CN113776921A - 微波消解罐及基于此罐的“在线”真空赶酸一体化系统 - Google Patents

Abstract

微波消解罐及基于此罐的“在线”真空赶酸一体化系统，本发明涉及微波消解技术领域；该系统中微波消解罐采用“气动控制安全防爆阀”进行泄压，内罐体为上宽下窄形罐体、所述的内罐体的上部外围通过螺纹连接有外盖，内罐体的上部内侧设有内盖，内盖内设置有真空气道，一号密封圈、外盖和内盖之间形成正压密闭腔体，正压密闭腔体与空气压缩控制系统相连；外盖、一号密封圈、二号密封圈、三号密封圈、内盖和内罐体之间形成真空密闭腔体，正负压力分离接头分别与空气压缩控制系统和冷凝及酸蒸汽中和系统连接，冷凝及酸蒸汽中和系统与真空控制系统连接。不用拆卸罐体进行“在线”真空快速赶酸，同时酸蒸汽经过冷凝收集，解决传统赶酸直接排放到大气里所带来的环境污染问题。

Description

微波消解罐及基于此罐的“在线”真空赶酸一体化系统

技术领域

本发明涉及微波消解技术领域，具体涉及微波消解罐及基于此罐的“在线”真空赶酸一体化系统。

背景技术

目前微波消解仪已经在重金属检测领域得到了广泛的应用，但是目前的微波消解仪存在消解用酸消耗大，消解完之后赶酸操作繁琐，耗时长的弊端。并且传统赶酸直接排放到大气里，对环境产生了极大的污染。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构简单，设计合理、使用方便的微波消解罐及基于此罐的“在线”真空赶酸一体化系统，在微波消解结束后，不用拆卸罐体进行真空快速赶酸，同时酸蒸汽经过冷凝收集，解决传统赶酸直接排放到大气里所带来的环境污染问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：它包含微波消解罐、空气压缩控制系统、冷凝及酸蒸汽中和系统、真空控制系统、正负压力分离接头、多罐气路分配阀、管线接头、真空管路、正压气体管路；所述的微波消解罐由外罐体和内罐体构成；所述的外罐体的内部设有内罐体；所述的内罐体为上宽下窄形罐体；所述的内罐体的上部外围通过螺纹连接有外盖，内罐体的上部内侧设有内盖，内盖的上部设有薄片压力传感器；所述的外盖与内盖之间设有一号密封圈；所述的外盖与内罐体的上端之间设有二号密封圈；所述的内盖与内罐体的上端之间设有三号密封圈；所述的一号密封圈、外盖和内盖之间形成正压密闭腔体，正压密闭腔体通过正压气体管路与空气压缩控制系统相连；所述的外盖、一号密封圈、二号密封圈、三号密封圈、内盖和内罐体之间形成真空密闭腔体，真空密闭腔体通过真空管路与冷凝及酸蒸汽中和系统、真空控制系统相连；所述的内盖内设有数个真空气道，真空气道的进口端设置于真空密闭腔体内，其出口端通过管线接头与真空管路连接；所述的管线接头设置在外盖上；所述的真空管路的另一端连接有多罐气路分配阀，多罐气路分配阀与正负压力分离接头连接，正负压力分离接头分别与空气压缩控制系统和冷凝及酸蒸汽中和系统连接，冷凝及酸蒸汽中和系统与真空控制系统连接。

所述的空气压缩控制系统由空气压缩机、压力测量传感设备、压力显示设备和软件控制设备构成；软件控制设备与空气压缩机连接，空气压缩机与压力测量传感设备连接，压力测量传感设备与压力显示设备连接。

所述的冷凝及酸蒸汽中和系统由制冷设备、冷媒、循环泵、冷凝器、接收瓶、中和装置构成；冷媒设置于制冷设备中，制冷设备与循环泵连接，循环泵与冷凝器连接，冷凝器下端连接有接收瓶，冷凝器的抽真空口与中和装置连接，制冷设备借助循环泵在冷凝器内循环从而对高温酸蒸汽进行冷却。

所述的真空控制系统由真空泵、真空机控制组件、真空度测量装置、真空显示组件和真空软件构成；真空控制软件与真空控制组件结合实现真空控制，真空控制组件与真空泵连接，真空泵与真空度测量装置连接，真空度测量装置与真空显示组件连接。

