CN109856352A - 一种水质分析装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水质分析装置，包括多通道选向阀，其具有一个公共端口和多个分配端口，在控制系统的控制下，公共端口与其多个分配端口中的任意一个端口相通；多通道选向阀的公共端口与取液管连通，取液管的另一端与三通阀连通,三通阀另两端分别与消解容器的下端、第一流体驱动器连通，消解容器的上端与第二流体驱动器连通，第二流体驱动器的另一端连通空气，多通道选向阀的分配端口包括样品端口、试剂端口、清洗液端口和空气端口。本发明具有简化设计、制造成本低、检测精度高、水质分析重复性好、使用寿命长并具有搅拌功能。

Description

一种水质分析装置

技术领域

本发明涉及水质分析技术领域，特别涉及一种水质分析装置。

背景技术

水是生命之源，随之社会的迅猛发展，全球环境也日益恶化，导致水的污染加剧，因此人们越来越重视环境保护。

随着工业化进程的加快和城市化水平的不断提高，水质污染也日益加剧，因此保护水资源并对污水排放的监控已成为可持续 发展的重要国策之一。水质分析装置能够对污染源排放进行实时和连续监测，对于污染物总量控制和提高环境管理能力具有重要的意义。

通常的水质分析装置常采用多通道选向阀抽取样品和化学试剂，反应后的废液也通过多通道选向阀排出，而水样与试剂反应常会产生不溶物，从多通道选向阀排出会堵塞多通道选向阀及管路，阀旋转时不溶物也会与阀摩擦损坏阀体，缩短多通道选向阀的寿命及封性能。

在水质分析装置的反应容器中，对水样和试剂的搅拌常采用磁性搅拌子方式进行搅拌，该种搅拌方式造价昂贵，而且操作不便。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种简化设计、制造成本低、检测精度高、水质分析重复性好、使用寿命长、具有搅拌功能的水质分析装置。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

本发明一种水质分析装置，包括多通道选向阀，所述多通道选向阀具有一个公共端口和多个分配端口，在控制系统的控制下，所述公共端口与其多个分配端口中的任意一个端口相通；所述多通道选向阀的公共端口与取液管连通，所述取液管的另一端与三通阀连通,所述三通阀另两端分别与消解容器的下端、第一流体驱动器连通，所述消解容器的上端与第二流体驱动器连通，所述第二流体驱动器的另一端连通空气，所述多通道选向阀的分配端口包括样品端口、试剂端口、清洗液端口和空气端口。

上述的水质分析装置，其中，所述第一流体驱动器和第二流体驱动器均为蠕动泵。

上述的水质分析装置，其中，所述三通阀和第一流体驱动器之间设有过滤器。

上述的水质分析装置，其中，所述消解容器的下端和三通阀之间设有下截止阀。

上述的水质分析装置，其中，所述消解容器的上端和第二流体驱动器之间设有上截止阀。

上述的水质分析装置，其中，所述取液管内径小于5mm。

上述的水质分析装置，其中，所述空气端口连通三通接头，所述三通接头的另两端分别与第二流体驱动器、外界空气连通。

上述的水质分析装置，其中，所述消解容器下部还包覆有加热装置。

综上所述，本发明具有以下有益效果：本水质分析装置可用于检测各种液体样品，具有故障率低，使用寿命长，测量精度高，制造成本低、水质分析重复性好、具有搅拌功能。

附图说明

图1本发明的结构示意图。

图中，附图标记：1、多通道选向阀；2、取液管；3、三通阀；4、第一流体驱动器；5、过滤器；6、消解容器； 7、第二流体驱动器；8、三通接头；9、上截止阀；10、下截止阀； 11、加热装置；a、样品端口；b-d、试剂端口；e、清洗液端口；f、空气端口；g、公共端口。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1所示，一种水质分析装置，包括多通道选向阀1，多通道选向阀1具有一个公共端口g和多个分配端口a-f，在控制系统的控制下，公共端口g与其多个分配端口a-f中的任意一个端口相通；多通道选向阀1的公共端口g与取液管2连通，取液管2的另一端与三通阀3连通,三通阀3另两端分别与消解容器6的下端、第一流体驱动器4连通，消解容器6的上端与第二流体驱动器7连通，第二流体驱动器7的另一端连通空气，本实施例中的取液管2的内径小于5mm，优选其内径为3mm；多通道选向阀1的分配端a-f口包括样品端口a、试剂端口b-d、清洗液端口e和空气端口f。

