CN112915585B

CN112915585B - 一种具有自动萃取和取液功能的萃取装置及萃取方法

Info

Publication number: CN112915585B
Application number: CN202110121472.2A
Authority: CN
Inventors: 罗群梅
Original assignee: Zhuhai Calibration Testing Technology Co ltd
Current assignee: Guangdong Calibration Environmental Science Co ltd
Priority date: 2020-07-29
Filing date: 2020-07-29
Publication date: 2022-03-22
Anticipated expiration: 2040-07-29
Also published as: CN111991844A; CN112915585A; CN111991844B

Abstract

本发明提出一种具有自动萃取和取液功能的萃取装置，包括：第一萃取瓶和第二萃取瓶；连通管，连通第一萃取瓶的底端和第二萃取瓶的底端；缸体，两端分别连接第一萃取瓶的顶端和第二萃取瓶的顶端；活塞，设置在缸体内部，具有外壳以及设置在外壳上的铁芯；第一电磁铁，设置在缸体外部，能够通过磁力驱动铁芯带动外壳在缸体内的两端之间往复运动；第六电磁阀，连接于缸体与第一萃取瓶之间；第三电磁阀，连接于第六电磁阀与第一萃取瓶之间的支路上；第五电磁阀，连接于缸体与第二萃取瓶之间的支路上，第五电磁阀用于连接抽真空装置；本发明的具有自动萃取和取液功能的萃取装置能够提高萃取速度，加快萃取效率；本发明还提供一种萃取方法。

Description

一种具有自动萃取和取液功能的萃取装置及萃取方法

本案是针对申请号为2020107438258的中国发明专利申请提出的分案申请。

技术领域

本发明涉及水质监测设备领域，特别涉及一种具有自动萃取和取液功能的萃取装置及萃取方法。

背景技术

根据环保部下发的“HJ 637-2012水质石油类和动植物油类的测定红外分光光度法”的相关标准，在对水样中的油类物质进行测定时，需要采用苯萃取剂等溶剂，对水样中的油性物质进行萃取，然后进行下一步的测定。

为了更好地完成水样的萃取，现有技术提出一种萃取方法，用U型管将萃取瓶A和B连接起来，在A中装入水样，在B中装入苯萃取剂，由于苯萃取剂的比重比水小，在重力的作用下会相对固定在U型管的位置，当真空泵从萃取瓶A的一端抽气时，苯萃取剂就会从萃取瓶B快速穿过水样，进入到萃取瓶A中，反之，当真空泵从萃取瓶B的一端抽气时，苯萃取剂就会从萃取瓶A快速穿过水样进入到萃取瓶B中，用时间继电器控制总萃取时间和切换抽气的时间，就可以将油类物质从水中萃取出来；由于抽真空装置的启动和抽真空速度较慢，限制了萃取速度，同时频繁启停也会对抽真空装置造成损害；而为了保证抽真空的效果，必须保证萃取瓶与抽装置之间的密封，为萃取完成后的分离取液带来了困难。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种具有自动萃取和取液功能的萃取装置，能够在提高萃取速度，加快萃取效率的同时，便于萃取完成后萃取液的分离。

本发明一方面的具有自动萃取和取液功能的萃取装置，包括：第一萃取瓶和第二萃取瓶；连通管，连通第一萃取瓶的底端和第二萃取瓶的底端；缸体，两端分别连接第一萃取瓶的顶端和第二萃取瓶的顶端；活塞，设置在缸体内部，具有外壳以及设置在外壳上的铁芯；第一电磁铁，设置在缸体外部，能够通过磁力驱动铁芯带动外壳在缸体内的两端之间往复运动；第六电磁阀，连接于缸体与第一萃取瓶之间；第三电磁阀，连接于第六电磁阀与第一萃取瓶之间的支路上；第五电磁阀，连接于缸体与第二萃取瓶之间的支路上，第五电磁阀用于连接抽真空装置。

