CN113092231B - 一种水样采集预处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水样采集预处理系统，包括架体和处理罐，架体上设有搅拌工位和蒸馏工位，搅拌工位上设有搅拌机构，蒸馏工位设有蒸馏机构，搅拌机构包括安装座和导向柱，安装座上转动安装有芯轴，芯轴的外表面设有外螺纹，芯轴外套有移动套筒，移动套筒具有与外螺纹配合的内螺纹，导向柱固定安装在安装座的下表面并且与芯轴平行，移动套筒上固定安装有隔板，隔板上安装有分流搅拌机构，芯轴的下端安装有下搅拌叶片；安装座上还设有液体试剂添加机构；下搅拌叶片转动，隔板可以上下移动，从而可以对水样进行搅拌，进一步提高了药液和水样的搅拌混合的效率；能高效完成试剂的添加、搅拌，有效提高了进行蒸馏法进行前处理的效率。

Description

一种水样采集预处理系统

技术领域

本发明涉及一种水样预处理的装置。

背景技术

蒸馏法是环境水样前处理常用的方法，可将氰化物、氟化物、挥发酚等已酸的形式蒸出，氨氮以氨的形式蒸出，而干扰物质留在溶液中蒸馏水样时，调节水样的PH值非常重要氟化物在含高氯酸的溶液中，以氛硅酸或氢氟酸被蒸出，含氯化物、酚水样的蒸馏一般用磷酸调节至PH值4,氯化物以氧化氢形式被蒸馏出来，挥发酚和水蒸气一起蒸出；蒸馏含酚水样时，由于流出液体积和原蒸馏液相当，蒸馆后的残液也须呈酸性，如不呈酸性，则应重新取样，增加磷酸加入量，进行蒸馏，否则苯酚未全部蒸馏，使测定结果偏低。现有技术中将磷酸的加入水样中，以及将添加完磷酸的水样进行蒸馏时，完全依靠人工进行操作，而且需要人工操作进行搅拌，使得磷酸与水样充分混合，操作效率较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能有效提高蒸馏法对水样进行前处理的效率的水样采集预处理系统。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种水样采集预处理系统，包括架体和处理罐，所述架体上设有搅拌工位和蒸馏工位，所述搅拌工位上设有搅拌机构，所述蒸馏工位设有蒸馏机构，所述搅拌机构包括安装座和导向柱，所述安装座和所述架体之间设有升降驱动机构，所述安装座上转动安装有芯轴，所述芯轴的外表面设有外螺纹，所述芯轴外套有移动套筒，所述移动套筒具有与所述外螺纹配合的内螺纹，所述导向柱固定安装在所述安装座的下表面并且与所述芯轴平行，所述移动套筒上固定安装有隔板，所述隔板上安装有分流搅拌机构，所述芯轴的下端固定安装有下搅拌叶片；所述安装座上还设有液体试剂添加机构。

作为优选的技术方案，所述分流搅拌机构包括设在所述隔板上的通孔，所述通孔内转动安装有搅拌叶片，所述搅拌叶片的轴线竖向延伸，所述搅拌叶片和所述安装座之间设有转动驱动机构。

作为优选的技术方案，所述转动驱动机构包括固定安装在所述安装座下表面上的齿条，所述齿条平行于所述芯轴，所述隔板上转动安装有垂直于所述齿条的从动齿轮轴，所述从动齿轮轴上固定安装有从动齿轮，所述从动齿轮和所述齿条相互啮合，所述从动齿轮轴上还固定安装有主动锥齿轮，所述隔板上还转动安装有横向传动轴，所述横向传动轴的第一端固定安装有与所述主动锥齿轮啮合的第一从动锥齿轮，所述横向传动轴的第二端和所述搅拌叶片之间设有锥齿轮传动机构。

作为优选的技术方案，所述芯轴顺时针转动时，所述下搅拌叶片驱动水流向上流动，所述隔板向上移动，所述搅拌叶片驱动水流也向上流动；所述芯轴逆时针转动时，所述下搅拌叶片驱动水流向下流动，所述隔板向下移动，所述搅拌叶片驱动水流也向下流动。

