CN111152434A - 一种dgt扩散膜批量化生产装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种DGT扩散膜批量化生产装置，其特征在于：包括内部动作组件(2)和动作装置控制单元(3)，所述内部动作组件(2)包括固定板(27)、混合搅拌组件(21)、储液组件(22)、成膜组件(24)、注射泵(26)、蠕动泵(28)、多通切换阀一(29)和多通切换阀二(30)；所述储液组件(22)包括若干溶液瓶，成膜组件(24)包括若干成膜工装(242)；所述注射泵(26)与多通切换阀一(29)的公共端连接，溶液瓶通过多通切换阀一(29)与混合搅拌组件(21)的进液端连通，混合搅拌组件(21)的出液端通过蠕动泵(28)与多通切换阀二(30)的公共端连接。本申请能够实现DGT扩散膜的市场化和批量化生产，保证扩散膜之间成分一致性。
Description
技术领域
本发明涉及一种DGT扩散膜批量化生产装置，属于化工设备领域。
背景技术
目前梯度扩散薄膜(DGT)技术在土壤有效态重金属检测领域得到广泛应用，相较于传统化学提取技术，DGT具有通用性好、使用方便、检测限低、重复性好、可批量测定重金属活性态含量的优点。现阶段DGT扩散膜的制备基本上是通过人工手动操作完成，制作效率较低，同时由于人工操作误差的存在，不同膜之间的一致性较差，因此需要一种批量化生产的装置，实现DGT扩散膜的市场化和批量化生产。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种DGT扩散膜批量化生产装置，实现DGT扩散膜的市场化和批量化生产，保证扩散膜之间成分一致性。
为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是，一种DGT扩散膜批量化生产装置，包括内部动作组件和动作装置控制单元，所述内部动作组件包括固定板、混合搅拌组件、储液组件、成膜组件、注射泵、蠕动泵、多通切换阀一和多通切换阀二；所述储液组件包括若干溶液瓶，成膜组件包括若干成膜工装；所述注射泵与多通切换阀一的公共端连接，溶液瓶通过多通切换阀一与混合搅拌组件的进液端连通，混合搅拌组件的出液端通过蠕动泵与多通切换阀二的公共端连接，成膜工装的进料口与多通切换阀二的出口端连通；所述动作装置控制单元的控制输出端分别与注射泵、蠕动泵、多通切换阀一和多通切换阀二的控制端连接。
本申请的技术方案中，通过多通切换阀一分别抽取溶液瓶内的原料组分，在抽取原料组份的过程中，使用注射泵提供动力。在抽取溶液瓶内的原料组分后，将抽取的原料组分在混合搅拌组件内搅拌混合后通过多通切换阀二分别注射于成膜工装内，在将原料组向成膜工装内注射的过程中，通过蠕动泵提供注射动力。动作装置控制单元可以采用现有技术中计算机集中控制系统、分散控制系统和现场总线控制系统中的一种。本申请的技术方案的DGT扩散膜批量化生产装置操作简便，通过自动化控制实现自动加排样，自动混匀，注膜等操作，能大大提高扩散膜的制备效率，同时消除人工操作导致的误差，保证整组扩散膜的一致性。
优化的，上述DGT扩散膜批量化生产装置，储液组件包括A溶液瓶、B溶液瓶、C溶液瓶和溶液瓶支架；A溶液瓶、B溶液瓶、C溶液瓶固定设置于溶液瓶支架上并通过溶液瓶支架与固定板固定连接，A溶液瓶、B溶液瓶、C溶液瓶的出液口分别与多通切换阀一的三个阀口连通。
本申请中，将合成DGT扩散膜的A溶液、B溶液、C溶液分别盛放于A溶液瓶、B溶液瓶、C溶液瓶内，在生产DGT扩散膜时，通过多通切换阀一和注射泵分别抽取A溶液瓶、B溶液瓶、C溶液瓶内的溶液组份并输送到混合搅拌组件内进行混合。
优化的，上述DGT扩散膜批量化生产装置，还包括废液瓶和电磁阀，注射泵的一端与多通切换阀一的公共端连通，注射泵的另一端与废液瓶连通，电磁阀串联于注射泵与废液瓶之间；所述废液瓶还与多通切换阀一的其中一个阀口连通。
本申请中，在多通切换阀一抽取溶液组份并将规定量的组份注射于混合搅拌组件内之后，将多余的溶液组份注射于废液瓶内，以方便注射泵复位排空。
