CN111175116A - 自动化可视赶酸装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动化可视赶酸装置，包括方形箱体，在箱体顶面有赶酸加热板，加热板中阵列有加热孔道，加热板采用远红外陶瓷加热装置；在箱体前面设控制显示面板，包含接触式液晶显示屏，液晶显示屏有阵列孔道图标对应加热器上的阵列孔道，可选需启动的孔道消解管进行赶酸；各管道独立设浮球为酸液体积感应装置显示酸液所剩体积；加热孔道内插双层可拆卸透明玻璃材质构成的消解管，该消解管的外层有在消解过程中使用的由不透明的聚四氟乙烯材质构成的外套，当浮球所处液面达到设定酸液残留体积时，自动停止加热；各消解管顶部有真空气路装置通过真空泵连接酸气回收瓶；有机械手带自动加水枪加水到对应的消解管中，迅速冷却酸液。

Description

自动化可视赶酸装置

技术领域

本发明涉及酸性溶液处理装置技术领域，尤其是涉及一种酸性溶液赶酸装置。

背景技术

现有技术为了对酸性溶液进行检测，需对酸性溶液予以处理，例如赶酸处理，赶酸处理是将消解管中的酸性溶液从原来的容积赶至原体积的10％左右，在此过程中往往存在着每个消解管受热不均，酸液挥发速率不同的问题。同时，工作人员需间歇地到实验室观察赶酸结果，以防止过度赶酸，防止酸性溶液蒸干或蒸焦。人工观察消解管中所剩液体时，由于现有技术应用的管体为不透明白色材料，因此只能从管口往下观测，这就存在人为预估不精准的困难，且高温气体容易导致实验人员灼伤。其次，酸液在通风橱中的挥发会腐蚀通风橱。而且当刚关闭赶酸加热装置时，由于管体及内置液体在从高温降至低温过程中液体会持续挥发，仍有可能导致样品蒸干现象的发生。以上问题使赶酸过程存在实验失败的可能性，也增加了实验成本，并且存在安全隐患。

例如申请号201710949154.9的专利申请，其包括若干消解管、加热平板，加热平板设有若干竖直加热孔；有个消解管支撑架，支撑架上设竖直导套和加热隔离装置，加热孔底设复位压缩弹簧；此外，该申请还在整体装置外面设有罩壳并设排气管将废气排往室外大气中。

检索得知，包括上述专利申请的现有技术的赶酸装置，存在以下诸点缺陷：

1.应用普通大功率电加热器，耗能，且不防水、不耐酸碱腐蚀；

2.所有的消解管同时开始赶酸，并同时停止赶酸，显然是忽略了不同消解管中赶酸速率差异，致使部分通道未进行赶酸时也同样处于工作加热状态，浪费资源；

3.当赶酸停止后，液体仍处在高温条件下，在其降至低温的过程中，仍会有大量的酸液挥发，导致液体变干而产生过分赶酸；

4.只能人为观察以确定是否达到原体积一定比例后停止赶酸，准确度低，误差较大；

5.所用消解管材质为不透明白色材质，不便于观测液面高度，需要将观察位置摆放在消解管口，高温可能造成人员伤害；

6.将废气直排室外大气中，污染环境。

发明内容

本发明的目的是，克服上述现有技术赶酸装置所存在的耗能较多、易过度赶酸、同批次误差大、观察和操控不便、存在伤人的隐患，以及污染环境的缺陷，提供一种节能、赶酸精度高、赶酸质量一致、可视化水平好、自动化程度高、界面触摸式、安全性好及环保的酸性溶液赶酸装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种自动化可视赶酸装置，其特征是，包括一个方形箱体，在方形箱体的顶面连接有赶酸加热板，在加热板的中间阵列有若干加热孔道，各个孔道都独立配设加热停止后可移动水枪加入水量的上下按钮，加热板采用远红外陶瓷加热装置；在方形箱体的前面设置有控制显示面板，控制显示面板包含一个接触式液晶显示屏，液晶显示屏上有阵列孔道图标对应加热器上的阵列孔道，可在该界面选取需要启动的孔道，依据界面所选孔道图表，启动对应孔道下方独立的加热器对孔道内消解管进行赶酸；当孔道选中后，孔道图标显示为绿色，程序启动后该部分通过各个独立设置的酸液体积感应装置显示酸液所剩体积；面板上有可调节温度的上下按钮，可设置体积的上下按钮；

