CN114414724B - 一种新型免水定氮仪 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种新型免水定氮仪，包括壳体、压缩机构、蒸发机构、冷凝机构和增压机构；壳体的内部具有空腔，压缩机构、蒸发机构、冷凝机构和增压机构均设置于空腔内；壳体上设置有显示屏、防护门、试剂瓶接口、电源接口和开关，且壳体上开设有第一放置槽和第二放置槽，防护门转动盖合第一放置槽，第二放置槽内设置有接收液导管，且第二放置槽内活动放置有接收瓶，接收液导管活动插于接收瓶中。使用此免水定氮仪，通过压缩机构不断地对蒸发出来的气体进行冷却，使得蒸发出来的气体能快速从气态变为液态，且压缩机构内的冷媒能连续不断的运转配合工作，因此不需要外接自来水来进行冷却，既不浪费资源，又不会限制了整个定氮仪的安装。
Description
技术领域
本发明涉及定氮仪设备技术领域，特别是涉及一种新型免水定氮仪。
背景技术
定氮仪，是检测种子、乳制品、饮料、饲料、土壤及其他农副产品中氮含量的专用仪器。定氮仪是根据蛋白质中氮的含量恒定的原理，通过测定样品中氮的含量从而计算蛋白质含量的仪器。因其蛋白质含量测量计算的方法叫做凯氏定氮法，故被称为凯氏定氮仪，又名蛋白质测定仪、粗蛋白测定仪。该仪器也是食品厂，药品检验，肥料测定中广泛应用。
目前，常见的定氮仪在使用的过程中，需要外接自来水来进行冷却，一方面浪费资源，另一方面限制了整个定氮仪的安装。
发明内容
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：一种新型免水定氮仪，包括：壳体、压缩机构、蒸发机构、冷凝机构和增压机构；
所述壳体的内部具有空腔，所述压缩机构、所述蒸发机构、所述冷凝机构和所述增压机构均设置于所述空腔内；
所述壳体上设置有显示屏、防护门、试剂瓶接口、电源接口和开关，且所述壳体上开设有第一放置槽和第二放置槽，所述防护门转动盖合所述第一放置槽，所述第二放置槽内设置有接收液导管，且所述第二放置槽内活动放置有接收瓶，所述接收液导管活动插于所述接收瓶中。
进一步地，所述压缩机构包括压缩机、过滤器、启动电容、进液管和出液管，所述压缩机、所述过滤器、所述启动电容、所述进液管和所述出液管均设置于所述空腔内，所述压缩机与所述出液管的一端连接，所述出液管的另一端通过一二通阀与一毛细管连接，所述毛细管与所述冷凝机构连接，所述二通阀与所述出液管的一端连接，所述出液管的另一端通过所述过滤器与所述压缩机连接，所述启动电容用于启动所述压缩机。
进一步地，所述冷凝机构包括钛套管冷凝器和温度传感器，所述钛套管冷凝器的一端通过出气管与所述蒸发机构连接，另一端通过连接管与所述毛细管连接，所述温度传感器设置于所述钛套管冷凝器的外侧。
进一步地，还包括控制器，所述压缩机、所述启动电容、所述二通阀、所述温度传感器、所述蒸发机构和所述增压机构均与所述控制器电连接。
进一步地，所述钛套管冷凝器包括第一管道和第二管道，所述第一管道设置于所述第二管道的内部，且所述第一管道连接所述出气管，所述第二管道连接所述毛细管。
进一步地，所述蒸发机构包括蒸汽机、定液瓶、通液管和进气管，所述蒸汽机通过所述进气管与一定氮管连接，所述定氮管活动放置于所述第一放置槽内，所述定液瓶通过所述通液管与所述蒸汽机连接，所述定氮管与所述出气管连接。
进一步地，所述开关用于控制所述控制器。
进一步地，所述试剂瓶接口包括碱液接入口、硼酸接入口、蒸馏水接入口、碱瓶气源出口、硼酸瓶气源出口135和蒸馏水瓶气源出口，所述增压机构通过单向阀连接一四通接头，所述四通接头分别与所述碱瓶气源出口、所述硼酸瓶气源出口135和所述蒸馏水瓶气源出口连接，所述碱液接入口用于与外部的碱瓶连接，所述硼酸接入口用于与外部的硼酸瓶连接，所述蒸馏水接入口用于与外部的蒸馏水瓶连接。
进一步地，所述增压机构为增压气泵。
进一步地，所述壳体上设置有压缩机电源开关和排水口，所述排水口用于排掉废水，所述压缩机电源开关用于控制所述压缩机。