优化的，上述DGT扩散膜批量化生产装置，多通切换阀二与成膜组件之间设置有注射组件，注射组件包括注射支架、若干注射针头和转接件，注射针头固定设置于注射支架上并通过注射支架与固定板固定连接；所述注射针头的数量与成膜工装的数量配合设置；所述注射针头通过转接件与多通切换阀二的阀口连接。
本申请中，通过注射针头将搅拌混合后的溶液注射于成膜工装内，每个成膜工装配置一个注射针头，每个注射针头与多通切换阀二的其中一个阀口连接，通过多通切换阀二控制每次注射只通过一个注射针头注射到一个成膜工装内，可以防止一次注射多个成膜工装造成压力不均。
优化的，上述DGT扩散膜批量化生产装置，成膜组件包括六个成膜工装，注射组件包括六个注射针头，多通切换阀二为六通切换阀，六个成膜工装分别与多通切换阀二的六个阀口连通。
本申请中，成膜组件和注射针头分别为六个。多通切换阀二为六通切换阀，可以保证对六个成膜组件同时进行注射加料，可以同时成型六个DGT扩散膜，保证了较高的生产效率。
优化的，上述DGT扩散膜批量化生产装置，多通切换阀一为十通切换阀，储液组件还包括清水瓶，A溶液瓶、B溶液瓶、C溶液瓶和清水瓶分别与多通切换阀一的其中四个阀口连通。
本申请中，在完成DGT扩散膜成型后，可以抽取清水瓶内的清水对多通切换阀一、多通切换阀二以及各个管路进行冲洗，以备下次注射成型。
优化的，上述DGT扩散膜批量化生产装置，还包括温控箱，温控箱为智能PID温控系统，成膜工装上、溶液瓶上、多通切换阀一上、多通切换阀二上分别设置有降温组件和温度传感器，温控箱的输入端与温度传感器的输出端连接，温控箱的输出端与降温组件的输入端连接。
本申请中，使用温控箱控制生产过程中的温度，使得整个生产操作过程处于低温环境中，能有效防止溶液凝结。
优化的，上述DGT扩散膜批量化生产装置，成膜组件包括支撑支架、若干成膜工装，所述成膜工装包括密封条、上玻璃板、隔片、下玻璃板；所述隔片位于上玻璃板和下玻璃板之间并与上玻璃板和下玻璃板固定，密封条包裹于上玻璃板、下玻璃板的侧边沿并贴合于支撑支架的内表面；所述支撑支架固定设置于固定板上。
本申请中，上玻璃板和下玻璃板之间通过隔片隔离并形成成型空腔，密封条密封上玻璃板和下玻璃板的边沿使得成型空腔密封。
优化的，上述DGT扩散膜批量化生产装置，混合搅拌组件包括减速电机、下支架、联轴器、转接件、混合瓶、上支架、搅拌桨；所述混合瓶固定设置于上支架与下支架之间，减速电机固定在上支架上，减速电机的动力输出端通过联轴器与搅拌桨连接，搅拌桨设置于混合瓶内；上支架、下支架安装在固定板上。
本申请中，混合瓶与多通切换阀一、蠕动泵连通，通过减速电机带动搅拌桨搅拌，使得A溶液、B溶液、C溶液混合均匀。
本装置操作简便，整个操作过程处于低温环境中，能有效防止溶液凝结；通过自动化控制实现自动加排样，自动混匀，注膜等操作，能大大提高扩散膜的制备效率，同时消除人工操作导致的误差，保证整组扩散膜的一致性。本申请的技术方案不仅适用于生产DGT膜，其他通过溶液配比方式生产的凝胶膜均可使用本申请的设备进行生产。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的左视图；
图3为本发明的内部动作组件的结构示意图；
图4为图3的后视图；
图5为本发明的混合搅拌组件的结构示意图；
图6为本发明的注射组件的结构示意；
图7为本发明的成膜组件的结构示意图；
图8为本发明的成膜工装的结构示意图；
图9为本发明的储液组件的结构示意图；
图10为本发明的运行原理图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的技术特点。
如图所示，本发明为一种DGT扩散膜批量化生产装置，包括内部动作组件2和动作装置控制单元3，所述内部动作组件2包括固定板27、混合搅拌组件21、储液组件22、成膜组件24、注射泵26、蠕动泵28、多通切换阀一29和多通切换阀二30；所述储液组件22包括若干溶液瓶，成膜组件24包括若干成膜工装242；所述注射泵26与多通切换阀一29的公共端连接，溶液瓶通过多通切换阀一29与混合搅拌组件21的进液端连通，混合搅拌组件21的出液端通过蠕动泵28与多通切换阀二30的公共端连接，成膜工装242的进料口与多通切换阀二30的出口端连通；所述动作装置控制单元3的控制输出端分别与注射泵26、蠕动泵28、多通切换阀一29和多通切换阀二30的控制端连接。