所述的微波消解罐具备实时压力显示系统：内盖上方的薄片压力传感器，可以通过内盖传递的压力，以及正压密闭腔体的压力，得知罐体内部的压力，压力传感器采用薄片型的微传感器，通过WIFI与压力监测软硬件组合，实现实时的压力显示。

所述的微波消解罐采用“气动控制安全防爆阀”进行泄压：此罐体的密封是利用空气压缩控制系统在正压密闭腔体内产生的预设压力作用于内盖上，利用内盖外部与内部的压力差作为密封内盖的“动力”，因此当罐体内的压力大于等于正压密闭腔体内的压力时，内盖就会自动泄压，从而降低了爆管的风险。

所述的微波消解罐及基于此罐的“在线”真空赶酸一体化系统，将微波消解系统，空气压缩控制系统，冷凝及酸蒸汽中和系统，真空控制系统和微波消解罐体巧妙结合，利用作用在内盖上下的压力差作为密封内盖的“动力”，通过改变空气压缩控制系统中的气体压力，可以调节内盖的开启，当微波程序结束后，通过降低空气压缩控制系统的压力，开启内盖，同时启动真空控制系统，实现了一体化的真空加速赶酸系统。

所述的二号密封圈和三号密封圈可以设计为一体化密封圈。

本发明的操作流程如下：

一、称样，加入适当的微波消解用酸，盖好内外盖，连接好管线接头，选择消解程序运行消解程序；

二、在消解程序运行前，软件首先通过控制空气压缩控制系统将空气的压力提升至预设值，如8MPa，此时内盖处在密封的状态，当压力达到预设值，微波消解仪开始工作，进行消解样品；

三、按照软件预设的微波消解程序，完成消解程序；

四、在微波消解结束前数分钟，软件自动启动冷凝系统记载、冷凝及酸蒸汽中和系统，当微波消解完成后（或当微波消解完成后，温度降到某个设定值后），软件自动启动泄压功能，并同时启动真空控制系统，当压力达到一定阈值时，内盖向上移动，三号密封圈开启，高温高压气体可以通过真空密闭腔体进入真空气道，进而进入冷凝及酸蒸汽中和系统，进行“在线真空赶酸”操作；

五、当赶酸结束时（可通过传感器识别酸蒸汽是否存在，或观察是否有酸液滴从冷凝器滴下），结束程序。

采用上述结构后，本发明有益效果为：本发明所述的微波消解罐及基于此罐的“在线”真空赶酸一体化系统，在微波消解结束后，不用拆卸罐体进行“在线”真空快速赶酸，同时酸蒸汽经过冷凝收集，解决传统赶酸直接排放到大气里所带来的环境污染问题，本发明具有结构简单，设置合理，运行成本低、环境友好等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明中空气压缩控制系统的结构示意图。

图3是本发明中冷凝及酸蒸汽中和系统的结构示意图。

图4是本发明中真空控制系统的结构示意图。

附图标记说明：

内罐体1、空气压缩控制系统2、冷凝及酸蒸汽中和系统3、真空控制系统4、正负压力分离接头5、多罐气路分配阀6、管线接头7、真空管路8、内盖9、外盖10、薄片压力传感器11、真空气道12、一号密封圈13、二号密封圈14、三号密封圈15、正压密闭腔体16、真空密闭腔体17、正压气体管路18、空气压缩机2-1、压力测量传感设备2-2、压力显示设备2-3、软件控制设备2-4、制冷设备3-1、冷媒3-2、循环泵3-3、冷凝器3-4、接收瓶3-5、中和装置3-6、真空泵4-1、真空机控制组件4-2、真空度测量装置4-3、真空显示组件4-4、真空软件4-5。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