本发明的有益效果为：使用此免水定氮仪，通过压缩机构不断地对蒸发出来的气体进行冷却，使得蒸发出来的气体能快速从气态变为液态，且压缩机构内的冷媒能连续不断的运转配合工作，因此不需要外接自来水来进行冷却，既不浪费资源，又不会限制了整个定氮仪的安装。
附图说明
附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。
图1为一实施例提供的一种新型免水定氮仪的一方向示意图；
图2为一实施例提供的一种新型免水定氮仪的另一方向示意图；
图3为一实施例提供的一种新型免水定氮仪的又一方向示意图；
图4为一实施例提供的一种新型免水定氮仪的内部结构示意图；
图5为一实施例提供的冷凝机构的一方向示意图；
图6为一实施例提供的冷凝机构的另一方向示意图；
图7为一实施例提供的一种新型免水定氮仪的内部结构示意图。
具体实施方式
以下将结合本发明实施例的附图，对本发明的技术方案做进一步描述，本发明不仅限于以下具体实施方式。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1至图7所示，一种新型免水定氮仪，包括：壳体100、压缩机构、蒸发机构、冷凝机构和增压机构；所述壳体100的内部具有空腔101，所述压缩机构、所述蒸发机构、所述冷凝机构和所述增压机构均设置于所述空腔101内；所述壳体100上设置有显示屏110、防护门120、试剂瓶接口130、电源接口140和开关150，且所述壳体100上开设有第一放置槽102和第二放置槽103，所述防护门120转动盖合所述第一放置槽102，所述第二放置槽103内设置有接收液导管104，且所述第二放置槽103内活动放置有接收瓶600，所述接收液导管104活动插于所述接收瓶600中。
具体地，所述压缩机构包括压缩机210、过滤器220、启动电容230、进液管240和出液管250，所述压缩机210、所述过滤器220、所述启动电容230、所述进液管240和所述出液管250均设置于所述空腔101内，所述压缩机210与所述出液管250的一端连接，所述出液管250的另一端通过一二通阀与一毛细管260连接，所述毛细管260与所述冷凝机构连接，所述二通阀与所述出液管250的一端连接，所述出液管250的另一端通过所述过滤器220与所述压缩机210连接，所述启动电容230用于启动所述压缩机210。所述冷凝机构包括钛套管冷凝器410和温度传感器420，所述钛套管冷凝器410的一端通过出气管与所述蒸发机构连接，另一端通过连接管与所述毛细管260连接，所述温度传感器420设置于所述钛套管冷凝器410的外侧。所述免水定氮仪还包括控制器，所述压缩机210、所述启动电容230、所述二通阀、所述温度传感器420、所述蒸发机构和所述增压机构均与所述控制器电连接。所述钛套管冷凝器410包括第一管道411和第二管道412，所述第一管道411设置于所述第二管道412的内部，且所述第一管道411连接所述出气管，所述第二管道412连接所述毛细管260。所述蒸发机构包括蒸汽机310、定液瓶320、通液管330和进气管340，所述蒸汽机310通过所述进气管340与一定氮管700连接，所述定氮管700活动放置于所述第一放置槽102内，所述定液瓶320通过所述通液管330与所述蒸汽机310连接，所述定氮管700与所述出气管连接。所述开关150用于控制所述控制器。所述试剂瓶接口130包括碱液接入口131、硼酸接入口132、蒸馏水接入口133、碱瓶气源出口134、硼酸瓶气源出口135和蒸馏水瓶气源出口136，所述增压机构通过单向阀连接一四通接头，所述四通接头分别与所述碱瓶气源出口134、所述硼酸瓶气源出口135和所述蒸馏水瓶气源出口136连接，所述碱液接入口131用于与外部的碱瓶连接，所述硼酸接入口132用于与外部的硼酸瓶连接，所述蒸馏水接入口133用于与外部的蒸馏水瓶连接。所述增压机构为增压气泵。所述壳体100上设置有压缩机电源开关160和排水口170，所述排水口170用于排掉废水，所述压缩机电源开关160用于控制所述压缩机210。