作为优选的技术方案，所述芯轴顺时针转动时，所述下搅拌叶片驱动水流向上流动，所述隔板向下移动，所述搅拌叶片驱动水流也向下流动；所述芯轴逆时针转动时，所述下搅拌叶片驱动水流向下流动，所述隔板向上移动，所述搅拌叶片驱动水流也向上流动。

作为优选的技术方案，所述隔板的下表面固定安装有沿弧线延伸的导流叶片，所述导流叶片的外端临近所述隔板的外边沿，所述导流叶片的内端临近所述隔板的中部。

作为优选的技术方案，所述液体试剂添加机构包括设在所述安装座上的进液管，所述进液管管路连接有计量泵，所述计量泵的进液端连接有液体试剂罐。

作为优选的技术方案，所述架体上还设有将所述处理罐从所述搅拌工位移动至蒸馏工位的罐体移动机构，所述罐体移动机构包括包括移动板，所述移动板包括板体，所述板体上开设有通孔，所述板体上设有通孔封堵机构，所述蒸馏机构包括罐体密封盖和位于所述板体下方的正对所述罐体密封盖的电热炉，所述电热炉和所述架体之间设有电热炉升降驱动机构。

作为优选的技术方案，所述通孔封堵机构包括转动安装在所述板体上的转动环，所述转动环上设有倾斜于所述转动环的直径方向延伸的多个斜槽，所述斜槽内活动安装有导向块，所述板体的下表面设有沿着所述转动环的直径方向延伸的导向槽，所述导向槽内活动安装有垫块，所述垫块与所述导向块转动安装在一起，所述电热炉的炉头的壳体的上表面开设有延伸至炉头壳体的外壁的槽，所述槽与所述垫块上下对应。

作为优选的技术方案，所述垫块的外端的上表面上设有贯通至所述垫块的外端面的垫块导向槽，所述垫块导向槽内活动安装有移动垫块，所述移动垫块的两侧表面设有沿着所述垫块的长度方向延伸的限位导向槽，所述垫块导向槽上设有与所述限位导向槽配合的限位导向块，所述移动垫块和所述垫块导向槽之间设有使得所述移动垫块缩入所述垫块导向槽的移动垫块拉簧，所述移动垫块和垫块之间设有锁定机构，所述锁定机构包括设在说移动垫块外端下表面上的竖向限位孔，所述移动垫块内端的下表面上的竖向锁定孔，所述竖向锁定孔内活动安装有锁紧柱，所述垫块导向槽的底部设有与所述锁紧柱配合的锁定孔，所述竖向限位孔内活动安装有限位柱，所述竖向限位孔内设有下压所述限位柱的限位柱下压弹簧，所述竖向锁定孔内设有下压所述锁紧柱的锁紧柱支撑弹簧，所述移动垫块上设有连通所述竖向限位孔和竖向锁定孔的连通槽，所述连通槽内设有活动水平杆，所述限位柱和所述锁紧柱分别固定安装在所述活动水平杆的两端。

由于采用了上述技术方案，一种水样采集预处理系统，包括架体和处理罐，所述架体上设有搅拌工位和蒸馏工位，所述架体上还设有将所述处理罐从所述搅拌工位移动至蒸馏工位的罐体移动机构，所述搅拌工位上设有搅拌机构，所述蒸馏工位设有蒸馏机构，所述搅拌机构包括安装座和导向柱，所述安装座和所述架体之间设有升降驱动机构，所述安装座上转动安装有芯轴，所述芯轴的外表面设有外螺纹，所述芯轴外套有移动套筒，所述移动套筒具有与所述外螺纹配合的内螺纹，所述导向柱固定安装在所述安装座的下表面并且与所述芯轴平行，所述移动套筒上固定安装有隔板，所述隔板上安装有分流搅拌机构，所述芯轴的下端固定安装有下搅拌叶片；所述安装座上还设有液体试剂添加机构；芯轴转动驱动下搅拌叶片转动，隔板固定安装在移动套筒上，移动套筒和所述芯轴之间螺纹配合，由于导向柱和套筒导向孔的配合，芯轴转动时移动套筒不会转动，候移动套筒会沿所述芯轴的长度方向移动，从而可以调节隔板的上下位置，从而可以对水样进行搅拌，而且隔板上设置有分流搅拌机构，在隔板上下移动时，分流搅拌机构也会进行搅拌，进一步提高了药液和水样的搅拌混合的效率，能高效完成试剂的添加、搅拌，有效提高了对水样进行蒸馏法进行前处理的效率。

