，卡槽4停止旋转，旋转主轴2上升到一定高度，并形成一定的倾斜角度后进行移液或者拆卸，移液完成后通过升降伸缩臂降低磁铁卡槽4的高度到适当位置，重新换取新的试管容器，操作方便。由于整个试管磁铁托架3具有多个卡槽4工位，因此一次性可以放置多个试管，实现大批量的实验操作，并且整个装置操作简单，样品分离效率高。

为了能够对本实施例中的磁铁试管托架装置进行更加详细的说明，本实施例中的磁铁试管托架装置中的屏蔽铅室采用一个35cm×35m×45m的立方体装置，屏蔽铅室由一层厚度为5-10cm的铅壁构成，且可以根据核素种类与放射性大小自行添加铅砖，以改变屏蔽铅室的厚度。磁铁卡槽装置可以根据实验需求增加或减少卡槽数量，每个卡槽可以根据不同尺寸的离心管及其他形状的试管进行延展，保证磁铁卡槽和试管壁充分接触，卡槽中心有一旋转主轴固定孔，孔内固定有旋转轴承；旋转主轴装置主要由一金属伸缩臂构成，其臂展伸缩范围为0～40cm，另外，当需要对磁铁卡槽进行倾斜移液时，可通过升降伸缩臂到一定高度一定倾角后进行移液或拆卸，移液完成后通过升降伸缩臂降低磁铁卡槽的高度到适当位置，重新换取新的试管容器，操作方便；底托装置主要由一开设有旋转主轴固定孔的金属板构成，孔内固定有旋转轴承，旋转主轴2与底托1通过旋转轴承连接。

参见附图2所示，本实施还提供一种用于上述固液分离半嵌入式磁铁试管托架装置上的操作方法，包括以下步骤：

S1、根据实验需求，选择增加或减少卡槽数量；

S2、调节旋转主轴高度，通过伸缩臂调整卡槽高度；

S3、将试管卡入到磁铁卡槽中，旋转主轴开始进行旋转运动，试管内的磁性悬浮颗粒物开始逐渐被磁性卡槽束缚在试管内壁上；

S4、旋转主轴停止旋转后，开始移液，根据倾角要求，调节伸缩臂倾斜角度，完成移液；

S5、实验结束后收回伸缩臂，拿出样品。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种固液分离半嵌入式磁铁试管托架装置，其特征在于：包括有屏蔽铅室、多根磁性试管托架、形成在相邻两根所述试管磁性托架之间的用于竖直放置试管的卡槽以及驱动机构，其中多根所述试管磁性托架以及驱动机构设置在所述屏蔽铅室内部，多根所述试管磁性托架沿圆周方向间隔水平设置在所述屏蔽铅室内部上方，多根所述试管磁性托架通过所述驱动机构带动其水平旋转运动。

2.根据权利要求1所述的一种固液分离半嵌入式磁铁试管托架装置，其特征在于：所述驱动机构包括有底托、旋转主轴以及用于驱动所述旋转主轴水平旋转的驱动单元，其中所述底托固定安装在所述屏蔽铅室底端端面上，所述旋转主轴底端通过设置有的旋转轴承竖直安装在所述底托上，多个所述试管磁性托架内端固定安装在设置有的旋转主轴固定孔外端面上，所述旋转主轴的上端通过设置有的旋转轴承安装在该旋转主轴固定孔内。

3.根据权利要求2所述的一种固液分离半嵌入式磁铁试管托架装置，其特征在于：所述旋转主轴其由具备伸缩功能的金属伸缩臂结构构成。

4.根据权利要求1所述的一种固液分离半嵌入式磁铁试管托架装置，其特征在于：所述屏蔽铅室为立方体的外形结构。

5.根据权利要求2所述的一种固液分离半嵌入式磁铁试管托架装置，其特征在于：所述试管托架为可拆性固定安装在所述旋转主轴固定孔外端面上。

6.根据权利要求1所述的一种固液分离半嵌入式磁铁试管托架装置，其特征在于：所述屏蔽铅室其厚度可通过增加或减少铅砖进行更改。

7.一种用于如权利要求1所述的一种固液分离半嵌入式磁铁试管托架装置上的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据实验需求，选择增加或减少卡槽数量；

S2、调节旋转主轴高度，通过伸缩臂调整卡槽高度；

S3、将试管卡入到磁铁卡槽中，旋转主轴开始进行旋转运动，试管内的磁性悬浮颗粒物开始逐渐被磁性卡槽束缚在试管内壁上；

S4、旋转主轴停止旋转后，开始移液，根据倾角要求，调节伸缩臂倾斜角度，完成移液；

S5、实验结束后收回伸缩臂，拿出样品。