现有的液体计量方式通常采用液体检测器和取液管2进行液体计量，使用液体检测器时，液体在取液管2内都有个过冲量，所以取液精度不高。

本实施例中用三通阀3、第一流体驱动器4和取液管2进行液体的计量，三通阀3包括连通消解容器6的通道、连通公共端口g的通道及连通第一流体驱动器4的通道；当三通阀3处于连通第一流体驱动器4和多通道选向阀1的公共端口g时，第一流体驱动器4正向驱动，公共端g与所选分配端口a-d连通的液体吸入到取液管2，当液体到达三通阀3时，此时通过控制系统控制第一流体驱动器4停止工作，则取液管2内吸取的液体即为抽取的液体体积。

本实施例中，第一流体驱动器4和第二流体驱动器7均选用蠕动泵。第一流体驱动器4和第二流体驱动器7均可正反双向驱动水质分析装置中的流体，当第一流体驱动器4和第二流体驱动器7不工作时，其作用相当于常闭截止阀。

蠕动泵具备单向阀和截止阀的功能，蠕动泵工作时，液体只会按照滚轮旋转方向流动，停止时，液体不会产生倒流或虹吸现象；蠕动泵还具有双向输送功能，蠕动泵的滚轮对泵管挤压位移产生泵送，改变滚轮的运行方向就可以方便的实现逆向输送功能。

本实施例中三通阀3和消解容器6下端之间设有下截止阀10；第二流体驱动器7和消解容器6的上端之间设有上截止阀9。

本实施例中的多通道选向阀1的空气端口f与三通接头8连通，三通接头8的另两端分别与第二流体驱动器7、外界空气连通。

本实施例中的三通阀3可以在多种连通状态间进行切换，以实现多通道选向阀1的公共端口g、消解容器6及第一流体驱动器4之间的两两连通。这种连通的多样性能够提供许多优势，方便吸取液体、排出废液及向消解容器6内充气等过程中的流路切换。

本实施例中的多通道选向阀1具有公共端口g和多个分配端口a-f，能够择一地与公共端口g连通，比如通过控制系统的控制来实现公共端口g和任意一个分配端口a-f的连通。本实施例中的分配端口a-f用于分别和样品、试剂1、试剂2、试剂3、去离子水等的连通，其端口数目可以根据实际需要进行选择。去离子水可以用于对样品进行稀释，还可以用于对水质分析装置进行清洗。

通过第一流体驱动器4、第二流体驱动器7及多通道选向阀1，可以分别将样品、试剂和去离子水吸入消解容器6内，使样品和试剂在消解容器6中发生反应。选择多通道选向阀1的样品端口a与公共端口g连通吸取样品，选择多通道选向阀1的试剂端口b-d与公共端口g连通吸取样品试剂1、试剂2、试剂3；选择多通道选向阀1的清洗液端口e与公共端口g连通吸取去离子水。

本实施例中的去离子水可以用于清洗水质分析装置，还可以用于对样品的稀释。

本实施例中，消解容器6下部还包覆有加热装置11。加热装置11可以采用加热电阻丝等加热器件对消解容器6进行加热。

本实施例中，消解容器6的上、下两端分别设有上截止阀9和下截止阀10。当样品和试剂被吸取到消解容器6之后，关闭上截止阀9和下截止阀10，通过上截止阀9和下截止阀10将消解容器6与外界截止，可以使消解容器6在高温、高压条件下加快反应速度。

本发明的工作过程如下：

首先将多通道选向阀1切换到需要进液的端口，使多通道选向阀1的公共端口g与之相连通，三通阀3在向消解容器6中注入液体之前，要确保三通阀3处于连通第一流体驱动器4和多通道选向阀1的公共端口g，第一流体驱动器4正向驱动，从而将公共端g与所选分配端口a-d连通的液体吸入到取液管2，当液体到达三通阀3时，则第一流体驱动器4在控制系统的作用下停止工作，取液管2内的液体即为计量液体；再将三通阀3处于连通消解容器6和多通道选向阀1的公共端口g，多通道选向阀1切换到空气端口f，使公共端口g和空气端口f连通，打开上截止阀9和下截止阀10，第二流体驱动器7正向驱动，使得消解容器6中的气体通过三通接头8向外排出到空气中，并使消解容器6内产生负压，取液管2内的液体被吸入到消解容器6内，在控制系统的作用向下第二流体驱动器7停止工作；由于取液管2内径小于5mm，取液管2内的液体被吸入到消解容器6内后，液体并不会流出；进液完毕，关闭下截止阀10。