参看如图1-图4所示，本具体实施方式采用的技术方案是：它包含微波消解罐、空气压缩控制系统2、冷凝及酸蒸汽中和系统3、真空控制系统4、正负压力分离接头5、多罐气路分配阀6、管线接头7、真空管路8、正压气体管路18；所述的微波消解罐由外罐体和内罐体1构成；所述的外罐体与现有技术中的外罐体相同，在此不作赘述；所述的外罐体的内部设有内罐体1；所述的内罐体1为上宽下窄形罐体，目的是同样体积的消解用酸，液位较高，从而起到减少酸耗量的效果；所述的内罐体1的上部外围通过螺纹连接有外盖10，内罐体1的上部内侧设有内盖9，内盖9的上部设有薄片压力传感器11；所述的外盖10与内盖9之间设有一号密封圈13；所述的外盖10与内罐体1的上端之间设有二号密封圈14；所述的内盖9与内罐体1的上端之间设有三号密封圈15；所述的一号密封圈13、外盖10和内盖9之间形成正压密闭腔体16，正压密闭腔体16通过正压气体管路18与空气压缩控制系统2相连；所述的外盖10、一号密封圈13、二号密封圈14、三号密封圈15、内盖9和内罐体1之间形成真空密闭腔体17，真空密闭腔体17通过真空管路8与冷凝及酸蒸汽中和系统3、真空控制系统4相连；所述的内盖9内设有数个真空气道12，真空气道12的进口端设置于真空密闭腔体17内，其出口端通过管线接头7与真空管路8连接；所述的管线接头7设置在外盖10上；所述的真空管路8的另一端连接有多罐气路分配阀6，多罐气路分配阀6与正负压力分离接头5连接，正负压力分离接头5分别与空气压缩控制系统2和冷凝及酸蒸汽中和系统3连接，冷凝及酸蒸汽中和系统3与真空控制系统4连接。

所述的空气压缩控制系统2由空气压缩机2-1、压力测量传感设备2-2、压力显示设备2-3和软件控制设备2-4构成；软件控制设备2-4与空气压缩机2-1连接，空气压缩机2-1与压力测量传感设备2-2连接，压力测量传感设备2-2与压力显示设备2-3连接；其功能是能够实行软件预设的压力，以及当微波消解程序结束后，软件自动启动泄压功能，并且可以在软件中设定泄压的速率。

所述的冷凝及酸蒸汽中和系统3由制冷设备3-1、冷媒3-2、循环泵3-3、冷凝器3-4、接收瓶3-5、中和装置3-6构成；冷媒3-2设置于制冷设备3-1中，制冷设备3-1与循环泵3-3连接，循环泵3-3与冷凝器3-4连接，冷凝器3-4下端连接有接收瓶3-5，冷凝器3-4的抽真空口与中和装置3-6连接，其中中和装置3-6中的容器内装有不同浓度的碱液，目的是中和未冷凝的酸蒸汽，防止酸蒸汽进入真空控制系统4中的真空泵，影响其寿命，整个酸蒸馏及中和系统是个密闭的系统，因此没有酸蒸汽排放到大气中，整个赶酸过程可以利用微波消解后罐体的余热作为热源，是节能环保型在线真空赶酸系统。

所述的真空控制系统4由真空泵4-1、真空机控制组件4-2、真空度测量装置4-3、真空显示组件4-4和真空软件4-5构成；真空控制软件4-5与真空控制组件4-2结合实现真空控制，真空控制组件4-2与真空泵4-1连接，真空泵4-1与真空度测量装置4-3连接，真空度测量装置4-3与真空显示组件4-4连接；当微波消解程序结束后，空气压缩控制系统2会以一定速率将正压密闭腔体16内的压力逐渐降低，于此同时，真空控制系统4通过自带的软件设计，真空度逐渐增大，使得微波消解罐的内盖9由于压力差，向上移动，三号密封圈15开启，罐内的高压气体此时可以通过真空密闭腔体17，进入真空气道12内，最后由真空管路8进入冷凝及酸蒸汽中和系统3进行冷凝，实现“在线”真空赶酸操作。

所述的微波消解罐具备实时压力显示系统：内盖上方的薄片压力传感器11，可以通过内盖传递的压力，以及正压密闭腔体的压力，得知罐体内部的压力，压力传感器采用薄片型的微传感器，通过WIFI与压力监测软硬件组合，实现实时的压力显示。