附图说明

图1是本发明实施例中的搅拌状态示意图；

图2是图1中I处的局部放大图；

图3是本发明实施例中隔板的仰视图；

图4是本发明实施例中通孔封堵机构的结构示意图；

图5和图6是本发明实施例中处理罐托起过程示意图；

图7是图5中II处的局部放大图；

图8是图6中III处的局部放大图；

图9是本发明实施例中加热炉的俯视图。

具体实施方式

如图1至图3所示，一种水样采集预处理系统，包括架体1和处理罐2，所述架体1上设有搅拌工位3和蒸馏工位4，所述架体1上还设有将所述处理罐2从所述搅拌工位移动至蒸馏工位的罐体移动机构，所述搅拌工位上设有搅拌机构，所述蒸馏工位设有蒸馏机构，所述搅拌机构包括安装座5和导向柱6，所述安装座5和所述架体1之间设有升降驱动机构，所述升降驱动机构可以采用齿轮齿条机构，齿条固定安装在安装座上，通过齿轮转动驱动齿条上下移动，从而带动安装座上下移动，所述安装座5上转动安装有芯轴7，所述芯轴7的外表面设有外螺纹，所述芯轴7外套有移动套筒8，所述移动套筒8具有与所述外螺纹配合的内螺纹，所述导向柱6固定安装在所述安装座5的下表面并且与所述芯轴7平行，所述移动套筒8上固定安装有隔板9，所述隔板上设有与所述导向柱配合的隔板导向孔，所述隔板9上安装有分流搅拌机构，所述芯轴7的下端固定安装有下搅拌叶片10；所述安装座5上还设有液体试剂添加机构。芯轴转动驱动下搅拌叶片转动，所述安装座上设有驱动所述芯轴转动的芯轴驱动电机42，隔板固定安装在移动套筒上，移动套筒和所述芯轴之间螺纹配合，由于导向柱和隔板导向孔的配合，芯轴转动时移动套筒不会转动，候移动套筒会沿所述芯轴的长度方向移动，从而可以调节隔板的上下位置，从而可以对水样进行搅拌，而且隔板上设置有分流搅拌机构，在隔板上下移动时，分流搅拌机构也会进行搅拌，进一步提高了药液和水样的搅拌混合的效率。本实施例中试剂添加机构可以进行磷酸的添加。能高效完成试剂的添加、搅拌，有效提高了对水样进行蒸馏法进行前处理的效率。

如图1至图3所示，所述分流搅拌机构包括设在所述隔板上的通孔11，所述通孔11内转动安装有搅拌叶片12，所述搅拌叶片的轴线竖向延伸，所述搅拌叶片12和所述安装座5之间设有转动驱动机构。转动驱动机构驱动搅拌叶片在所述通孔内转动，在隔板上下运动过程中，所述搅拌叶片也随之转动，使得通过液体试剂添加机构添加的药液和水样能在短时间内充分混合。