进一步地，缸体和第二萃取瓶之间连接有第七电磁阀，第五电磁阀连接于第七电磁阀与第二萃取瓶之间的支路上。

进一步地，第五电磁阀和抽真空装置之间连接有储液箱。

进一步地，第五电磁阀和抽真空装置均连接于储液箱的上端。

进一步地，外壳包裹铁芯设置，外壳的长度a大于外壳的直径d。

进一步地，缸体的两端分别设置有第二电磁铁和第一电磁铁。

进一步地，缸体上设置有平移装置，平移装置用于驱动第一电磁铁沿缸体的延伸方向平移。

本发明第二方面的萃取方法，运用上述的一种具有自动萃取和取液功能的萃取装置，包括如下步骤：进液步骤，将待测水样装入第一萃取瓶，将苯萃取剂装入第二萃取瓶；萃取步骤，关闭第三电磁阀和第五电磁阀，打开第六电磁阀，控制第一电磁铁，使得活塞在缸体中往复运动；取液步骤，关闭第六电磁阀，打开第三电磁阀和第五电磁阀，通过抽真空装置将萃取后的水样抽出；萃取步骤包括，控制第一电磁铁和第二电磁铁轮番通电，使得铁芯带动外壳在第一电磁铁和第二电磁铁之间的位置往复运动。

应用本发明的具有自动萃取功能的萃取装置，在进行萃取时，先将待萃取的水样装入第一萃取瓶当中，并将苯萃取剂装入第二萃取瓶当中，然后打开第六电磁阀，关闭第三电磁阀和第五电磁阀，使得待萃取的水样和苯萃取剂与外界大气隔离，然后控制第一电磁铁对铁芯施加磁力，使得铁芯带动外壳在缸体内做往复运动，此时活塞两侧的气压受到活塞的作用发生交替变化，由于苯萃取剂的密度小于水样密度，在重力的作用下水样会相对固定在连通管的位置，而苯萃取剂在两侧气压交替变化的作用下，不断的穿过水样，使得水样中的油性物质被萃取剂萃取出来，在萃取过程当中，可以通过加快活塞的往复运动速度加快萃取速度，无需频繁启停抽真空装置，有效避免了抽真空装置对萃取速度的限制，提高了萃取效率。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例中一种具有自动萃取和取液功能的萃取装置的示意图；

图2为本发明实施例中另一种具有自动萃取和取液功能的萃取装置的示意图；

图3为本发明实施例中缸体和活塞的剖视图；

图4为本发明实施例中储液箱的剖视轴侧图；

上述附图包含以下附图标记。

标号	名称	标号	名称
				110	第一萃取瓶	310	储液箱
120	第二萃取瓶	311	排气口
				130	连通管	410	缸体
210	第一电磁阀	420	第一电磁铁
				220	第二电磁阀	430	第二电磁铁
230	第三电磁阀	440	活塞
				240	第四电磁阀	441	外壳
250	第五电磁阀	442	铁芯
				260	第六电磁阀	450	平移装置
270	第七电磁阀

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个及两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

本实施例第一方面，提供一种具有自动萃取和取液功能的萃取装置，包括：第一萃取瓶110和第二萃取瓶120；连通管130，连通第一萃取瓶110的底端和第二萃取瓶120的底端；缸体410，两端分别连接第一萃取瓶110和第二萃取瓶120的顶端；活塞440，设置在缸体410内部，具有外壳441以及设置在外壳441上的铁芯442；第一电磁铁420，设置在缸体410外部，能够通过磁力驱动铁芯442带动外壳441在缸体410内的两端之间滑动；第六电磁阀260，连接于缸体410与第一萃取瓶110之间；第三电磁阀230，连接于第六电磁阀260与第一萃取瓶110之间的支路上；第五电磁阀250，连接于缸体410与第二萃取瓶120之间的支路上，第五电磁阀250用于连接抽真空装置。