本申请的技术方案中，通过多通切换阀一29分别抽取溶液瓶内的原料组分，在抽取原料组份的过程中，使用注射泵26提供动力。在抽取溶液瓶内的原料组分后，将抽取的原料组分在混合搅拌组件21内搅拌混合后通过多通切换阀二30分别注射于成膜工装242内，在将原料组向成膜工装242内注射的过程中，通过蠕动泵28提供注射动力。动作装置控制单元3可以采用现有技术中计算机集中控制系统、分散控制系统和现场总线控制系统中的一种。本申请的技术方案的DGT扩散膜批量化生产装置操作简便，通过自动化控制实现自动加排样，自动混匀，注膜等操作，能大大提高扩散膜的制备效率，同时消除人工操作导致的误差，保证整组扩散膜的一致性。
储液组件22包括A溶液瓶221、B溶液瓶222、C溶液瓶223和溶液瓶支架224；A溶液瓶221、B溶液瓶222、C溶液瓶223固定设置于溶液瓶支架224上并通过溶液瓶支架224与固定板27固定连接，A溶液瓶221、B溶液瓶222、C溶液瓶223的出液口分别与多通切换阀一29的三个阀口连通。
本申请中，将合成DGT扩散膜的A溶液、B溶液、C溶液分别盛放于A溶液瓶221、B溶液瓶222、C溶液瓶223内，在生产DGT扩散膜时，通过多通切换阀一29和注射泵26分别抽取A溶液瓶221、B溶液瓶222、C溶液瓶223内的溶液组份并输送到混合搅拌组件21内进行混合。
还包括废液瓶5和电磁阀25，注射泵26的一端与多通切换阀一29的公共端连通，注射泵26的另一端与废液瓶5连通，电磁阀25串联于注射泵26与废液瓶5之间；所述废液瓶5还与多通切换阀一29的其中一个阀口连通。
本申请中，在多通切换阀一29抽取溶液组份并将规定量的组份注射于混合搅拌组件21内之后，将多余的溶液组份注射于废液瓶5内，以方便注射泵26复位排空。
多通切换阀二30与成膜组件24之间设置有注射组件23，注射组件23包括注射支架233、若干注射针头232和转接件231，注射针头232固定设置于注射支架233上并通过注射支架233与固定板27固定连接；所述注射针头232的数量与成膜工装242的数量配合设置；所述注射针头232通过转接件231与多通切换阀二30的阀口连接。
本申请中，通过注射针头232将搅拌混合后的溶液注射于成膜工装242内，每个成膜工装242配置一个注射针头232，每个注射针头232与多通切换阀二30的其中一个阀口连接，通过多通切换阀二30控制每次注射只通过一个注射针头232注射到一个成膜工装242内，可以防止一次注射多个成膜工装242造成压力不均。
成膜组件24包括六个成膜工装242，注射组件23包括六个注射针头232，多通切换阀二30为六通切换阀，六个成膜工装242分别与多通切换阀二30的六个阀口连通。
本申请中，成膜组件24和注射针头232分别为六个。多通切换阀二30为六通切换阀，可以保证对六个成膜组件24同时进行注射加料，可以同时成型六个DGT扩散膜，保证了较高的生产效率。
多通切换阀一29为十通切换阀，储液组件22还包括清水瓶4，A溶液瓶221、B溶液瓶222、C溶液瓶223和清水瓶4分别与多通切换阀一29的其中四个阀口连通。
本申请中，在完成DGT扩散膜成型后，可以抽取清水瓶4内的清水对多通切换阀一29、多通切换阀二30以及各个管路进行冲洗，以备下次注射成型。
还包括温控箱1，温控箱1为智能PID温控系统，成膜工装242上、溶液瓶上、多通切换阀一29上、多通切换阀二30上分别设置有降温组件和温度传感器，温控箱1的输入端与温度传感器的输出端连接，温控箱1的输出端与降温组件的输入端连接。
本申请中，使用温控箱1控制生产过程中的温度，使得整个生产操作过程处于低温环境中，能有效防止溶液凝结。
成膜组件24包括支撑支架241、若干成膜工装242，所述成膜工装242包括密封条2421、上玻璃板2422、隔片2423、下玻璃板2424；所述隔片2423位于上玻璃板2422和下玻璃板2424之间并与上玻璃板2422和下玻璃板2424固定，密封条2421包裹于上玻璃板2422、下玻璃板2424的侧边沿并贴合于支撑支架241的内表面；所述支撑支架241固定设置于固定板27上。
本申请中，上玻璃板2422和下玻璃板2424之间通过隔片2423隔离并形成成型空腔，密封条2421密封上玻璃板2422和下玻璃板2424的边沿使得成型空腔密封。
