CN109883798A - 一种土壤有效硼的自动化加热浸提装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种土壤有效硼的自动化加热浸提装置，与现有技术相比解决了尚无土壤有效硼加热浸提自动化处理装置的缺陷。本发明中下限位板的通孔上安装有柔性套环，柔性套环套在冷凝管的管体与其下端磨口衔接内凹处，冷凝管的管体外壁上设有上凸环，上限位板的通孔上固定安装有限位环，限位环位于上凸环的上方，弹簧套在冷凝管上且位于上凸环与限位环之间。本发明实现了土壤有效硼加热浸提的自动化处理，无需人工参与，保证了样品前处理过程的一致性，减少了前处理环节带来的分析误差，实现了有效硼元素自动加热浸提及冷凝回流功能。
Description
技术领域
本发明涉及土壤前处理设备技术领域，具体来说是一种土壤有效硼的自动化加热浸提装置。
背景技术
土壤样品前处理对土壤有效硼分析检测来说非常重要，其占据整个分析过程的60％以上的时间，而且主要的分析误差也来自样品前处理环节，其中加热浸提作为土壤土壤有效硼分析中的重要环节，对分析检测结果有很大的影响。
目前土壤有效硼分析的前处理基本依赖于手工完成，自动化程度较低，处理过程复杂、花费时间长、效率低，特别是加热浸提过程基本都是手工操作完成。如专利号为201810707218.9、专利名称为“一种土壤有效硼的高效消煮设备”，再如专利号为201721001461.6、专利名称为“一种土壤有效硼的提取装置”，其均是人工操作进行加热浸提作业。而在加热浸提过程中用到的强酸、强碱等浸提剂容易对操作人员自身造成一定的危害，并且基于化学分析角度而言，人工操作存在很大的随机性，每个人工的操作手法不同会产生一定的扰动性，致使影响样品的最终分析结果，难以保证样品处理过程的一致性。
因此，如何利用机器装置自动化处理来替代人工操作，以提高样品前处理过程的一致性，减少前处理环节带来的分析误差已经成为急需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中尚无土壤有效硼加热浸提自动化处理装置的缺陷，提供一种土壤有效硼的自动化加热浸提装置来解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种土壤有效硼的自动化加热浸提装置，包括总线式电热板和承载板，承载板上固定安装有横纵向运动组件，横纵向运动组件上安装有冷凝管组件，
所述的冷凝管组件包括冷凝管固定架和冷凝管，冷凝管固定架上设有上限位板和下限位板，上限位板和下限位板均设有通孔，冷凝管插在上限位板、下限位板的通孔内，下限位板的通孔上安装有柔性套环，柔性套环套在冷凝管的管体与其下端磨口衔接内凹处，冷凝管的管体外壁上设有上凸环，上限位板的通孔上固定安装有限位环，限位环位于上凸环的上方，弹簧套在冷凝管上且位于上凸环与限位环之间；
同步气缸的输出轴上固定安装有底板，总线式电热板固定安装在底板上，所述的承载板上设有下凹块，下凹块内设有锥形瓶限位座，锥形瓶限位座上放置有锥形瓶；当横纵向运动组件运动至最大行程时，冷凝管下端磨口插在锥形瓶的磨口内。
所述的横纵向运动组件为横纵向电动模组。
所述的锥形瓶、冷凝管、锥形瓶限位座的数量均为2-5个。
还包括循环水泵，硅胶软管通过连接循环水泵、冷凝管、水容器形成循环水路结构。
所述锥形瓶限位座的底部为镂空结构。
所述锥形瓶限位座的底部为薄型金属材质。
所述柔性套环的材质为记忆棉。
有益效果
本发明的一种土壤有效硼的自动化加热浸提装置，与现有技术相比实现了土壤有效硼加热浸提的自动化处理，无需人工参与，保证了样品前处理过程的一致性，减少了前处理环节带来的分析误差，实现了有效硼元素自动加热浸提及冷凝回流功能。通过总线式电热板的设计，加热过程无明火、升温快、安全可靠、支持远程参数设置及温度读取；通过冷凝管组件的设计，使得冷凝管在运动过程中能够稳定地与锥形瓶实现缓速对接，避免了冷凝管与锥形瓶在运动对接过程碰撞而带来的损坏。具有结构简单、成本低廉的特点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的结构正视图；
图3为图2中冷凝管组件的结构正视图；
图4为本发明加装传统水循环系统的结构示意图；
其中，1-总线式电热板、2-承载板、3-横纵向运动组件、4-冷凝管组件、5-同步气缸、6-底板、7-下凹块、8-锥形瓶限位座、9-锥形瓶、11-冷凝管固定架、12-冷凝管、13-上限位板、14-下限位板、15-上凸环、16-限位环、17-弹簧、18-柔性套环、19-循环水泵、20-硅胶软管、21-水容器、22-气缸固定架。
具体实施方式
为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：