所述的微波消解罐采用“气动控制安全防爆阀”进行泄压：此罐体的密封是利用空气压缩控制系统在正压密闭腔体内产生的预设压力作用于内盖上，利用内盖外部与内部的压力差作为密封内盖的“动力”，因此当罐体内的压力大于等于正压密闭腔体内的压力时，内盖就会自动泄压，从而降低了爆管的风险。

所述的微波消解罐及基于此罐的“在线”真空赶酸一体化系统，将微波消解系统、空气压缩控制系统2、冷凝及酸蒸汽中和系统3、真空控制系统4和微波消解罐体巧妙结合，利用作用在内盖上下的压力差作为密封内盖的“动力”，通过改变空气压缩控制系统中的气体压力，可以调节内盖的开启，当微波程序结束后，通过降低空气压缩控制系统的压力，开启内盖9，同时启动真空控制系统4，实现了一体化的真空加速赶酸系统。

所述的二号密封圈14和三号密封圈15可以设计为一体化密封圈。

所述的内盖9上的薄片压力传感器11可以得知内罐体1内的压力，压力传感器采用薄片型的微传感器，通过WIFI与压力检测软件组合实现实时的压力显示。

所述的管线接头7是将内罐体1和空气压缩控制系统2、真空控制系统4连接的重要的部件，管线接头7以内外套管这种巧妙的设计大大减少了微波腔体内的管线。

所述的多罐气路分配阀6可以将腔体内的其他罐体统一连接在一起，实现了统一供气的功能，并且减少墙体内的管线。

所述的正负压力分离接头5是将内外套管分离，一个接空气压缩空气系统2，另一个接真空控制系统4。

本具体实施方式的操作流程如下：

一、称样，加入适当的微波消解用酸，盖好内外盖，连接好管线接头，选择消解程序运行消解程序；

二、在消解程序运行前，软件首先通过控制空气压缩控制系统2将空气的压力提升至预设值，如8MPa，此时内盖9处在密封的状态，当压力达到预设值，微波消解仪开始工作，进行消解样品；

三、按照软件预设的微波消解程序，完成消解程序；

四、在微波消解结束前数分钟，软件自动启动冷凝系统记载、冷凝及酸蒸汽中和系统3，当微波消解完成后（或当微波消解完成后，温度降到某个设定值后），软件自动启动泄压功能，并同时启动真空控制系统4，当压力达到一定阈值时，内盖9向上移动，三号密封圈15开启，高温高压气体可以通过真空密闭腔体17进入真空气道12，进而进入冷凝及酸蒸汽中和系统3，进行“在线真空赶酸”操作；

五、当赶酸结束时（可通过传感器识别酸蒸汽是否存在，或观察是否有酸液滴从冷凝器滴下），结束程序。

采用上述结构后，本具体实施方式有益效果为：本具体实施方式所述的微波消解罐及基于此罐的“在线”真空赶酸一体化系统，在微波消解结束后，不用拆卸罐体进行“在线”真空快速赶酸，同时酸蒸汽经过冷凝收集，解决传统赶酸直接排放到大气里所带来的环境污染问题，本发明具有结构简单，设置合理，运行成本低、环境友好等优点。

以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.微波消解罐及基于此罐的“在线”真空赶酸一体化系统，其特征在于：它包含微波消解罐、空气压缩控制系统、冷凝及酸蒸汽中和系统、真空控制系统、正负压力分离接头、多罐气路分配阀、管线接头、真空管路、正压气体管路；所述的微波消解罐由外罐体和内罐体构成；所述的外罐体的内部设有内罐体；所述的内罐体为上宽下窄形罐体；所述的内罐体的上部外围通过螺纹连接有外盖，内罐体的上部内侧设有内盖，内盖的上部设有薄片压力传感器；所述的外盖与内盖之间设有一号密封圈；所述的外盖与内罐体的上端之间设有二号密封圈；所述的内盖与内罐体的上端之间设有三号密封圈；所述的一号密封圈、外盖和内盖之间形成正压密闭腔体，正压密闭腔体通过正压气体管路与空气压缩控制系统相连；所述的外盖、一号密封圈、二号密封圈、三号密封圈、内盖和内罐体之间形成真空密闭腔体，真空密闭腔体通过真空管路与冷凝及酸蒸汽中和系统、真空控制系统相连；所述的内盖内设有数个真空气道，真空气道的进口端设置于真空密闭腔体内，其出口端通过管线接头与真空管路连接；所述的管线接头设置在外盖上；所述的真空管路的另一端连接有多罐气路分配阀，多罐气路分配阀与正负压力分离接头连接，正负压力分离接头分别与空气压缩控制系统和冷凝及酸蒸汽中和系统连接，冷凝及酸蒸汽中和系统与真空控制系统连接。