混合搅拌组件21包括减速电机211、下支架216、联轴器213、转接件214、混合瓶215、上支架212、搅拌桨217；所述混合瓶215固定设置于上支架212与下支架216之间，减速电机211固定在上支架212上，减速电机211的动力输出端通过联轴器213与搅拌桨217连接，搅拌桨217设置于混合瓶215内；上支架212、下支架216安装在固定板27上。
本申请中，混合瓶215与多通切换阀一29、蠕动泵28连通，通过减速电机211带动搅拌桨217搅拌，使得A溶液、B溶液、C溶液混合均匀。
本申请的技术方案中，各部件之间通过管路连接，清水瓶4与多通切换阀一297号口连接，A溶液瓶221与多通切换阀一2910号口连接，B溶液瓶222与多通切换阀一299号口连接，C溶液瓶223与多通切换阀一298号口连接，混合搅拌组件21与多通切换阀一296号口连接，多通切换阀一29公共端与注射泵26一端连接，注射泵26另一端与电磁阀25连接，电磁阀25另一端与废液瓶5连接，同时废液瓶5还要和多通切换阀一292号口连接；混合搅拌组件21出口与蠕动泵28连接，蠕动泵28出口与多通切换阀二30公共端连接，多通切换阀二30的1号、2号、3号、4号、5号、6号出口依次连接六个注射针头。
将六组成膜工装242安装好，放置到支撑支架241上，清水、A、B、C溶液分别装入对应的储存瓶内。设备开始运行：多通切换阀一29切换到10号口，电磁阀25关闭，注射泵26抽取A液，多通切换阀一29复位，电磁阀25开，注射泵26复位排空；多通切换阀一29切换到10号口，电磁阀25关闭，注射泵26抽取20mlA液，多通切换阀一29切换到6号口，注射泵26排17.5ml的量，多通切换阀一29切换到2号口，排空剩余量，循环6次；多通切换阀一29切换到1号口，注射泵26抽空气，多通切换阀一29切换到6号口，注射泵26排空；多通切换阀一29切换到9号口，电磁阀25关闭，注射泵26抽取B液完全填充管路，多通切换阀一29复位，电磁阀25开，注射泵26复位排空；多通切换阀一29切换到9号口，电磁阀25关闭，注射泵26抽取B液，多通切换阀一29切换到6号口，注射泵26排735ul的量，多通切换阀一29切换到2号口，排空剩余量；多通切换阀一29切换到8号口，电磁阀25关闭，注射泵26抽取C液，此时完全填充管路，多通切换阀一29复位，电磁阀25开，注射泵26复位排空；多通切换阀一29切换到8号口，电磁阀25关闭，注射泵26抽取C液，多通切换阀一29切换到6号口，注射泵26排262.5ul的量，多通切换阀一29切换到2号口，排空剩余量；多通切换阀一29切换到1号口，抽空气，多通切换阀一29切换到6号口，注射泵26排空；混合搅拌组件21开始搅拌，搅拌完成后开始排液；多通切换阀二30切换到1号口，蠕动泵28启动，将混合液注入到成膜工装242中，此过程中依次注入到六个工装内；注膜完成后，将膜取出进行后续处理，设备开始清洗，多通切换阀一29切换到7号口，电磁阀25关闭，注射泵26抽水，多通切换阀一29切换到2号口，注射泵26复位排空；多通切换阀一29切换到1号口，注射泵26抽气，多通切换阀一29分别切换到8、9、10号口，注射泵26复位排空；多通切换阀一29切换到7号口，注射泵26抽水，多通切换阀一29切换到6号口，注射泵26复位排空并进行6次；多通切换阀一29切换到1号口，注射泵26抽气，多通切换阀一29切换到6号口，注射泵26复位排空，多通切换阀一29切换到1号口，注射泵26抽气，多通切换阀一29复位，电磁阀25开，注射泵26复位排空；蠕动泵28抽水，分别清洗多通切换阀二30的六路管道，蠕动泵28抽气，分别清洗六路管道；整个装置附带低温环境，抑制溶液的凝结。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种DGT扩散膜批量化生产装置，其特征在于：包括内部动作组件(2)和动作装置控制单元(3)，所述内部动作组件(2)包括固定板(27)、混合搅拌组件(21)、储液组件(22)、成膜组件(24)、注射泵(26)、蠕动泵(28)、多通切换阀一(29)和多通切换阀二(30)；所述储液组件(22)包括若干溶液瓶，成膜组件(24)包括若干成膜工装(242)；所述注射泵(26)与多通切换阀一(29)的公共端连接，溶液瓶通过多通切换阀一(29)与混合搅拌组件(21)的进液端连通，混合搅拌组件(21)的出液端通过蠕动泵(28)与多通切换阀二(30)的公共端连接，成膜工装(242)的进料口与多通切换阀二(30)的出口端连通；所述动作装置控制单元(3)的控制输出端分别与注射泵(26)、蠕动泵(28)、多通切换阀一(29)和多通切换阀二(30)的控制端连接。