应用本实施例第一方面的具有自动萃取和取液功能的萃取装置，在进行萃取时，先将待萃取的水样装入第一萃取瓶110当中，并将苯萃取剂装入第二萃取瓶120当中，然后打开第六电磁阀260，关闭第三电磁阀230和第五电磁阀250，使得待萃取的水样和苯萃取剂与外界大气隔离，然后控制第一电磁铁420对铁芯442施加磁力，使得铁芯442带动外壳441在缸体410内做往复运动，此时活塞440两侧的气压受到活塞440的作用发生交替变化，由于苯萃取剂的密度小于水样密度，在重力的作用下水样会相对固定在连通管130的位置，而苯萃取剂在两侧气压交替变化的作用下，不断的穿过水样，使得水样中的油性物质被萃取剂萃取出来；当萃取完成后，可以关闭第六电磁阀260，打开第三电磁阀230和第五电磁阀250，并开启抽真空装置，使得萃取后的水样通过第五电磁阀250被抽出，完成水样和萃取液的分离；在萃取过程当中，可以通过加快活塞440的往复运动速度加快萃取速度，无需频繁启停抽真空装置，有效避免了抽真空装置对萃取速度的限制，提高了萃取效率。

其中，第一电磁铁420可以通过多种方式驱动铁芯442，带动外壳441在缸体410当中往复运动，例如采用永磁材料制作铁芯442，使得铁芯442本身成为一个永磁体；然后为第一电磁铁420通交流电，使得第一电磁铁420产生交变磁场，铁芯442在交变磁场的作用下受到周期性变化的作用力，驱动铁芯442带动壳体在缸体410当中往复运动；也可以如图1所示，在缸体410两端分别设置第一电磁铁420和第二电磁铁430，为第一电磁铁420和第二电磁铁430轮番通电，使得第一电磁铁420和第二电磁铁430交替对铁芯442产生吸引力，使得铁芯442带动外壳441在缸体410当中往复运动；还可以如图2所示，在缸体410上设置平移装置450，通过平移装置450带动通电后的第一电磁铁420往复运动，进一步带动铁芯442和外壳441往复运动，其中平移装置450可以采用电机带动齿轮齿条，或者直接通过直线电机带动第一电磁铁420来实现。

值得注意的是，本实施例当中，活塞440整体位于缸体410内部并通过磁力的带动实现往复运动，无需采用实体牵引件穿过缸体410牵引活塞440，有效保证了整个萃取装置的密封性能，防止萃取液外溢。

如图1、图2所示，缸体410和第二萃取瓶120之间连接有第七电磁阀270，第五电磁阀250连接于第七电磁阀270与第二萃取瓶120之间的支路上；当萃取完成后，可以在关闭第七电磁阀270后再打开第五电磁阀250，收集萃取后的水样，防止萃取后的水样进入缸体410，造成缸体410内部进水。

进一步地，为了更好地收集萃取后的水样，便于集中处理，第五电磁阀250和抽真空装置之间连接有储液箱310；储液箱310能够收集从第五电磁阀250处吸取的苯萃取剂，此时水样受到重力作用仍然留在连通管130当中，有效保证了萃取液和水样的分离效果。

如图4所示，为了防止抽真空装置进液造成损坏，第五电磁阀250和抽真空装置均连接于储液箱310的上端；具体地，如图4所示，储液箱310具有用于储存苯萃取剂的内腔，储液箱310上端具有排气口311和进液口，进液口连接第五电磁阀250，排气口311连接图中未示出的抽真空装置，当液体通过进液口后，受到重力作用落入到储液箱310下端的储液腔当中，有效防止了苯萃取剂进入抽真空装置。

如图3所示，外壳441包裹铁芯442设置，外壳441的长度a大于外壳441的直径d；在萃取过程当中，偶尔会有少量的水样进入缸体410内腔当中，如果铁芯442外露的话，长期使用会造成铁芯442生锈，因此可以将外壳441包裹铁芯442设置；此时为了活塞440与缸体410之间的密封性能，可以在铁芯442外围包裹橡胶外壳441，也可以采用浸塑工艺，在铁芯442外围设置软质塑料外壳441等；此外，外壳441的长度a大于外壳441的直径d可以保证活塞440在缸体410当中不会出现偏心滑动。

