CN109499095A - 全自动元素分离纯化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全自动元素分离纯化装置，包括注射泵、第一多通道切换阀、两位六通阀、第二多通道切换阀、离子层析柱和收集器，注射泵与第一多通道切换阀的公共口连接，第一多通道切换阀的其余接口分别与纯水罐、淋洗液罐、浓酸罐、空气罐以及两位六通阀5号口连接，两位六通阀的1号接和4号口由上样环连通，两位六通阀的2号口用于接入样品，两位六通阀的3号口用于排出上样环内多余样品，两位六通阀的6号口通过管道与离子层析柱入口连通，离子层析柱出口通过第二多通道切换阀与收集器连通。该装置解决了现有元素分离纯化装置效率低下的技术缺陷，能够自动运行，避免了人工操作费时，并能有效防止腐蚀性化学试剂造成的相关安全事故。
Description
技术领域
本发明涉及一种全自动元素分离纯化装置。
背景技术
元素分离纯化是分析化学测试中常用的实验方法，可以有效富集纯化体系中的目标元素，排除大量元素、同重素等对元素含量、同位素测试的干扰，广泛应用于地球科学、医学、材料科学等领域。目前的元素分离纯化多采用离子交换法，使用人工操作，实验过程中需要实验人员长时间手工操作，同时只能纯化一个或几个样品，工作量繁重，效率低下。淋洗液依靠重力从层析柱中流下，难以控制流速，需要实验人员随时监测。并且实验需要连续长时间使用强酸等腐蚀性化学试剂，对实验人员的健康和安全都具有较大的隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种全自动元素分离纯化装置，解决现有技术中元素分离纯化装置效率低下的技术缺陷。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：
一种全自动元素分离纯化装置，包括注射泵、第一多通道切换阀、两位六通阀、第二多通道切换阀、离子层析柱和收集器，所述注射泵与第一多通道切换阀的公共口连接，第一多通道切换阀的其余接口分别与纯水罐、淋洗液罐、浓酸罐、空气罐以及两位六通阀的5号接口连接，所述的两位六通阀的1号接口和4号接口由上样环连通，所述的两位六通阀的2号接口用于接入样品，两位六通阀的3号接口用于排出上样环内多余的样品，所述的两位六通阀的6号接口通过管道与离子层析柱的入口连通，离子层析柱的出口通过管道和第二多通道切换阀与收集器连通。本发明使用注射泵吸取溶液后注射入系统，一台多通道切换阀可以自由切换要加入的溶液，另一台多通道切换阀可以自由切换要收集的组分，两位六通阀可以切换装置是从外部进样还是向层析柱加样进行分离，设备运转时，注射泵反复吸取淋洗液并注射到层析柱中，完成淋洗，并收集目标组分，本发明中的注射泵、两位六通阀和切换阀均可采用计算机控制，不需长时间的人工操作，工作效率高。
作为本发明的进一步改进，所述全自动元素分离纯化装置还包括第二注射泵，样品通过第二注射泵与两位六通阀的2号接口连接。
作为本发明的进一步改进，所述的第二多通道切换阀的一个接口连接有废液罐，用于收集清洗离子层析柱的废液。
作为本发明的进一步改进，所述的离子层析柱的数量为多个，所述的多个离子层析柱自上而下依次串联连通。
本发明的有益效果为：向装置中添加样品和使用的淋洗液、浓酸、纯水后，设定运行参数，开启设备自动运转，实验结束后即可获得目标组分，无需实验人员随时值守；装置自动运行，可使用浓度更低的淋洗液，使离子分离更彻底；可通过注射泵控制淋洗液流速，采用低压慢流速淋洗，离子峰更宽，收集更完全，分离也更彻底；可以接入多个层析柱，利用特异吸附高分子离子交换材料，可分离通常方法难以分离的元素；自动运行，避免了人工操作时发生实验误操作，有效防止腐蚀性化学试剂造成的相关安全事故。
附图说明
图1是本发明的全自动元素分离纯化装置的结构示意图；
其中，1-注射泵；2-第一多通道切换阀；3-第二多通道切换阀；4-两位六通阀；5-离子层析柱；6-收集器；7-纯水罐、8-淋洗液罐；9-浓酸罐；10-空气罐；11-废液罐；12-第二注射泵；13-上样环。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。
如图1所示的全自动元素分离纯化装置，包括注射泵1、第一多通道切换阀2、第二多通道切换阀3、两位六通阀4、离子层析柱5、收集器6，所述注射泵1采用不小于1/8英寸管与第一多通道切换阀2的公共口连接，第一多通道切换阀2的其余接口分别与纯水罐7、淋洗液罐8、浓酸罐9、空气罐10以及两位六通阀4的5号接口连接，所述的两位六通阀4的1号接口和4号接口由上样环13连通，所述的上样环是不少于5cm的1/8英寸管，所述的两位六通阀4的2号接口用于接入样品，两位六通阀4的3号接口用于排出上样环13内多余的样品，所述的两位六通阀4的6号接口通过管道与离子层析柱5的入口连通，离子层析柱5的出口通过管道和第二多通道切换阀3与收集器6连通。所述全自动元素分离纯化装置还包括第二注射泵12，样品通过第二注射泵12与两位六通阀4的2号接口连接；所述的第二多通道切换阀的一个接口连接有废液罐，用于收集清洗离子层析柱的废液。