2.根据权利要求1所述的DGT扩散膜批量化生产装置，其特征在于：所述储液组件(22)包括A溶液瓶(221)、B溶液瓶(222)、C溶液瓶(223)和溶液瓶支架(224)；A溶液瓶(221)、B溶液瓶(222)、C溶液瓶(223)固定设置于溶液瓶支架(224)上并通过溶液瓶支架(224)与固定板(27)固定连接，A溶液瓶(221)、B溶液瓶(222)、C溶液瓶(223)的出液口分别与多通切换阀一(29)的三个阀口连通。
3.根据权利要求1所述的DGT扩散膜批量化生产装置，其特征在于：还包括废液瓶(5)和电磁阀(25)，注射泵(26)的一端与多通切换阀一(29)的公共端连通，注射泵(26)的另一端与废液瓶(5)连通，电磁阀(25)串联于注射泵(26)与废液瓶(5)之间；所述废液瓶(5)还与多通切换阀一(29)的其中一个阀口连通。
4.根据权利要求1所述的DGT扩散膜批量化生产装置，其特征在于：所述多通切换阀二(30)与成膜组件(24)之间设置有注射组件(23)，注射组件(23)包括注射支架(233)、若干注射针头(232)和转接件(231)，注射针头(232)固定设置于注射支架(233)上并通过注射支架(233)与固定板(27)固定连接；所述注射针头(232)的数量与成膜工装(242)的数量配合设置；所述注射针头(232)通过转接件(231)与多通切换阀二(30)的阀口连接。
5.根据权利要求4所述的DGT扩散膜批量化生产装置，其特征在于：所述成膜组件(24)包括六个成膜工装(242)，注射组件(23)包括六个注射针头(232)，多通切换阀二(30)为六通切换阀，六个成膜工装(242)分别与多通切换阀二(30)的六个阀口连通。
6.根据权利要求2所述的DGT扩散膜批量化生产装置，其特征在于：所述多通切换阀一(29)为十通切换阀，储液组件(22)还包括清水瓶(4)，A溶液瓶(221)、B溶液瓶(222)、C溶液瓶(223)和清水瓶(4)分别与多通切换阀一(29)的其中四个阀口连通。
7.根据权利要求1所述的DGT扩散膜批量化生产装置，其特征在于：还包括温控箱(1)，温控箱(1)为智能PID温控系统，成膜工装(242)上、溶液瓶上、多通切换阀一(29)上、多通切换阀二(30)上分别设置有降温组件和温度传感器，温控箱(1)的输入端与温度传感器的输出端连接，温控箱(1)的输出端与降温组件的输入端连接。
8.根据权利要求1所述的DGT扩散膜批量化生产装置，其特征在于：所述成膜组件(24)包括支撑支架(241)、若干成膜工装(242)，所述成膜工装(242)包括密封条(2421)、上玻璃板(2422)、隔片(2423)、下玻璃板(2424)；所述隔片(2423)位于上玻璃板(2422)和下玻璃板(2424)之间并与上玻璃板(2422)和下玻璃板(2424)固定，密封条(2421)包裹于上玻璃板(2422)、下玻璃板(2424)的侧边沿并贴合于支撑支架(241)的内表面；所述支撑支架(241)固定设置于固定板(27)上。
9.根据权利要求1所述的DGT扩散膜批量化生产装置，其特征在于：所述混合搅拌组件(21)包括减速电机(211)、下支架(216)、联轴器(213)、转接件(214)、混合瓶(215)、上支架(212)、搅拌桨(217)；所述混合瓶(215)固定设置于上支架(212)与下支架(216)之间，减速电机(211)固定在上支架(212)上，减速电机(211)的动力输出端通过联轴器(213)与搅拌桨(217)连接，搅拌桨(217)设置于混合瓶(215)内；上支架(212)、下支架(216)安装在固定板(27)上。
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