CN114166598B - 一种海藻中重金属振荡提取装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海藻中重金属振荡提取装置，包括支撑架、电机及工作台，支撑架上固定有安装架，安装架上固定有升降气缸和提取液计量斗，提取液计量斗底部连有出液软管，出液软管上设有管夹阀；升降气缸的活塞杆端部固定有安装电机的电机架，电机架底部固定有盖板，支撑架位于电机架下方的位置处设有粉碎筒，电机的电机轴穿过盖板并固定有粉碎刀头；粉碎筒底部连接有出料管，出料管上设有出料阀；工作台上设有振荡机构，振荡机构上设有夹紧机构，提取液计量斗位于夹紧机构上方；粉碎筒通过横向平移机构可移动至锥形瓶上方或电机架下方，盖板上设有排气口。本发明结构紧凑，使用方便，能实现粉碎、加液与提取的一体化操作，有利于提高提取效率。

Description

一种海藻中重金属振荡提取装置

技术领域

本发明涉及重金属提取技术领域，尤其是涉及一种海藻中重金属振荡提取装置。

背景技术

我国是海藻养殖大国, 主要的品种有海带、紫菜、裙带菜等，由于海藻细胞壁主要由肽聚糖、磷脂和蛋白质组成，具有粘性，带负电荷，并可提供许多能与离子结合的官能团，因此，海藻易从周围环境中富集各种重金属离子，如铅（Pb）和镉（Cd）等。随着近年来环境污染越来越严重，海藻中有毒有害元素超标现象时有发生，不仅严重威胁到海藻的食用安全，也严重影响了我国海藻产业和对外出口经济的发展。

越来越多的环境学和毒理学研究结果证明，重金属的毒性与其存在形态有关，因此，对海藻中重金属的存在形态进行研究，能为提高海藻及其制品的食用安全性评估提供重要依据和参考。

目前对海藻中的重金属进行元素形态分析时，通常需要对样品进行前处理，样品的前处理包括重金属元素的提取和形态分离，其中溶液提取法是重金属元素的一种提取方法，具体方法为：将样品（干样或者新鲜样）粉碎后，置于提取液中进行搅拌/振荡提取。现有常规的提取方式是先将海藻样品进行粉碎，再将粉碎后的样品转移至提取容器（锥形瓶等）中，最后在提取容器中加入提取液，进行搅拌/振荡提取。现有的提取方式全部需要人工操作，操作较为繁琐，提取效率低。