如图1和图2所示，所述转动驱动机构包括固定安装在所述安装座5下表面上的齿条13，所述齿条13平行于所述芯轴7，所述隔板9上转动安装有垂直于所述齿条13的从动齿轮轴14，所述从动齿轮轴14上固定安装有从动齿轮15，所述从动齿轮和所述齿条相互啮合，所述从动齿轮轴14上还固定安装有主动锥齿轮16，所述隔板9上还转动安装有横向传动轴17，所述横向传动轴的第一端固定安装有与所述主动锥齿轮16啮合的第一从动锥齿轮18，所述横向传动轴17的第二端和所述搅拌叶片之间设有锥齿轮传动机构。齿条驱动从动齿轮转动，从动齿轮通过从动齿轮轴驱动主动锥齿轮转动，主动锥齿轮驱动第一从动锥齿轮转动，从而通过横向传动轴驱动经过锥齿轮传动机构驱动搅拌叶片转动，所述锥齿轮传动机构包括固定安装在所述横向传动轴上的第一主动锥齿轮40和固定安装在所述搅拌叶片的转轴上的第二从动锥齿轮41，所述第一主动锥齿轮和所述第二从动锥齿轮相互啮合。

为了进一步提高药液和水样的混合效率，所述芯轴7顺时针转动时，所述下搅拌叶片10驱动水流向上流动，所述隔板9向上移动，所述搅拌叶片12驱动水流也向上流动；所述芯轴7逆时针转动时，所述下搅拌叶片10驱动水流向下流动，所述隔板9向下移动，所述搅拌叶片12驱动水流也向下流动。

作为另一种提高药液和水样混合效率的方式，所述芯轴顺时针转动时，所述下搅拌叶片10驱动水流向上流动，所述隔板9向下移动，所述搅拌叶片驱动水流也向下流动；所述芯轴7逆时针转动时，所述下搅拌叶片驱动水流向下流动，所述隔板向上移动，所述搅拌叶片驱动水流也向上流动。

如图3所示，所述隔板9的下表面固定安装有沿弧线延伸的导流叶片19，所述导流叶片的外端临近所述隔板的外边沿，所述导流叶片的内端临近所述隔板的中部。随着隔板的上下移动，导流叶片作用在水流上，使得水流更加高效的流动。

如图1所示，所述液体试剂添加机构包括设在所述安装座上的进液管20，所述进液管管路连接有计量泵，所述计量泵的进液端连接有液体试剂罐。

如图4、5和图7所示，所述罐体移动机构包括包括移动板，所述机架上设有移动板导轨47，所述移动板包括板体21，所述板体21上开设有通孔22，所述板体上设有通孔封堵机构，所述蒸馏机构包括罐体密封盖46和位于所述板体下方的正对所述罐体密封盖的电热炉23，所述电热炉和所述架体之间设有电热炉升降驱动机构。当所述处理罐到达蒸馏工位，所述电热炉升降驱动就驱动电热炉向上移动，通孔封堵机构不再封堵所述通孔，处理罐被所述电热炉托起，电热炉不断上升，直至处理罐的罐口贴合在所述罐体密封盖，而后电热炉开始加热进行蒸馏作业。所述电热炉升降驱动机构可以采用电缸，电缸的活塞杆驱动所述电热炉升降。

如图4和图7所示，所述通孔封堵机构包括转动安装在所述板体上的转动环24，所述转动环上设有倾斜于所述转动环的直径方向延伸的多个斜槽25，所述斜槽25内活动安装有导向块26，导向块26可以沿着所述斜槽移动，所述板体21的下表面设有沿着所述转动环24的直径方向延伸的导向槽28，所述导向槽28内活动安装有垫块29，所述导向槽的侧壁设有侧限位槽45，所述垫块上设有与所述侧限位槽配合的侧滑块，所述侧限位槽沿所述垫块的长度方向延伸，所述垫块与所述导向块26转动安装在一起，如图7和图9所示，所述电热炉23的炉头的壳体的上表面开设有延伸至炉头壳体的外壁的槽30，所述槽与所述垫块上下对应。转动环转动，由于垫块活动安装在所述导向槽内，而且由于所述斜槽倾斜于所述转动环的直径方向延伸，在转动环转动时，导向块推动垫块移动，从而可以使得各个垫块相互靠近，从而对通孔进行封堵，当各个垫块相互远离时，所述通孔打开。电热炉升降驱动机构便能够推动电热炉经过所述通孔向上升起。