如图1所示，本发明所述的一种土壤有效硼的自动化加热浸提装置，包括总线式电热板1和承载板2，总线式电热板1无明火、升温快、安全可靠、支持远程参数设置及温度读取，电热板选用高性能CPU处理芯片和高灵敏度、高精度铂电阻，微电脑PID温度控制，温度控制更精准且操作方便。承载板2上固定安装有横纵向运动组件3，横纵向运动组件3用于进行横向、纵向移动，在横纵向运动组件3上安装有冷凝管组件4，通过横纵向运动组件3能够控制冷凝管组件4的前后(横向)、上下(纵向)的运动，锥形瓶9位于横纵向运动组件3的运动轨迹上，即当当横纵向运动组件3运动至合适行程时，冷凝管12下端磨口可以插在锥形瓶9的磨口内。
同步气缸5用于控制总线式电热板1的上升下降运动，同步气缸5的输出轴上固定安装有底板6，总线式电热板1固定安装在底板6上，同步气缸5则可以通过气缸固定架22安装在其他组件或支架上，同时为了增加总线式电热板1的移动稳定性，可以将同步气缸5的数量设置为2个。
承载板2上设有下凹块7，下凹块7为承载板2上的一个下凹设计，用于承放锥形瓶9，在下凹块7内设有锥形瓶限位座8，锥形瓶限位座8上放置有锥形瓶9。在实际应用中，可以设计锥形瓶9、冷凝管12、锥形瓶限位座8的数量均为2-5个，以便于形成传统的串联式冷凝管结构。
如图2和图3所示，冷凝管组件4包括冷凝管固定架11和冷凝管12。对于加热浸提自动化而言，其自动化处理难点在于如何保证锥形瓶9和冷凝管12在运动状态下防止互相碰碎。由于锥形瓶9和冷凝管12均为玻璃材质，在使用时，需要将冷凝管12下降至一定高度，使得其与锥形瓶9对接上。在下降的过程中，虽然可以按传统方式进行自动化控制，但仍会出现冷凝管12下降过快存在一定运动力以导致锥形瓶9磨口损坏。特别是总线式电热板1在同步气缸5的控制下上升，对锥形瓶9底部进行加热时，更容易出现锥形瓶9上升碰坏冷凝管12的情况。针对此，在冷凝管固定架11上设有上限位板13和下限位板14，上限位板13和下限位板14作用一是放置冷凝管12、二是给冷凝管12提供一个纵向的弹性位移冗余。为了简化结构，上限位板13和下限位板14可以为在冷凝管固定架11上、下两个方向的折边设计。
上限位板13和下限位板14均设有通孔，冷凝管12插在上限位板13、下限位板14的通孔内，形成对冷凝管12的安装限位。上限位板13和下限位板14上下对应，上限位板13的通孔也与下限位板14的通孔上下对应，使得冷凝管12插在上下两个对应通孔为传统的竖直非倾斜状态。同时，在冷凝管12管体外壁上设有上凸环15，上凸环15也是用于配合产生弹性位移冗余。上限位板13的通孔上安装有限位环16，限位环16通过螺纹安装或粘接等传统方式进行安装，限位环16比通孔的直径小，限位环16位于上凸环15的上方，限定上凸环15位移范围。弹簧17套在冷凝管12上且限位于上凸环15与限位环16之间，形成在冷凝管12的上凸环15与限位环16之间的弹性。
下限位板14的通孔上安装有柔性套环18，柔性套环18用于产生一定范围的位移，柔性套环18的材质可以为记忆棉。冷凝管12的管体与其下端磨口衔接处按现有技术的设计，其为一个下凹式设计，在此利用此处的下凹式设计将其限位在柔性套环18内，即冷凝管12的管体与其下端磨口衔接下凹处限位在柔性套环18内。
为了增加冷凝管12移动的稳定性，可以将横纵向运动组件3采用传统的横纵向电动模组。同时，还可以将锥形瓶限位座8的底部为镂空结构，与电热板充分接触并具有保温功能；也可以将锥形瓶限位座8的底部为薄型金属材质，具有良好导热性能，也能起到较好的传热作用。
如图4所示，循环水泵19按传统方式进行安装设计即可。硅胶软管20通过循环水泵19、冷凝管12、水容器21形成传统循环水路结构，实现多个锥形瓶9同时加热的冷凝回流处理。即按现有技术方式，冷凝管组件4下端面每个冷凝管位设有冷凝管孔和软管孔，冷凝管孔卡住冷凝管的下端，软管孔用来穿过连接冷凝管组件4的硅胶软管20；冷凝管12由下端进水口进水，由上端出水口出水，前一个冷凝管12的出水口与后一个冷凝管12的进水口通过硅胶软管20连接，形成串联式冷凝管结构。循环水泵19可以选用总线式蠕动泵，水流平稳，具有控制简单，接线简洁、成本低、维护方便等优点。第一个个冷凝管12的进水口与循环水泵19的出水口通过硅胶软管12连接，循环水泵19的进水口和最后一个冷凝管12的出水口插入水容器21中，形成水循环结构。
在实际应用中，当进行加热浸提过程开始时，同步气缸5和横纵向运动组件3均位于初始位置。总线式电热板1进行加热到设定温度，将锥形瓶9放至指定位置(锥形瓶限位座8上)。横纵向运动组件3先运动，将冷凝管组件4送至指定位置，然后冷凝管组件4向下运动，使冷凝管与锥形瓶磨口紧密结合，同步气缸5再向上运动，使总线式电热板1与锥形瓶限位座8接触开始加热。由于弹簧17和柔性套环18的设计，使得在冷凝管12下行或总线式电热板1上行对接过程中，均产生一定的位移冗余，防止玻璃容器(锥形瓶9和冷凝管12)的损坏。同时循环水泵19启动，进行土壤样品加热浸提和冷凝回流，当加热完成时，同步气缸5下降到低位，总线式电热板1停止加热，冷凝管组件4保持冷凝回流一段时间，等待冷凝管内水蒸汽回流结束后，冷凝管组件4上升，横纵向运动组件3回拉到初始位置，加热浸提过程结束。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (7)