2.根据权利要求1所述的微波消解罐及基于此罐的“在线”真空赶酸一体化系统，其特征在于: 所述的微波消解罐采用“气动控制安全防爆阀”进行泄压：此罐体的密封是利用空气压缩控制系统在正压密闭腔体内产生的预设压力作用于内盖上，利用内盖外部与内部的压力差作为密封内盖的“动力”，因此当罐体内的压力大于等于正压密闭腔体内的压力时，内盖就会自动泄压，从而降低了爆管的风险。

3.根据权利要求1所述的微波消解罐及基于此罐的“在线”真空赶酸一体化系统，其特征在于: 所述的微波消解赶酸一体化系统，将微波消解系统，空气压缩控制系统，冷凝及酸蒸汽中和系统，真空控制系统和微波消解罐体巧妙结合，利用作用在内盖上下的压力差作为密封内盖的“动力”，通过改变空气压缩控制系统中的气体压力，可以调节内盖的开启，当微波程序结束后，通过降低空气压缩控制系统的压力，开启内盖，同时启动真空控制系统，实现了一体化的真空加速赶酸系统。

4.根据权利要求1所述的微波消解罐及基于此罐的“在线”真空赶酸一体化系统，其特征在于: 所述的空气压缩控制系统由空气压缩机、压力测量传感设备、压力显示设备和软件控制设备构成；软件控制设备与空气压缩机连接，空气压缩机与压力测量传感设备连接，压力测量传感设备与压力显示设备连接。

5.根据权利要求1所述的微波消解罐及基于此罐的“在线”真空赶酸一体化系统，其特征在于: 所述的冷凝及酸蒸汽中和系统由制冷设备、冷媒、循环泵、冷凝器、接收瓶、中和装置构成；冷媒设置于制冷设备中，制冷设备与循环泵连接，循环泵与冷凝器连接，冷凝器下端连接有接收瓶，冷凝器的抽真空口与中和装置连接。

6.根据权利要求1所述的微波消解罐及基于此罐的“在线”真空赶酸一体化系统，其特征在于: 所述的真空控制系统由真空泵、真空机控制组件、真空度测量装置、真空显示组件和真空软件构成；真空控制软件与真空控制组件结合实现真空控制，真空控制组件与真空泵连接，真空泵与真空度测量装置连接，真空度测量装置与真空显示组件连接。

7.根据权利要求1所述的微波消解罐及基于此罐的“在线”真空赶酸一体化系统，其特征在于: 所述的微波消解罐具备实时压力显示系统：内盖上方的薄片压力传感器，可以通过内盖传递的压力，以及正压密闭腔体的压力，得知罐体内部的压力，压力传感器采用薄片型的微传感器，通过WIFI与压力监测软硬件组合，实现实时的压力显示。

8.根据权利要求1所述的微波消解罐及基于此罐的“在线”真空赶酸一体化系统，其特征在于:它的操作流程如下：

(一)、称样，加入适当的微波消解用酸，盖好内外盖，连接好管线接头，选择消解程序运行消解程序；

(二)、在消解程序运行前，软件首先通过控制空气压缩控制系统将空气的压力提升至预设值，如8MPa，此时内盖处在密封的状态，当压力达到预设值，微波消解仪开始工作，进行消解样品；

(三)、按照软件预设的微波消解程序，完成消解程序；

(四)、在微波消解结束前数分钟，软件自动启动冷凝系统记载、冷凝及酸蒸汽中和系统，当微波消解完成后，软件自动启动泄压功能，并同时启动真空控制系统，当压力达到一定阈值时，内盖向上移动，三号密封圈开启，高温高压气体可以通过真空密闭腔体进入真空气道，进而进入冷凝及酸蒸汽中和系统，进行“在线真空赶酸”操作；

(五)、当赶酸结束时，结束程序。

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