所述垫块的外端的上表面上设有贯通至所述垫块的外端面的垫块导向槽33，所述垫块导向槽内活动安装有移动垫块32，所述移动垫块32的两侧表面设有沿着所述垫块的长度方向延伸的限位导向槽，所述垫块导向槽33上设有与所述限位导向槽配合的限位导向块43，所述移动垫块32和所述垫块导向槽33之间设有使得所述移动垫块32缩入所述垫块导向槽的移动垫块拉簧44，所述移动垫块32和垫块29之间设有锁定机构，所述锁定机构包括设在说移动垫块32外端下表面上的竖向限位孔，所述移动垫块内端的下表面上的竖向锁定孔，所述竖向锁定孔内活动安装有锁紧柱34，所述垫块导向槽的底部设有与所述锁紧柱配合的锁定孔，所述竖向限位孔内活动安装有限位柱35，所述竖向限位孔内设有下压所述限位柱的限位柱下压弹簧36，所述竖向锁定孔内设有下压所述锁紧柱的锁紧柱支撑弹簧37，所述移动垫块上设有连通所述竖向限位孔和竖向锁定孔的连通槽38，所述连通槽内设有活动水平杆39，所述限位柱35和所述锁紧柱34分别固定安装在所述活动水平杆的两端。转动环转动至一定程度所述转动环停止转动，如图5和图7所示，此时所述移动垫块仍然支撑在所述处理罐的底面，而后电热炉升降驱动机构驱动电热炉向上运动，所述槽30的底面推动所述限位柱向上移动，通过活动水平杆带动所述锁紧柱向上移动，所述锁紧柱从所述锁定孔内移出，在所述拉簧的作用下，如图6和图8所示，移动垫块回缩入所述垫块导向槽内，移动垫块不再对处理罐的底面进行支撑，移动垫块也不再阻挡所述电热炉向上运动，从而使得电热炉可以通过所述通孔向上运动。由于移动板带动所述处理罐移动，当处理罐正对所述罐体密封盖时，所述电热炉升降驱动装置与所述罐体密封盖正确贴合，通过所述槽30和所述活动垫块的设置，使得槽和所述活动垫块上下正对时，活动垫块才能卡入所述槽内，活动垫块才能回缩，此时电热炉才能被电热炉升降驱动装置驱动上升，当槽和所述活动垫块之间发生偏差时，各个限位柱无法同时被全部顶起，活动垫块将会无法同时全部缩回，可以设置传感器对各个活动垫块缩回的时机进行检测，从而通过控制器控制所述电热炉升降驱动机构是否继续驱动电热炉上升。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。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。

Claims (7)