发明内容

本发明是为了解决现有技术的海藻中重金属溶液提取法所存在的上述问题，提供了一种结构紧凑，操作便捷、可靠，能实现粉碎、加液与提取的一体化操作，有利于提高提取效率的海藻中重金属振荡提取装置。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种海藻中重金属振荡提取装置，包括支撑架、电机及工作台，所述工作台固定于支撑架左侧，所述支撑架上固定有安装架，所述安装架上固定有升降气缸和提取液计量斗，所述提取液计量斗底部连有出液软管，所述出液软管上设有管夹阀；所述升降气缸的活塞杆端部固定有电机架，所述电机架底部固定有盖板，所述电机固定于电机架内，支撑架位于电机架下方的位置处设有粉碎筒，电机的电机轴穿过盖板并固定有粉碎刀头；所述粉碎筒底部连接有出料管，所述出料管上设有出料阀；所述工作台上设有振荡机构，所述振荡机构上设有用于夹紧锥形瓶的夹紧机构，所述提取液计量斗位于夹紧机构上方；所述粉碎筒通过横向平移机构可移动至锥形瓶上方或电机架下方，所述盖板上设有与粉碎筒内部空间相连通的排气口。本发明中通过升降气缸以带动电机架的升降，从而使粉碎刀头能伸入或者离开粉碎筒，通过升降气缸控制电机架的升降，操作方便；粉碎筒用于盛装样品进行粉碎，粉碎后的样品从出料管排出；压盖在升降气缸的活塞杆伸出时能压在粉碎筒的上端面，以盖住粉碎筒；夹紧机构用于夹紧固定提取用的锥形瓶；振荡机构能使锥形瓶进行振荡，以提高提取效率与效果；排气口以使粉碎筒内的压力与外界压力保持平衡；出料阀可以是手动阀，也可以是电磁阀或者气动阀；本发明进行使用时，先将样品放入粉碎筒中，将锥形瓶固定在夹紧机构上，在提取液计量斗内加入适量的提取液，然后启动升降气缸，使升降气缸的活塞杆伸出，使粉碎刀头进入粉碎筒内，同时使压盖压在粉碎筒的上端端面上，接着启动电机，利用粉碎刀头对样品进行粉碎，待样品粉碎后，启动升降气缸，使粉碎刀头从粉碎筒中退出，再通过横向平移机构使粉碎筒移动至锥形瓶上方，开启出料阀将粉碎筒中的样品出料至锥形瓶中后，通过横向平移机构使粉碎筒移动至电机架下方（复位），打开管夹阀，将提取液计量斗中的提取液加入锥形瓶中，最后启动振荡机构，使锥形瓶产生振荡即可。本发明的海藻中重金属振荡提取装置，集粉碎、加液与提取为一体，结构紧凑，操作方便、可靠，有利于提高提取效率；需要说明的是，为避免吸附重金属，锥形瓶采用塑料锥形瓶，本发明中锥形瓶也可以用其他塑料容器（如塑料烧杯、塑料管等）进行替代。

作为优选，所述粉碎筒包括内筒体、外筒体和底板，所述内筒体和外筒体固定在底板上，外筒体和内筒体之间的空间形成密闭的气体腔，所述外筒体的外壁面下部连接有气嘴，所述出料管连接在底板底面，内筒体的内壁上部设有挡环，所述挡环向下倾斜设置，内筒体位于挡环下方的内壁上沿周向间隔设有若干气幕喷口，所述气幕喷口为纵向的通孔结构，所述气幕喷口的出口方向沿内筒体内壁的切线方向设置，且气幕喷口的出口方向与粉碎刀头的旋转方向逆向。本发明中的粉碎筒为夹层结构，在粉碎时，同时通过气嘴向气体腔内送气，压缩气从气幕喷口喷出，在内筒体内壁上形成一层薄薄的气幕，气幕能有效避免样品粘附在内筒体的内壁上，改善粉碎效果；挡环起到阻挡、导向作用，能将因搅拌粉碎时沿着内筒体内壁上升至挡环处的样品重新导向至粉碎刀头，改善粉碎效果；气幕喷口的宽度根据实际需要设计；气幕喷口的出口方向与粉碎刀头的旋转方向逆向，既能避免样品沿气幕喷口进入气体腔中，又能减少样品粘附在内筒体的内壁上。

作为优选，所述内筒体与底板的连接处采用弧面过渡。内筒体与底板的连接处采用弧面过渡，内筒体内不存在死角，样品不易残留，且出料干净。

作为优选，所述横向平移机构包括一对U型导轨及平移气缸，所述U型导轨固定在安装架两侧的支撑架上，U型导轨内设有滑块，所述底板搁置于U型导轨上，底板的底面与滑块固定连接，U型导轨的两侧壁上设有限位滑槽，所述滑块的两侧固定有限位块，所述限位块位于限位滑槽内并与限位滑槽滑动配合，所述平移气缸固定在U型导轨远离工作台的一端，平移气缸的活塞杆端部与滑块固定连接。通过U型导轨、滑块及平移气缸之间的配合，粉碎筒移动运行平稳；通过限位块与限位滑槽之间的配合，既实现了粉碎筒与U型导轨之间的固定，又能避免粉碎筒在移动时发生晃动，稳定性好。

作为优选，所述电机架上位于升降气缸的活塞杆的两侧设有导杆，所述安装架上设有导套，所述导杆上端穿过导套并与导套滑动配合，导杆的下端与电机架固定连接，导杆的上端固定有限位板。