如图1所示，缸体410的两端分别设置有第二电磁铁430和第一电磁铁420；在萃取时，可以采用为第一电磁铁420和第二电磁铁430交替通电的方式，使得第一电磁铁420和第二电磁铁430轮流对铁芯442产生吸引力，使得铁芯442带动外壳441在缸体410内往复运动。

如图2所示，为了减少电磁铁的数量，缸体410上设置有平移装置450，平移装置450与第一电磁铁420驱动连接；此时，平移装置450可以带动第一电磁铁420沿缸体410延伸方向往复运动，进一步带动铁芯442和外壳441在缸体410内往复运动。

本实施例第二方面，给出一种萃取方法，运用本实施例第一方面的具有自动萃取和取液功能的萃取装置，包括如下步骤：进液步骤，将待测水样装入第一萃取瓶110，将苯萃取剂装入第二萃取瓶120；萃取步骤，关闭第三电磁阀230和第五电磁阀250，打开第六电磁阀260，控制第一电磁铁420，使得活塞440在缸体410中往复运动；取液步骤，关闭第六电磁阀260，打开第三电磁阀230和第五电磁阀250，通过抽真空装置将萃取后的水样抽出。

进一步地，如图1所示，萃取步骤包括，控制第一电磁铁420和第二电磁铁430轮番通电，使得铁芯442带动外壳441在第一电磁铁420和第二电磁铁430之间的位置往复运动。

另一方面，如图2所示，萃取步骤包括，控制平移装置450，带动通电后的第一电磁铁420往复运动。

本实施例第三方面，给出一种具有自动萃取功能的萃取装置，包括：第一萃取瓶110和第二萃取瓶120；连通管130，连通第一萃取瓶110的底端和第二萃取瓶120的底端；缸体410，两端分别连接第一萃取瓶110和第二萃取瓶120的顶端；活塞440，设置在缸体410内部，具有外壳441以及设置在外壳441上的铁芯442；第一电磁铁420，设置在缸体410外部，能够通过磁力驱动铁芯442带动外壳441在缸体410当中滑动。

应用本实施例第三方面的具有自动萃取功能的萃取装置，在进行萃取时，先将待萃取的水样装入第一萃取瓶110当中，并将苯萃取剂装入第二萃取瓶120当中，然后打开第六电磁阀260，关闭第三电磁阀230和第五电磁阀250，使得待萃取的水样和萃取剂与外界大气隔离，然后控制第一电磁铁420对铁芯442施加磁力，使得铁芯442带动外壳441在缸体410内做往复运动，此时活塞440两侧的气压受到活塞440的作用发生交替变化，由于苯萃取剂的密度小于水样密度，在重力的作用下水样会相对固定在连通管130的位置，而苯萃取剂在两侧气压交替变化的作用下，不断的穿过水样，使得水样中的油性物质被萃取液萃取出来，在萃取过程当中，可以通过加快活塞440的往复运动速度加快萃取速度，无需频繁启停抽真空装置，有效避免了抽真空装置对萃取速度的限制，提高了萃取效率。

如图1、图2所示，为了在分离水样和萃取液时防止水样进入缸体410，萃取装置还包括：第六电磁阀260，连接于缸体410与第一萃取瓶110之间；第七电磁阀270，连接于缸体410与第二萃取瓶120之间。

为了保证抽取苯萃取剂时的顺畅，第六电磁阀260和第一萃取瓶110之间的支路上连接有第三电磁阀230，第三电磁阀230能够连通外接空气；当收集萃取后的苯萃取剂时，可以开启第三电磁阀230，使得大气压能够作用在水样上，保证苯萃取剂顺利抽出。

进一步地，第六电磁阀260和第一萃取瓶110之间的支路上连接有第二电磁阀220，第二电磁阀220能够连通进液管路；此时可以将第二电磁阀220对接外部进液管路，实现水样的自动进液。

第七电磁阀270和第二萃取瓶120之间的支路上连接有第四电磁阀240，第四电磁阀240能够连通外界大气；此时可以通过第四电磁阀240连接苯萃取剂的供液管路，实现苯萃取剂的自动供液。