1.一种水样采集预处理系统，其特征在于，包括架体和处理罐，所述架体上设有搅拌工位和蒸馏工位，所述搅拌工位上设有搅拌机构，所述蒸馏工位设有蒸馏机构，所述搅拌机构包括安装座和导向柱，所述安装座和所述架体之间设有升降驱动机构，所述安装座上转动安装有芯轴，所述芯轴的外表面设有外螺纹，所述芯轴外套有移动套筒，所述移动套筒具有与所述外螺纹配合的内螺纹，所述导向柱固定安装在所述安装座的下表面并且与所述芯轴平行，所述移动套筒上固定安装有隔板，所述隔板上安装有分流搅拌机构，所述芯轴的下端固定安装有下搅拌叶片；所述安装座上还设有液体试剂添加机构；所述架体上还设有将所述处理罐从所述搅拌工位移动至蒸馏工位的罐体移动机构，所述罐体移动机构包括包括移动板，所述移动板包括板体，所述板体上开设有通孔，所述板体上设有通孔封堵机构，所述蒸馏机构包括罐体密封盖和位于所述板体下方的正对所述罐体密封盖的电热炉，所述电热炉和所述架体之间设有电热炉升降驱动机构；所述通孔封堵机构包括转动安装在所述板体上的转动环，所述转动环上设有倾斜于所述转动环的直径方向延伸的多个斜槽，所述斜槽内活动安装有导向块，所述板体的下表面设有沿着所述转动环的直径方向延伸的导向槽，所述导向槽内活动安装有垫块，所述垫块与所述导向块转动安装在一起，所述电热炉的炉头的壳体的上表面开设有延伸至炉头壳体的外壁的槽，所述槽与所述垫块上下对应；所述垫块的外端的上表面上设有贯通至所述垫块的外端面的垫块导向槽，所述垫块导向槽内活动安装有移动垫块，所述移动垫块的两侧表面设有沿着所述垫块的长度方向延伸的限位导向槽，所述垫块导向槽上设有与所述限位导向槽配合的限位导向块，所述移动垫块和所述垫块导向槽之间设有使得所述移动垫块缩入所述垫块导向槽的移动垫块拉簧，所述移动垫块和垫块之间设有锁定机构，所述锁定机构包括设在说移动垫块外端下表面上的竖向限位孔，所述移动垫块内端的下表面上的竖向锁定孔，所述竖向锁定孔内活动安装有锁紧柱，所述垫块导向槽的底部设有与所述锁紧柱配合的锁定孔，所述竖向限位孔内活动安装有限位柱，所述竖向限位孔内设有下压所述限位柱的限位柱下压弹簧，所述竖向锁定孔内设有下压所述锁紧柱的锁紧柱支撑弹簧，所述移动垫块上设有连通所述竖向限位孔和竖向锁定孔的连通槽，所述连通槽内设有活动水平杆，所述限位柱和所述锁紧柱分别固定安装在所述活动水平杆的两端。

2.如权利要求1所述的水样采集预处理系统，其特征在于，所述分流搅拌机构包括设在所述隔板上的通孔，所述通孔内转动安装有搅拌叶片，所述搅拌叶片的轴线竖向延伸，所述搅拌叶片和所述安装座之间设有转动驱动机构。

3.如权利要求2所述的水样采集预处理系统，其特征在于，所述转动驱动机构包括固定安装在所述安装座下表面上的齿条，所述齿条平行于所述芯轴，所述隔板上转动安装有垂直于所述齿条的从动齿轮轴，所述从动齿轮轴上固定安装有从动齿轮，所述从动齿轮和所述齿条相互啮合，所述从动齿轮轴上还固定安装有主动锥齿轮，所述隔板上还转动安装有横向传动轴，所述横向传动轴的第一端固定安装有与所述主动锥齿轮啮合的第一从动锥齿轮，所述横向传动轴的第二端和所述搅拌叶片之间设有锥齿轮传动机构。

4.如权利要求2所述的水样采集预处理系统，其特征在于，所述芯轴顺时针转动时，所述下搅拌叶片驱动水流向上流动，所述隔板向上移动，所述搅拌叶片驱动水流也向上流动；所述芯轴逆时针转动时，所述下搅拌叶片驱动水流向下流动，所述隔板向下移动，所述搅拌叶片驱动水流也向下流动。

5.如权利要求2所述的水样采集预处理系统，其特征在于，所述芯轴顺时针转动时，所述下搅拌叶片驱动水流向上流动，所述隔板向下移动，所述搅拌叶片驱动水流也向下流动；所述芯轴逆时针转动时，所述下搅拌叶片驱动水流向下流动，所述隔板向上移动，所述搅拌叶片驱动水流也向上流动。

6.如权利要求1所述的水样采集预处理系统，其特征在于，所述隔板的下表面固定安装有沿弧线延伸的导流叶片，所述导流叶片的外端临近所述隔板的外边沿，所述导流叶片的内端临近所述隔板的中部。

7.如权利要求1所述的水样采集预处理系统，其特征在于，所述液体试剂添加机构包括设在所述安装座上的进液管，所述进液管管路连接有计量泵，所述计量泵的进液端连接有液体试剂罐。

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