作为优选，所述振荡机构包括晃动盘、转动柱、拉簧缓冲连接件及立柱，所述转动柱固定在工作台上并可相对工作台发生转动，所述立柱对称固定在位于转动柱两侧的工作台上，所述晃动盘固定在转动柱上端，转动柱的外壁面上固定有连接臂，所述连接臂的设置方向与立柱方向相垂直，连接臂的端部固定有双头电机，所述双头电机的两侧电机轴上设有扇形偏心块，所述拉簧缓冲连接件位于晃动盘与立柱之间，拉簧缓冲连接件一端与立柱转动连接，拉簧缓冲连接件另一端与晃动盘转动连接，所述夹紧机构设置在晃动盘上。本发明中的晃动盘能在扇形偏心块及转动柱作共同用下，能以转动柱为轴，在周向平面上发生来回转动，从而使锥形瓶发生振荡，结构简单，而且稳定性好；拉簧缓冲连接件起到缓冲、限位的作用，以限制晃动盘的转动幅度（振荡幅度），同时起到复位作用，当扇形偏心块没有转动时，能使晃动盘的位置固定不变，从而使锥形瓶的位置保持固定一致，以便于提取液及粉碎后的样品能准确加入锥形瓶中。

作为优选，所述拉簧缓冲连接件包括拉簧筒、拉簧及连接柱，所述连接柱穿过拉簧筒的一端，连接柱位于拉簧筒内的一端固定有活塞，连接柱位于拉簧筒外的一端通过销轴与晃动盘转动连接，所述拉簧套设于活塞与拉簧筒之间的连接柱上。

作为优选，所述拉簧筒远离晃动盘的一端固定有钩挂块，所述钩挂块上设有挂放缺口，所述立柱上部设有环形钩挂槽，所述挂放缺口卡入环形钩挂槽，钩挂块能以立柱为轴发生相对转动。

作为优选，所述夹紧机构包括瓶底紧固机构，所述瓶底紧固机构包括相对设置在晃动盘上的安装板，所述安装板的两侧设有滑杆，所述滑杆的内端固定有下半抱箍，滑杆的外端固定有连接板，滑杆位于半圆抱箍与安装板之间的部分上套有弹簧。两个下半抱箍用于抱紧锥形瓶的底部，弹簧起到弹性施力及缓冲作用，既能保证下半抱箍始终夹紧锥形瓶，又能在锥形瓶振荡时起到缓冲作用。

作为优选，所述夹紧机构还包括瓶颈紧固机构，所述瓶颈紧固机构包括固定在安装板上左右两侧的导向柱及滑板，所述滑板穿设在导向柱上并与导向柱滑动配合，所述滑板的外侧设有紧定螺丝，滑板上设有调整螺杆，所述调整螺杆穿过滑板并与滑板螺纹连接，调整螺杆的外端固定有手柄，调整螺杆的内端固定有上半抱箍，所述上半抱箍可相对调整螺杆发生转动。瓶颈紧固机构用于固定锥形瓶的瓶颈，使其在振荡时更加稳定，通过滑板、导向柱及紧定螺丝的配合，使得滑板高度可调，以便对上半抱箍的高度进行调整；通过旋转调整螺杆，可以调整两个上半抱箍之间的相对距离，使得两个上半抱箍的距离调整方便，既便于锥形瓶瓶颈的放置，又能调整夹紧力度。