加热板的加热孔道内可抽取地插入双层可拆卸消解管，该消解管的外层有在消解过程中使用的由不透明的聚四氟乙烯材质构成的外套，消解工序完成后，外套由人工褪去或通过机械手在插拔消解管的过程中配合卡扣以脱去，消解管的内层为透明玻璃材质构成的管状容器，透明的内层便于在赶酸过程中观察液面变化；

在每个消解管中配置浮动式的酸液剩余体积感应装置，该部分装置可设置为液体赶酸浮球，浮球始终处于液体凹液面处，当浮球所处液面达到设定酸液残留体积RW时，停止加热；或该部分利用光学原理，当吸光度在RW处发生变化时，停止加热；

在各个消解管的顶部通过真空气管与真空气路装置连接，真空气路装置设置有真空泵并连接酸气回收瓶，利用真空泵和真空气管将挥发出的气体导入酸气回收瓶，冷却成液体回收；

在方形箱体的外侧边配设有废气管插板，废气管插板与真空气路装置连接；当停止加热时，自动启动机械手将废气管从相对应的消解管中拔出，并插入废气管插板；

机械手包括可移动机械臂和自动加水枪，在酸液体积达到原体积10％时，设置自动停止加热状态，避免酸液在装置高温下继续挥发，且利用可移动机械臂携带自动加水枪加入体积AW的水到对应的消解管中，迅速冷却酸液。

优选方案，废气管插板的孔道与加热板的加热孔道按纵向和横向分别一一对应。

优选方案，废气管插板的孔道与加热板的加热孔道都按纵向和横向分别一一对应设置，具体为4x6＝24孔道设置。

优选方案，方形箱体由透明材料制成，或方形箱体的左、右侧面空置。

优选方案，方形箱体后侧边有一底座，真空泵固定在底座上，酸气回收瓶放置在底座位于真空泵排气侧的部位并锁定。

优选方案，机械手分别夹持自动加水枪或废气管延着按照直角坐标规则设置的纵向轨道和横向轨道移动，纵向轨道与方形箱体的纵向边平行，横向轨道与方形箱体的横向边平行,且纵向轨道与横向轨道可相对滑动地配合；机械手滑动配合在纵向轨道或横向轨道之一的上部。

本发明的有益效果是：

1.实现赶酸自动化，赶酸精度高，在酸液体积达到设定值，例如为原体积10％时，设置的程序自动开启停止加热状态，且自动加入一定量水，迅速冷却酸液；同时防止人为操作过程中的蒸干现象、不均一现象；

2.加热板采用远红外陶瓷加热装置，加热装置更安全、防水、耐酸耐碱；

3.实现各消解管赶酸独立化：赶酸程序中设置每个赶酸通道独立化，赶酸质量一致；

4.可以通过界面只选取需要启动赶酸功能的通道，此举可减少非必要通道加热，减少资源浪费，具备节能效果；

5.实现赶酸可视化，将消解管设置为内外两套，外层白色可拆卸聚四氟乙烯，内层玻璃，在赶酸时露出内层玻璃，使内部液体可视化；且由于加热装置底座至少有一面是透明的，便于观察消解管所剩液体，清晰监控消解运行过程，杜绝人为观察液体和加液中受到身体伤害，安全可靠；