也就是说，使用此免水定氮仪检测蛋白质的含量时，整个反应的过程为首先将样品加入硫酸进行消解，生成硫酸铵((NH4)2SO4)。然后将消解后的样品放到定氮仪上，进行稀释、加碱、蒸馏等操作。
定氮管700中释放的氨气和水蒸汽一起经过冷凝设备冷凝后，被吸收在加入硼酸的接收瓶600中。吸收液加入指示剂后用盐酸滴定，即可计算样品中蛋白质含量。
具体地，样品中的蛋白质在催化加热的条件下被分解，产生的氨与硫酸结合生成硫酸铵。通过定氮仪碱化蒸馏使氨游离，用硼酸吸收后以盐酸标准滴定溶液滴定，以稍过量的盐酸标准滴定溶液使吸收液由蓝色变到红色表示终点到达。根据盐酸标准滴定溶液的消耗体积，计算得出蛋白质的含量。
首先粉碎均匀样品后准确称量(0.6g-0.8g)试样(精确到0.001g)，置于称量纸中，样品连同称样纸一起转移到干净干燥的定氮管700中，加入0.2g硫酸铜，6g硫酸钾及10mL硫酸，轻摇定氮管700后于管中加入一个小漏斗，后置于消化炉中。同时做试剂空白试验。设置消化炉的温度为250℃小心加热，约加热30min，待内容物全部炭化，泡沫完全停止后，然后再设置为420℃加强火力，并保持瓶内液体微沸，至液体呈蓝绿色并澄清透明后，再继续加热0.5h-1h。样品消解完全后，取下定氮管700放冷待测。开始使用免水定氮仪前，需要进行开机准备，也就是：
(1)检查碱液、硼酸和蒸馏水是否充足，如不足需新配置溶液。溶液配制方法如下：
A、将蒸馏水加入蒸馏水瓶(标签为H2O)中，并拧紧瓶盖；
B、配制400g/L的氢氧化钠溶液(称取40g氢氧化钠加水溶解后，放冷，并稀释至100mL)，加入碱液瓶(标签为NaOH)中，并拧紧瓶盖；
C、配制20g/L的硼酸溶液(称取20g硼酸，用水溶解后并稀释至1000mL)，加入硼酸瓶(标签为H3BO3)中，并拧紧瓶盖。
(2)补足检测液后打开电源开关150。
进一步地，开机后需将仪器调试到最佳状态后才能进行样品的检测。也就是使用显示屏110进行调试，在第一放置槽102内装入一支干净定氮管700，并在第二放置槽103内放置好吸收瓶后，设置稀释水量为10mL，硼酸体积为25mL，加碱体积为50mL，蒸馏时间为5min，淋洗水量为70mL，然后通过显示屏110进行开始检测的操作，仪器将自动进行调试过程。淋洗完成后，等待60秒后，先取出定氮管700，待冷凝器中的液体全部流出时方可取出接收瓶600。待调试结束后，将定氮管700和吸收瓶清洗干净即可。
也就是说，在定氮管700内放置待测样品，然后打开蒸汽机310，蒸汽机310对液体进行加热蒸发，使得液体变成气体，然后从一三通管通入定氮管700内，此三通管的另一个连接口通过导通管接入碱液，一起通入定氮管700后，通过气体不断对定氮仪进行加热，使得定氮管700内的待测样品与碱液混合反应后的液体不断地被蒸发。值得一提的是，蒸发后的气体往上升，且由于蒸发后的气体与蒸汽机310通入的气体不会走同一管路，因此蒸发后的气体直接从出气管通出，也就是从出气管通至第二管道412内，在蒸汽机310启动的同时，压缩机210也启动，也就是低压的气体被吸入压缩机210，被压缩成高温高压的气体。接着，气体流到的与压缩机210连接的一散热冷凝器，在散热过程中，逐渐冷凝成高压液体。然后，通过毛细管260降压并且进行降温后，又变成低温低压的气液混合物。然后，以气液混合的方式进入钛套管冷凝器410，也就是通至第一管道411内，通过吸收第二管道412内通入的蒸发后的气体的热量而不断汽化，使得蒸发后的气体的温度降低最终变成液态，第一管道411内的又变成了低压气体，重新进入了压缩机210。如此循环往复，就能连续不断的运转工作。值得一提的是，当温度传感器420检测到第一管道411的冷凝温度过低，且到了某个设定值时，二通阀就会打开，此时从散热冷凝器出来的高压液体就会经过二通阀回流到压缩机210，剩下只有小部分走毛细管260。这样冷凝器的温度会上升，压缩机210的表面温度就会往下降，这样就能对压缩机210起保护作用，防止压缩机210过热而寿命下降。当第一管道411的冷凝温度上升到某个设定值时，二通阀就会关闭，从散热冷凝器出来的高压液体经毛细管260后又继续制冷冷凝。