因此，本发明具有如下有益效果：

（1）集粉碎、加液与提取为一体，结构紧凑，操作方便、可靠，有利于提高提取效率。；

（2）粉碎筒为夹层结构，通过气嘴向气体腔内送气，在内筒体内壁上形成一层薄薄的气幕，能有效避免样品粘附在内筒体的内壁上，改善粉碎效果；

（3）内筒体的内壁上部设有挡环，挡环向下倾斜设置，挡环起到阻挡、导向作用，能将因搅拌粉碎时沿着内筒体内壁上升至挡环处的样品重新导向至粉碎刀头，改善粉碎效果。

附图说明

图1是本发明的一种主视图。

图2 是本发明中粉碎筒的一种主视图。

图3是图2的一种剖视图。

图4是U型导轨在支撑架上的一种安装示意图。

图5是振荡机构的一种俯视图。

图6是拉簧缓冲连接件的一种结构示意图。

图7是立柱、连接臂、双头电机及扇形偏心块的一种连接示意图。

图8是瓶颈紧固机构的一种俯视图。

图中：支撑架1，电机2，工作台3，安装架4，升降气缸5，提取液计量斗6，出液软管7，管夹阀8，电机架9，盖板10，粉碎筒11，出料管12，出料阀13，排气口14，内筒体15，外筒体16，底板17，气体腔18，气嘴19，挡环20，气幕喷口21，U型导轨22，平移气缸23，滑块24，限位滑槽25，限位块26，导杆27，导套28，限位板29，晃动盘30，转动柱31，立柱32，连接臂33，双头电机34，扇形偏心块35，拉簧筒36，拉簧37，连接柱38，活塞39，钩挂块40，挂放缺口41，环形钩挂槽42，安装板43，滑杆44，下半抱箍45，连接板46，弹簧47，导向柱48，滑板49，紧定螺丝50，调整螺杆51，手柄52，上半抱箍53，锥形瓶54。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1、图2所示的一种海藻中重金属振荡提取装置，包括支撑架1、电机2及工作台3，工作台固定于支撑架左侧，支撑架上固定有安装架4，安装架上固定有升降气缸5和提取液计量斗6，提取液计量斗底部连有出液软管7，出液软管上设有管夹阀8；升降气缸的活塞杆端部固定有电机架9，电机架底部固定有盖板10，电机固定于电机架内，电机架上位于升降气缸的活塞杆的两侧固定有导杆27，安装架上设有导套28，导杆上端穿过导套并与导套滑动配合，导杆的下端与电机架固定连接，导杆的上端固定有限位板29，电机的电机轴穿过盖板并固定有粉碎刀头（图中未示出）；支撑架位于电机架下方的位置处设有粉碎筒11，粉碎筒包括内筒体15、外筒体16和底板17，内筒体和外筒体固定在底板上，盖板上设有与内筒相连通的排气口14，内筒体与底板的连