6.设置触摸控制板，操控触摸式，操作便捷，使用方便；

7.设置废气回收瓶，克服现有技术的缺陷，避免污染环境，符合环保要求，同时废气回收利用。

附图说明

图1是本发明一种实施例结构原理示意图；

图2是一种消解管剖面示意图；

图3是机械臂和加水枪连接示意图；

图4是废气管插板结构示意图。

图中：方形箱体1；加热板2；控制显示面板3；消解管4；浮球5；真空气路装置6；真空泵7；酸气回收瓶8；废气管插板9；机械臂10；加水枪11。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1：一种自动化可视赶酸装置，包括一个由透明材料构成的方形箱体1，在方形箱体1的顶面连接有赶酸加热板2，在加热板2的中间按纵横方向阵列有4X6＝24个竖直的加热孔道，各个孔道都独立配设加热停止后可移动水枪加入水量(AW)的上下按钮，加热板2采用远红外陶瓷加热装置，加热板2采用远红外陶瓷加热装置代替现有技术的普通电热炉或电热套，更节能，防水效果好耐酸碱腐蚀；在方形箱体1的前面设置有控制显示面板3，控制显示面板3包含一个接触式液晶显示屏，液晶显示屏上有阵列孔道图标对应于加热器(T)上的阵列孔道，可在该界面选取需要启动的孔道，依据界面所选的孔道图表，启动对应孔道下方独立的加热器对孔道内消解管4进行赶酸；当孔道选中后，孔道图标显示为绿色，程序启动后该部分通过各个独立设置的酸液体积感应装置显示酸液所剩体积；面板上有可调节温度的上下按钮，可设置体积(RW)的上下按钮。参见图1。

加热板2的加热孔道内可抽取地插入双层可拆卸消解管4，消解管4的外层有在消解过程中使用的由不透明的聚四氟乙烯材质构成的外套，消解工序完成后，外套由人工褪去或通过机械手在插拔消解管4的过程中配合卡扣以脱去，消解管4的内层为透明玻璃材质构成的管状容器，透明的内层便于在赶酸过程中观察液面变化，掌握消解管4中消解进行的状态。参见图2。

在每个消解管4中配置浮动式的酸液剩余体积感应装置，该部分装置可设置为液体赶酸浮球5，浮球5始终处于液体凹液面处，并且与控制显示面板3电连接，当浮球5所处液面达到设定酸液残留体积RW时，自动控制停止加热；

在各个消解管4的顶部通过真空气管与真空气路装置6连接，真空气路装置6设置有真空泵7并连接酸气回收瓶8，利用真空泵7和真空气管将挥发出的气体导入酸气回收瓶8，冷却成液体回收；

在方形箱体1的外侧边配设有废气管插板9，废气管插板9与真空气路装置连接。参见图3。

当停止加热时，自动启动机械手将废气管从相对应的消解管4中拔出，并插入废气管插板9。参见图4。

机械手包括可移动机械臂10和自动加水枪11，为了避免酸液在装置高温下继续挥发，利用可移动机械臂10携带自动加水枪11加入体积AW的水到对应消解管4中。

废气管插板9的孔道与加热板2的加热孔道一一对应，机械手延着按照直角坐标设置的轨道移动，可准确并快速完成操作，节省时间。

废气管插板9的孔道与加热板2的加热孔道按纵向和横向分别一一对应设置，具体为4x6＝24孔道设置。

方形箱体1后侧边有一底座，真空泵7固定在底座上，酸气回收瓶8放置在底座位于真空泵7排气侧的部位并锁定。

机械手分别夹持自动加水枪11或废气管延着按照直角坐标规则设置的纵向轨道和横向轨道移动，纵向轨道与方形箱体1的纵向边平行，横向轨道与方形箱体的横向边平行,且纵向轨道与横向轨道可相对滑动地配合；机械手滑动配合在纵向轨道或横向轨道之一的上部。

本装置的具体运行过程简述如下：

在加热控温装置的加热板2上共24个孔道中将消解管4逐个放置；

在消解管4中加入定量的待赶酸溶液，在消解管4的上方装设真空气路装置6，真空气路装置6与真空泵7、酸气回收瓶8相连，24孔的废气管插板9与真空气路装置6连接，处于装置最外侧；装置顶部设置机械臂10,机械臂10连接自动加水枪11；

消解管4内置放酸液剩余体积感应装置的浮球5；

对可触屏液晶控制显示面板3进行运行设置，包括启动、停止、加水、液体残留量控制，选取完加热孔后，设置起始温度、消解管4赶酸停止时所剩酸液体积、自动冷却加水量，设置完成后即可运行程序进行赶酸；