上述实施例中，第二管道412内的液体通过管道导至另一三通管，此三通管还连接了接收瓶600和硼酸瓶，也就是液体通入的同时通入硼酸，最终一起通入至接收瓶600内，完成免水定氮仪的整个操作过程。
值得一提的是，整个免水定氮仪仪器使用完后，需用碱液清洗仪器，以避免氮残留在仪器内部。
上述实施例中，所述冷凝机构还包括干燥过滤器430、制冷剂冷凝器440和散热风扇450，所述压缩机210与所述制冷剂冷凝器440通过连通管连接，所述制冷剂冷凝器440与所述干燥过滤器430连接，且所述散热风扇450用于给所述制冷剂冷凝器440散热。通过使用制冷剂冷凝器440，能快速给经过的气体进行散热，也就是在散热过程中，逐渐冷凝成高压液体。
综上所述，上述实施方式并非是本发明的限制性实施方式，凡本领域的技术人员在本发明的实质内容的基础上所进行的修饰或者等效变形，均在本发明的技术范畴。
Claims (7)
1.一种新型免水定氮仪，其特征在于，包括：壳体、压缩机构、蒸发机构、冷凝机构和增压机构；
所述壳体的内部具有空腔，所述压缩机构、所述蒸发机构、所述冷凝机构和所述增压机构均设置于所述空腔内；
所述壳体上设置有显示屏、防护门、试剂瓶接口、电源接口和开关，且所述壳体上开设有第一放置槽和第二放置槽，所述防护门转动盖合所述第一放置槽，所述第二放置槽内设置有接收液导管，且所述第二放置槽内活动放置有接收瓶，所述接收液导管活动插于所述接收瓶中；
所述压缩机构包括压缩机、过滤器、启动电容、进液管和出液管，所述压缩机、所述过滤器、所述启动电容、所述进液管和所述出液管均设置于所述空腔内，所述压缩机与所述出液管的一端连接，所述出液管的另一端通过一二通阀与一毛细管连接，所述毛细管与所述冷凝机构连接，所述二通阀与所述出液管的一端连接，所述出液管的另一端通过所述过滤器与所述压缩机连接，所述启动电容用于启动所述压缩机；
所述冷凝机构包括钛套管冷凝器和温度传感器，所述钛套管冷凝器的一端通过出气管与所述蒸发机构连接，另一端通过连接管与所述毛细管连接，所述温度传感器设置于所述钛套管冷凝器的外侧；
所述钛套管冷凝器包括第一管道和第二管道，所述第一管道设置于所述第二管道的内部，且所述第一管道连接所述出气管，所述第二管道连接所述毛细管。
2.根据权利要求1所述的新型免水定氮仪，其特征在于：还包括控制器，所述压缩机、所述启动电容、所述二通阀、所述温度传感器、所述蒸发机构和所述增压机构均与所述控制器电连接。
3.根据权利要求2所述的新型免水定氮仪，其特征在于：所述蒸发机构包括蒸汽机、定液瓶、通液管和进气管，所述蒸汽机通过所述进气管与一定氮管连接，所述定氮管活动放置于所述第一放置槽内，所述定液瓶通过所述通液管与所述蒸汽机连接，所述定氮管与所述出气管连接。
4.根据权利要求3所述的新型免水定氮仪，其特征在于：所述开关用于控制所述控制器。
5.根据权利要求4所述的新型免水定氮仪，其特征在于：所述试剂瓶接口包括碱液接入口、硼酸接入口、蒸馏水接入口、碱瓶气源出口、硼酸瓶气源出口135和蒸馏水瓶气源出口，所述增压机构通过单向阀连接一四通接头，所述四通接头分别与所述碱瓶气源出口、所述硼酸瓶气源出口135和所述蒸馏水瓶气源出口连接，所述碱液接入口用于与外部的碱瓶连接，所述硼酸接入口用于与外部的硼酸瓶连接，所述蒸馏水接入口用于与外部的蒸馏水瓶连接。
6.根据权利要求5所述的新型免水定氮仪，其特征在于：所述增压机构为增压气泵。
7.根据权利要求6所述的新型免水定氮仪，其特征在于：所述壳体上设置有压缩机电源开关和排水口，所述排水口用于排掉废水，所述压缩机电源开关用于控制所述压缩机。
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