接处采用弧面过渡，外筒体和内筒体之间的空间形成密闭的气体腔18，外筒体的外壁面下部连接有气嘴19，底板的底面连接有出料管12，出料管上设有出料阀13，内筒体的内壁上部固定有挡环20（如图3所示），挡环向下倾斜设置，内筒体位于挡环下方的内壁上沿周向间隔设有若干气幕喷口21，气幕喷口为纵向的通孔结构，气幕喷口的出口方向沿内筒体内壁的切线方向设置，且气幕喷口的出口方向与粉碎刀头的旋转方向逆向；粉碎筒通过横向平移机构可移动至锥形瓶上方或电机架下方，横向平移机构包括一对U型导轨22（如图4所示）及平移气缸23，U型导轨固定在安装架两侧的支撑架上，U型导轨内设有滑块24，底板搁置于U型导轨上，底板的底面与滑块固定连接，U型导轨的两侧壁上设有限位滑槽25，滑块的两侧固定有限位块26，限位块位于限位滑槽内并与限位滑槽滑动配合，平移气缸固定在U型导轨远离工作台的一端，平移气缸的活塞杆端部与滑块固定连接；工作台上设有振荡机构，振荡机构上设有用于夹紧锥形瓶54的夹紧机构，提取液计量斗位于夹紧机构上方；振荡机构包括晃动盘30、转动柱31、拉簧缓冲连接件及立柱32（如·图5、图6所示），转动柱固定在工作台上并可相对工作台发生转动，立柱对称固定在位于转动柱两侧的工作台上，晃动盘固定在转动柱上端，转动柱的外壁面上固定有连接臂33（如图7所示），连接臂的设置方向与立柱方向相垂直，连接臂的端部固定有双头电机34，双头电机的两侧电机轴上固定有扇形偏心块35，拉簧缓冲连接件位于晃动盘与立柱之间，拉簧缓冲连接件包括拉簧筒36、拉簧37及连接柱38，连接柱穿过拉簧筒的一端，连接柱位于拉簧筒内的一端固定有活塞39，连接柱位于拉簧筒外的一端通过销轴与晃动盘转动连接，拉簧套设于活塞与拉簧筒之间的连接柱上，拉簧筒远离晃动盘的一端固定有钩挂块40，钩挂块上设有挂放缺口41，立柱上部设有环形钩挂槽42，挂放缺口卡入环形钩挂槽，钩挂块能以立柱为轴发生相对转动；夹紧机构设置在晃动盘上；夹紧机构包括瓶底紧固机构和瓶颈紧固机构，瓶底紧固机构包括相对设置在晃动盘上的安装板43，安装板的两侧设有滑杆44，滑杆的内端固定有下半抱箍45，滑杆的外端固定有连接板46，滑杆位于半圆抱箍与安装板之间的部分上套有弹簧47；瓶颈紧固机构包括固定在安装板上左右两侧的导向柱48及滑板49，滑板穿设在导向柱上并与导向柱滑动配合，滑板的外侧设有紧定螺丝50（如图8所示），滑板上设有调整螺杆51，调整螺杆穿过滑板并与滑板螺纹连接，调整螺杆的外端固定有手柄52，调整螺杆的内端固定有上半抱箍53，上半抱箍可相对调整螺杆发生转动。