1.一种土壤有效硼的自动化加热浸提装置，包括总线式电热板(1)和承载板(2)，承载板(2)上固定安装有横纵向运动组件(3)，横纵向运动组件(3)上安装有冷凝管组件(4)，其特征在于：
所述的冷凝管组件(4)包括冷凝管固定架(11)和冷凝管(12)，冷凝管固定架(11)上设有上限位板(13)和下限位板(14)，上限位板(13)和下限位板(14)均设有通孔，冷凝管(12)插在上限位板(13)、下限位板(14)的通孔内，下限位板(14)的通孔上安装有柔性套环(18)，柔性套环(18)套在冷凝管(12)的管体与其下端磨口衔接内凹处，冷凝管(12)的管体外壁上设有上凸环(15)，上限位板(13)的通孔上固定安装有限位环(16)，限位环(16)位于上凸环(15)的上方，弹簧(17)套在冷凝管(12)上且位于上凸环(15)与限位环(16)之间；
同步气缸(5)的输出轴上固定安装有底板(6)，总线式电热板(1)固定安装在底板(6)上，所述的承载板(2)上设有下凹块(7)，下凹块(7)内设有锥形瓶限位座(8)，锥形瓶限位座(8)上放置有锥形瓶(9)；当横纵向运动组件(3)运动至最大行程时，冷凝管(12)下端磨口插在锥形瓶(9)的磨口内。
2.根据权利要求1所述的一种土壤有效硼的自动化加热浸提装置，其特征在于：所述的横纵向运动组件(3)为横纵向电动模组。
3.根据权利要求1所述的一种土壤有效硼的自动化加热浸提装置，其特征在于：所述的锥形瓶(9)、冷凝管(12)、锥形瓶限位座(8)的数量均为2-5个。
4.根据权利要求1所述的一种土壤有效硼的自动化加热浸提装置，其特征在于：还包括循环水泵(19)，硅胶软管(20)通过连接循环水泵(19)、冷凝管(12)、水容器(21)形成循环水路结构。
5.根据权利要求1所述的一种土壤有效硼的自动化加热浸提装置，其特征在于：所述锥形瓶限位座(8)的底部为镂空结构。
6.根据权利要求1所述的一种土壤有效硼的自动化加热浸提装置，其特征在于：所述锥形瓶限位座(8)的底部为薄型金属材质。
7.根据权利要求1所述的一种土壤有效硼的自动化加热浸提装置，其特征在于：所述柔性套环(18)的材质为记忆棉。
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Effective date of registration: 20220825 Address after: 231131 No. 032, Jinjiang Road, Shuangfeng Economic Development Zone, Changfeng County, Hefei, Anhui Province Applicant after: Zhongke Hefei Smart Agriculture Valley Co.,Ltd. Address before: 230031 Shushan Lake Road, Shushan District, Hefei, Anhui 350 Applicant before: HEFEI INSTITUTES OF PHYSICAL SCIENCE, CHINESE ACADEMY OF SCIENCES |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
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Effective date of registration: 20230103 Address after: 231131 No. 032, Jinjiang Road, Shuangfeng Economic Development Zone, Changfeng County, Hefei, Anhui Province Applicant after: Hefei Zhongke Ark Robot Technology Co.,Ltd. Address before: 231131 No. 032, Jinjiang Road, Shuangfeng Economic Development Zone, Changfeng County, Hefei, Anhui Province Applicant before: Zhongke Hefei Smart Agriculture Valley Co.,Ltd. |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190614 |