取液管2内的液体进入消解容器6的路径为：取液管2、三通阀3和下截止阀10进入消解容器6内。

重复上述过程，可以将多通道选向阀1中同一或另一端口的液体吸入到消解容器6内。通过更换不同的取液管2，可对需要进液的体积进行调整。

第一流体驱动器4还可以用于在反应前或反应过程中，向消解容器6中注入空气，对反应物进行搅拌以加快反应速度。具体而言，可以将三通阀3切换至连通消解容器6和第一流体驱动器4，第一流体驱动器4反向驱动，向消解容器6中注入空气，空气经过滤器5、三通阀3、下截止阀10进入消解容器6内进行搅拌。搅拌的强度可以通过控制第一流体驱动器4来调节，例如通过改变第一流体驱动器4的转速或泵管的管径来调节。

本发明的水质分析装置废液排出过程如下：

当消解容器6内的液体反应检测完成后,打开上截止阀9和下截止阀10，三通阀转换成消解容器6的通道与第一流体驱动器4的通道相连通，控制系统控制第一流体驱动器4正向驱动、第二流体驱动器7反向驱动，空气经三通接头8、第二流体驱动器7、上截止阀9进入消解容器6内，使消解容器6内产生正压，将消解容器6内反应后的废液依次经下截止阀10、三通阀3、过滤器5和第一流体驱动器4排出。

在现有的水质分析装置中,废液通常是流经多通道选向阀1的公共端g进入废液池内，但是消解容器6内反应产物中的不溶物会堵塞多通道选向阀1的通道并且会磨损多通道选向阀1。本发明专利的废液排出不通过多通道选向阀1，废液经下截止阀10、三通阀3、过滤器5和第一流体驱动器4排出，避免了不溶物对多通道选向阀1造成的损害，延长了多通道选向阀1的寿命。

三通阀3和第一流体驱动器4之间设有过滤器5。过滤器5可以滤除消解容器6中反应后产生的不溶物，防止不溶物堵塞流路及对第一流体驱动器4造成损伤；过滤器5进行一次液体反应后应及时进行更换，避免下次使用时，第一流体驱动器4对消解容器6注入空气时，残留在过滤器上的杂质进入消解容器6,影响下次反应测量的精度。

本实施例还包括对分析装置的清洗，具体清洗过程如下：

选择多通道选向阀1的清洗液端口e，使清洗液端口e与公共端口g连通，将三通阀3处于连通消解容器6和多通道选向阀1公共端口g的通道，打开上截止阀9和下截止阀10，第二流体驱动器7正向驱动，使得消解容器6中的气体通过三通接头8向外排出到空气中，并使消解容器6内产生负压，抽取去离子水到取液管2内，去离子水从取液管2内进入消解容器6内，抽取一定体积的去离子水后，控制系统关闭第二流体驱动器7，去离子水对消解容器6进行清洗；清洗后，将三通阀3处于连通消解容器6和第一流体驱动器4，第一流体驱动器4正向驱动，第二流体驱动器7反向驱动，空气经三通接头8、第二流体驱动器7、上截止阀9进入消解容器6内，使消解容器6内产生正压，清洗后的废液经过下截止阀10、三通阀3、过滤器5、第一流体驱动器4排出。该清洗过程可以定期或者按照需要不定期地进行，以保证检测装置的精度。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种水质分析装置，其特征在于：包括多通道选向阀，所述多通道选向阀具有一个公共端口和多个分配端口，在控制系统的控制下，所述公共端口与其多个分配端口中的任意一个端口相通；所述多通道选向阀的公共端口与取液管连通，所述取液管的另一端与三通阀连通,所述三通阀另两端分别与消解容器的下端、第一流体驱动器连通，所述消解容器的上端与第二流体驱动器连通，所述第二流体驱动器的另一端连通空气，所述多通道选向阀的分配端口包括样品端口、试剂端口、清洗液端口和空气端口。

2.根据权利要求1所述的水质分析装置，其特征在于：所述第一流体驱动器和第二流体驱动器均为蠕动泵。

3.根据权利要求1所述的水质分析装置，其特征在于：所述三通阀和第一流体驱动器之间设有过滤器。

4.根据权利要求1所述的水质分析装置，其特征在于：所述消解容器的下端和三通阀之间设有下截止阀。

5.根据权利要求1所述的水质分析装置，其特征在于：所述消解容器的上端和第二流体驱动器之间设有上截止阀。

6.根据权利要求1所述的水质分析装置，其特征在于：所述取液管内径小于5mm。

7.根据权利要求1所述的水质分析装置，其特征在于：所述空气端口连通三通接头，所述三通接头的另两端分别与第二流体驱动器、外界空气连通。

8.根据权利要求1所述的水质分析装置，其特征在于：所述消解容器下部还包覆有加热装置。