本发明的使用方法为：先将样品放入粉碎筒的内筒中，将锥形瓶固定在夹紧机构上，在提取液计量斗内加入适量的提取液，然后启动升降气缸，使升降气缸的活塞杆伸出，使粉碎刀头进入粉碎筒内，同时使压盖压在粉碎筒的上端端面上，接着通过气嘴向气体腔内供气，使内筒体内壁上形成一层薄薄的气幕，启动电机，利用粉碎刀头对样品进行粉碎，待样品粉碎后，启动升降气缸，使粉碎刀头从粉碎筒中退出，再启动平移气缸，将粉碎筒推出并移动至锥形瓶上方，开启出料阀将粉碎筒中的样品出料至锥形瓶中后，关闭出料阀，启动平移气缸，使粉碎筒移动至电机架下方（复位），打开管夹阀，将提取液计量斗中的提取液加入锥形瓶中，最后启动双头电机，在扇形偏心块及转动柱作共同用下，晃动盘以转动柱为轴，在周向平面上发生来回转动使锥形瓶不停振荡。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (5)

1.一种海藻中重金属振荡提取装置，其特征在于，包括支撑架（1）、电机（2）及工作台（3），所述工作台固定于支撑架左侧，所述支撑架上固定有安装架（4），所述安装架上固定有升降气缸（5）和提取液计量斗（6），所述提取液计量斗底部连有出液软管（7），所述出液软管上设有管夹阀（8）；所述升降气缸的活塞杆端部固定有电机架（9），所述电机架底部固定有盖板（10），所述电机固定于电机架内，支撑架位于电机架下方的位置处设有粉碎筒（11），所述粉碎筒包括内筒体（15）、外筒体（16）和底板（17），所述内筒体和外筒体固定在底板上，外筒体和内筒体之间的空间形成密闭的气体腔（18），所述外筒体的外壁面下部连接有气嘴（19），所述底板底面连接有出料管（12），所述出料管上设有出料阀（13）；内筒体的内壁上部设有挡环（20），所述挡环向下倾斜设置，内筒体位于挡环下方的内壁上沿周向间隔设有若干气幕喷口（21），所述气幕喷口为纵向的通孔结构，所述气幕喷口的出口方向沿内筒体内壁的切线方向设置，且气幕喷口的出口方向与粉碎刀头的旋转方向逆向；电机的电机轴穿过盖板并固定有粉碎刀头；所述工作台上设有振荡机构，所述振荡机构包括晃动盘（30）、转动柱（31）、拉簧缓冲连接件及立柱（32），所述转动柱固定在工作台上并可相对工作台发生转动，所述立柱对称固定在位于转动柱两侧的工作台上，所述晃动盘固定在转动柱上端，转动柱的外壁面上固定有连接臂（33），所述连接臂的设置方向与立柱方向相垂直，连接臂的端部固定有双头电机（34），所述双头电机的两侧电机轴上设有扇形偏心块（35），所述拉簧缓冲连接件位于晃动盘与立柱之间，拉簧缓冲连接件一端与立柱转动连接，拉簧缓冲连接件另一端与晃动盘转动连接；所述拉簧缓冲连接件包括拉簧筒（36）、拉簧（37）及连接柱（38），所述连接柱穿过拉簧筒的一端，连接柱位于拉簧筒内的一端固定有活塞（39），连接柱位于拉簧筒外的一端通过销轴与晃动盘转动连接，所述拉簧套设于活塞与拉簧筒之间的连接柱上；所述拉簧筒远离晃动盘的一端固定有钩挂块（40），所述钩挂块上设有挂放缺口（41），所述立柱上部设有环形钩挂槽（42），所述挂放缺口卡入环形钩挂槽，钩挂块能以立柱为轴发生相对转动；所述晃动盘上设有用于夹紧锥形瓶的夹紧机构，所述提取液计量斗位于夹紧机构上方；所述粉碎筒通过横向平移机构可移动至锥形瓶上方或电机架下方，所述盖板上设有与粉碎筒内部空间相连通的排气口（14）；所述横向平移机构包括一对U型导轨（22）及平移气缸（23），所述U型导轨固定在安装架两侧的支撑架上，U型导轨内设有滑块（24），所述底板搁置于U型导轨上，底板的底面与滑块固定连接，U型导轨的两侧壁上设有限位滑槽（25），所述滑块的两侧固定有限位块（26），所述限位块位于限位滑槽内并与限位滑槽滑动配合，所述平移气缸固定在U型导轨远离工作台的一端，平移气缸的活塞杆端部与滑块固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种海藻中重金属振荡提取装置，其特征在于，所述内筒体与底板的连接处采用弧面过渡。

3.根据权利要求1所述的一种海藻中重金属振荡提取装置，其特征在于，所述电机架上位于升降气缸的活塞杆的两侧设有导杆（27），所述安装架上设有导套（28），所述导杆上端穿过导套并与导套滑动配合，导杆的下端与电机架固定连接，导杆的上端固定有限位板（29）。

4.根据权利要求1所述的一种海藻中重金属振荡提取装置，其特征在于，所述夹紧机构包括瓶底紧固机构，所述瓶底紧固机构包括相对设置在晃动盘上的安装板（43），所述安装板的两侧设有滑杆（44），所述滑杆的内端固定有下半抱箍（45），滑杆的外端固定有连接板（46），滑杆位于半圆抱箍与安装板之间的部分上套有弹簧（47）。

5.根据权利要求4所述的一种海藻中重金属振荡提取装置，其特征在于，所述夹紧机构还包括瓶颈紧固机构，所述瓶颈紧固机构包括固定在安装板上左右两侧的导向柱（48）及滑板（49），所述滑板穿设在导向柱上并与导向柱滑动配合，所述滑板的外侧设有紧定螺丝（50），滑板上设有调整螺杆（51），所述调整螺杆穿过滑板并与滑板螺纹连接，调整螺杆的外端固定有手柄（52），调整螺杆的内端固定有上半抱箍（53），所述上半抱箍可相对调整螺杆发生转动。