由于消解管4设置为内层耐高温玻璃，外层聚四氟乙烯，在消解完后，可对外层进行拆卸；

当消解管4中的浮球5降低到设定V_酸位置时，即酸液体积达到原体积10％时，该通道自动停止加热，真空废气管从消解管4中抽出，插入废气管插板9：可移动机械臂10将加水枪11移至相应的消解管4上方，加入一定量的水，终止赶酸过程，同时迅速冷却酸液。由于实现自动控制，能防止人为操作过程中的蒸干现象、不均一现象以及人为观察液体和加液中的对操作人员的身体造成伤害。

实施例2：方形箱体1的左、右侧面有一面或两面空置，其余结构同实施例1。

实施例3：在实施例1中将消解管4浮球5替换为多个光学传感器监控每个样品的赶酸过程，当蒸发至预设体积时，系统自动停止相应通道的加热，其余结构同实施例1或2。

以上显示和描述了本发明的基本原理和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说明本发明的原理，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范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种自动化可视赶酸装置，其特征是，包括一个方形箱体，在方形箱体的顶面连接有赶酸加热板，在加热板的中间阵列有若干加热孔道，各个孔道都独立配设加热停止后可移动水枪加入水量的上下按钮，加热板采用远红外陶瓷加热装置；在方形箱体的前面设置有控制显示面板，控制显示面板包含一个接触式液晶显示屏，液晶显示屏上有阵列孔道图标对应加热器上的阵列孔道，可在该界面选取需要启动的孔道，依据界面所选孔道图表，启动对应孔道下方独立的加热器对孔道内消解管进行赶酸；当孔道选中后，孔道图标显示为绿色，程序启动后该部分通过各个独立设置的酸液体积感应装置显示酸液所剩体积；面板上有可调节温度的上下按钮，可设置体积的上下按钮；

加热板的加热孔道内可抽取地插入双层可拆卸消解管，该消解管的外层有在消解过程中使用的由不透明的聚四氟乙烯材质构成的外套，消解工序完成后，外套由人工褪去或通过机械手在插拔消解管的过程中配合卡扣以脱去，消解管的内层为透明玻璃材质构成的管状容器，透明的内层便于在赶酸过程中观察液面变化；

在每个消解管中配置浮动式的酸液剩余体积感应装置，该部分装置可设置为液体赶酸浮球，浮球始终处于液体凹液面处，当浮球所处液面达到设定酸液残留体积RW时，停止加热；或该部分利用光学原理，当吸光度在RW处发生变化时，停止加热；

在各个消解管的顶部通过真空气管与真空气路装置连接，真空气路装置设置有真空泵并连接酸气回收瓶，利用真空泵和真空气管将挥发出的气体导入酸气回收瓶，冷却成液体回收；

在方形箱体的外侧边配设有废气管插板，废气管插板与真空气路装置连接；当停止加热时，自动启动机械手将废气管从相对应的消解管中拔出，并插入废气管插板；

机械手包括可移动机械臂和自动加水枪，在酸液体积达到原体积10％时，设置自动停止加热状态，避免酸液在装置高温下继续挥发，且利用可移动机械臂携带自动加水枪加入体积AW的水到对应的消解管中，迅速冷却酸液。

2.根据权利要求1所述的自动化可视赶酸装置，其特征是，废气管插板的孔道与加热板的加热孔道按纵向和横向分别一一对应。

3.根据权利要求2所述的自动化可视赶酸装置，其特征是，废气管插板的孔道与加热板的加热孔道都按纵向和横向分别一一对应设置，具体为4x6＝24孔道设置。

4.根据权利要求1、2或3所述的自动化可视赶酸装置，其特征是，方形箱体由透明材料制成，或方形箱体的左、右侧面空置。

5.根据权利要求4所述的自动化可视赶酸装置，其特征是，方形箱体后侧边有一底座，真空泵固定在底座上，酸气回收瓶放置在底座位于真空泵排气侧的部位并锁定。

6.根据权利要求5所述的自动化可视赶酸装置，其特征是，机械手分别夹持自动加水枪或废气管延着按照直角坐标规则设置的纵向轨道和横向轨道移动，纵向轨道与方形箱体的纵向边平行，横向轨道与方形箱体的横向边平行,且纵向轨道与横向轨道可相对滑动地配合；机械手滑动配合在纵向轨道或横向轨道之一的上部。

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