如图1、图2所示，第七电磁阀270和第二萃取瓶120之间的支路上连接有第五电磁阀250，第五电磁阀250用于连接抽真空装置。

进一步地，第五电磁阀250和抽真空装置之间连接有储液箱310。

进一步地，第五电磁阀250和抽真空装置均连接于储液箱310的上端。

进一步地，述外壳441包裹铁芯442设置。

如图1、图2所示，连通管130底端连接有第一电磁阀210；当需要排出萃取后的苯萃取剂时，可以在水样被抽出后，关闭第五电磁阀250、第六电磁阀260、第七电磁阀270以及第二电磁阀220，打开第一电磁阀210和第三电磁阀230，使得苯萃取剂从第一电磁阀210处排出。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims

1.一种具有自动萃取和取液功能的萃取装置，其特征在于，包括：

第一萃取瓶（110）和第二萃取瓶（120）；

连通管（130），连通所述第一萃取瓶（110）的底端和所述第二萃取瓶（120）的底端；

缸体（410），两端分别连接所述第一萃取瓶（110）的顶端和所述第二萃取瓶（120）的顶端；

活塞（440），设置在所述缸体（410）内部，具有外壳（441）以及设置在所述外壳（441）上的铁芯（442）；

第一电磁铁（420），设置在所述缸体（410）外部，能够通过磁力驱动所述铁芯（442）带动所述外壳（441）在所述缸体（410）内的两端之间往复运动；

第六电磁阀（260），连接于所述缸体（410）与所述第一萃取瓶（110）之间；

第三电磁阀（230），连接于所述第六电磁阀（260）与所述第一萃取瓶（110）之间的支路上；

第五电磁阀（250），连接于所述缸体（410）与所述第二萃取瓶（120）之间的支路上，所述第五电磁阀（250）用于连接抽真空装置；

所述具有自动萃取和取液功能的萃取装置通过萃取方法进行萃取，所述萃取方法包括以下步骤：

进液步骤，将待测水样装入第一萃取瓶（110），将苯萃取剂装入第二萃取瓶（120）；

萃取步骤，关闭第三电磁阀（230）和第五电磁阀（250），打开第六电磁阀（260），控制第一电磁铁（420），使得活塞（440）在缸体（410）中往复运动；

取液步骤，关闭第六电磁阀（260），打开第三电磁阀（230）和第五电磁阀（250），通过抽真空装置将萃取后的水样抽出；

所述萃取步骤包括，控制第一电磁铁（420）和第二电磁铁（430）轮番通电，使得铁芯（442）带动外壳（441）在第一电磁铁（420）和第二电磁铁（430）之间的位置往复运动。

2.根据权利要求1所述的一种具有自动萃取和取液功能的萃取装置，其特征在于，所述缸体（410）和所述第二萃取瓶（120）之间连接有第七电磁阀（270），所述第五电磁阀（250）连接于所述第七电磁阀（270）与所述第二萃取瓶（120）之间的支路上。

3.根据权利要求2所述的一种具有自动萃取和取液功能的萃取装置，其特征在于，所述第五电磁阀（250）和所述抽真空装置之间连接有储液箱（310）。

4.根据权利要求3所述的一种具有自动萃取和取液功能的萃取装置，其特征在于，所述第五电磁阀（250）和所述抽真空装置均连接于所述储液箱（310）的上端。

5.根据权利要求1所述的一种具有自动萃取和取液功能的萃取装置，其特征在于，所述外壳（441）包裹所述铁芯（442）设置，所述外壳（441）的长度a大于所述外壳（441）的直径d。

6.根据权利要求5所述的一种具有自动萃取和取液功能的萃取装置，其特征在于，所述缸体（410）远离所述第一电磁铁（420）的一端设置有第二电磁铁（430）。

7.根据权利要求5所述的一种具有自动萃取和取液功能的萃取装置，其特征在于，所述缸体（410）上设置有平移装置（450），所述平移装置（450）用于驱动所述第一电磁铁（420）沿所述缸体的延伸方向往复运动。