通过第二注射泵泵入样品时，两位六通阀4的1号接口和2号接口相通，3号接口和4号接口相通，样品从2号接口进入两位六通阀4内，再从1号接口进入上样环内，直至多余的样品从3号接口内排出，此时上样环被样品填满，所述的两位六通阀4的6号接口通过1/16英寸管与离子层析柱5连通，纯化分离元素时，两位六通阀4的5号接口与4号接口相通，1号接口与6号接口相通，此时可将上样环内的样品输送至离子层析柱5内并在离子层析柱5内完成元素的分离纯化，收集器6通过1/16英寸管与离子层析柱5连通，在连接收集器6与离子层析柱5连通的管道上设置有第二多通道切换阀3，所述的第二多通道切换阀3的一个接口连接有废液罐用于收集清洗离子层析柱5的废液，通过第二多通道切换阀3可控制收集器6或者废液罐与离子层析柱5连通，在清洗离子层析柱5时，第二多通道切换阀3切换至离子层析柱与废液罐相通，清洗离子层析柱5的废液从离子层析柱5流入废液罐内，而在分离纯化元素时，第二多通道切换阀3切换至离子层析柱5与收集器6相通，经离子层析柱分离纯化的目标离子收集在收集器6内。
本发明优选的离子层析柱5的数量为多个，所述的多个离子层析柱5自上而下依次连通，并且多个离子层析柱5内的高分子离子交换材料具有不同的离子吸附特异性，在遇到难以分离的离子时，各离子层析柱5内的高分子离子交换材料分别洗脱各种离子，达到离子分离的目的。
本发明中所述的注射泵1、第一多通道切换阀2、第二多通道切换阀3和两位六通阀4由RS485工业总线控制，上位机通过Java语言编写的程序控制切换，可以在Windows、Linux、Unix、Macintosh、Android等多平台上运行，以实现离子的自动分离，本发明实现上述控制系现有技术，通过编程科单的程序即可实现。
本发明的使用步骤是：1、两位六通阀4切换至1号接口和2号接口相通，3号接口和4号接口相通，向两位六通阀4的2号接口泵入样品，使样品加入上样环直至样品从两位六通阀4的3号接口内排出，此时上样环内充满样品；2、第一多通道切换阀2切换至纯水罐与其相通，向第一多通道切换阀2内充入纯水，以清洗管路；3、第一多通道切换阀2切换至空气罐与其相通，向第一多通道切换阀2内充入空气；4、第一多通道切换阀2交替切换至浓酸罐与第一多通道切换阀相通，向第一多通道切换阀2内交替添加浓流酸和纯水对管路进行清洗；5、第一多通道切换阀2切换至淋洗液罐与其相通，向第一多通道切换阀2充入淋洗液以平衡管路；6、两位六通阀4切换至1号接口与6号接口相通，4号接口与5号接口相通，此时上样环与离子层析柱5相通，可将离子层析柱5内定量的样品输送至离子层析柱5内；7、两位六通阀4切换至盛放淋洗液的容器与其相通，向离子层析柱5内充入淋洗液以分离离子，在步骤1至7中，注射泵1始终与第一多通道切换阀2相通，向第一多通道切换阀2内空气，使从第一多通道切换阀2和上样环内的样品可以顺利的进入离子层析柱5和收集清洗管道和离子层析柱5的废液，在清洗管道时第二多通道切换阀3切换至离子层析柱5与废液罐相通以收集清洗产生的废液；在目标离子被洗脱时，第二多通道切换阀3切换至离子层析柱5与收集器6相通，收集目标离子。
以上说明书中未做特别说明的部分均为现有技术，或者通过现有技术既能实现。而且本发明中所述具体实施案例仅为本发明的较佳实施案例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本发明的技术范畴。
Claims (4)
1.一种全自动元素分离纯化装置，其特征在于，包括注射泵、第一多通道切换阀、两位六通阀、第二多通道切换阀、离子层析柱和收集器，所述注射泵与第一多通道切换阀的公共口连接，第一多通道切换阀的其余接口分别与纯水罐、淋洗液罐、浓酸罐、空气罐以及两位六通阀的5号接口连接，所述的两位六通阀的1号接口和4号接口由上样环连通，所述的两位六通阀的2号接口用于接入样品，两位六通阀的3号接口用于排出上样环内多余的样品，所述的两位六通阀的6号接口通过管道与离子层析柱的入口连通，离子层析柱的出口通过管道和第二多通道切换阀与收集器连通。
2.如权利要求1所述全自动元素分离纯化装置，其特征在于，所述全自动元素分离纯化装置还包括第二注射泵，样品通过第二注射泵与两位六通阀的2号接口连接。
3.如权利要求1所述全自动元素分离纯化装置，其特征在于，所述的第二多通道切换阀的一个接口连接有废液罐，用于收集清洗离子层析柱的废液。
4.如权利要求1或2或3所述全自动元素分离纯化装置，其特征在于，所述的离子层析柱的数量为多个，所述的多个离子层析柱自上而下依次串联连通。
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