CN118130202A - 一种微塑料前处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种微塑料前处理装置，涉及检测技术领域，技术方案为，包括样品放置机构，用于放置初始待处理的样品；工装放置机构，设置在样品放置机构一侧；转移机构，设置在工装放置以机构一侧，可对试样工装进行转移；试样处理单元，试样处理单元设置在转移机构可执行的试样工装转移范围内；抽滤机构，可对试样进行抽滤。本发明的有益效果是，本方案的装置可以通过无人值守的形式自动进行微塑料试样的前处理工作。而且可以对多个样品逐一进行操作并收集。本方案的装置可以自动执行样品的到处、过滤、消解、蒸干、加盐、浮选、抽滤工艺，在执行上述工艺的过程中，还能够对相关用具进行清洗，从而确保获取的试样不会出现干扰因素。

Description

一种微塑料前处理装置

技术领域

本发明涉及检测技术领域，具体为一种微塑料前处理装置。

背景技术

微塑料是指直径小于5毫米的塑料碎片或颗粒，微塑料是一种造成污染的主要载体，由于它们在自然环境中难以被降解，微塑料污染已成为全球性的环境问题。作为微塑料的检测工作来说，首先需要对待检测的样品进行一系列的处理，如消解、分离、过滤等等，该过程又称为微塑料的前处理。

在整个前处理过程中，需要考虑到微塑料试样需要在各个工序的设备间转移、抽滤、试样容器的冲洗等等问题，而作为现代化检测工艺来说，需要能够以流水作业的形式对多个样品进行逐一处理，如何能够自动化的完成对多个试样的自动处理，便是本方案要解决的问题。

发明内容

针对现有技术的不足之一，本发明提供了一种微塑料前处理装置，解决的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种微塑料前处理装置，包括：

样品放置机构，用于放置初始待处理的样品；

工装放置机构，设置在所述样品放置机构一侧，样品放置机构中的样品可倾倒入工装放置机构上的试样工装中；所述试样工装用于盛放试样；

转移机构，设置在所述工装放置以机构一侧，可对试样工装进行转移；

试样处理单元，可对试样工装内的试样进行处理，试样处理单元设置在转移机构可执行的试样工装转移范围内；

抽滤机构，设置在所述转机构可执行的试样工装转移范围内；可对试样进行抽滤。

优选为，所述试样工装包括：

容器主体，为上端开口的杯状；

容器箍体，为环形结构，套设于所述容器主体的上部外侧。

优选为，所述样品放置机构包括：

样品架，其上设置有若干个可放置样品瓶的放置位；

样品架驱动件，可驱动所述样品架转动；

开瓶件，设置在所述样品架一侧，可开启样品瓶的瓶盖。

优选为，所述样品架包括：

样品固定架，其中轴与所述样品架驱动件联动，可在样品架驱动件的驱动下转动；

样品转动架，在所述样品固定架上圆周分布设置有若干个，每个样品转动架可放置一个所述试样工装；

所述样品放置机构还包括：

样品移出组件，与所述样品转动架联动，可驱动所述样品转动架旋转。

优选为，每个所述样品转动架均通过转轴与所述样品固定架转动连接，所述样品移出组件包括：

移出齿轮，同轴固定设置在所述样品转动架的转轴上；

移出齿条，可在竖直方向上升或下降，移出齿条对应移出齿轮设置；

移出斗，设置在所述样品固定架一侧，当样品转动架转动时，样品瓶中的试样可倒入移出斗中，移出斗上下两端均为开放端；移出斗的下方朝向所述工装放置机构设置。

优选为，所述工装放置机构包括：

工装放置架，其上设置有若干个圆周阵列分布的工装放置位，可放置所述试样工装；

工装过滤组件，设置在所述工装放置架和样品放置机构之间，可承接样品放置机构排出的试样，过滤后排入至所述工装放置架的试样工装内；所述工装过滤组件包括若干个圆周阵列分布设置的过滤网。

优选为，所述工装放置机构还包括：

第一收集桶，固定设置在所述工装过滤组件下方；

工装驱动组件，对应所述工装放置架和工装过滤组件各设置一组，用于驱动所述工装放置架和工装过滤组件旋转。

优选为，所述转移机构包括：

倾倒机构，设置有容器放置位，所述容器放置位可旋转，用于将容器内的试样进行倾倒；

移动机构，设置有容器抓手，所述容器抓手可在竖直方向或水平方向运动；

浮选机构，可对试样进行浮选，浮选机构底部设置有可打开或封闭的浮选堵头。

优选为，所述试样处理单元包括：

蒸干组件，设置有加热件，可对试样工装内部的试样进行蒸干；

消解组件，设置有冷却件，用于对试样工装内部的试样进行消解；

粉末物料添加组件，设置有可水平移动的料盒，可对试样工装内添加粉末状实验物料。微塑料前处理过程中，这一工序的粉末状实验物料为氯化钠。

优选为，所述抽滤组件包括：

抽滤执行部，用于放置抽滤滤网，可对抽滤滤网内的试样进行抽滤；

抽滤承载部，用于承载抽滤执行部抽滤完成后的抽滤滤网；

所述抽滤执行部包括：

抽滤盘，设置若干滤网放置位，滤网放置位用于放置抽滤滤网；

抽滤组件，设置在所述抽滤盘下侧，用于对抽滤盘上的抽滤滤网进行抽滤。

与现有技术相比，具备以下有益效果：本方案的装置可以通过无人值守的形式自动进行微塑料试样的前处理工作。而且可以对多个样品逐一进行操作并收集。本方案的装置可以自动执行样品的到处、过滤、消解、蒸干、加盐、浮选、抽滤工艺，在执行上述工艺的过程中，还能够对相关用具进行清洗，从而确保获取的试样不会出现干扰因素。

附图说明

图1为本申请实施例的整体结构示意图一；

图2为本申请实施例的整体结构示意图二；

图3为本申请实施例的试样工装结构示意图；

图4为本申请实施例的样品放置机构结构示意图一；

图5为本申请实施例的样品放置机构结构示意图二；

图6为本申请实施例工装放置机构结构示意图；

图7为本申请实施例的转移机构结构示意图一；

图8为本申请实施例的转移机构结构示意图二；

图9为图8的A局部放大图；

图10为本申请实施例的浮选机构结构示意图；

图11为本申请实施例的浮选堵头放大图；

图12为本申请实施例的抽滤机构结构示意图一；

图13为本申请实施例的抽滤机构结构示意图二；

图14为图12的A局部放大图。

图15为本申请实施例的冲洗机构结构示意图一；

图16为本申请实施例的冲洗机构结构示意图二；

图17为图16的A局部放大图；

图18为图15的B局部放大图。

图中：

1、样品放置机构；

11、样品架；111、样品固定架；112、样品转动架；12、样品瓶；13、样品架驱动件；14、开瓶件；15、样品移出组件；151、移出齿条；152、移出斗；

2、工装放置机构；

21、工装放置架；22、工装过滤组件；23、第一收集桶；24、工装驱动组件；

3、转移机构；

31、倾倒机构；311、倾倒支架；3111、倾倒架杆；3112、倾倒底托；3113、倾倒上托；312、倾倒驱动件；313、倾倒主杆

32、移动机构；321、容器抓手；3211、抓取臂；3212、抓取手；3213、试剂添加件；322、助手驱动组件；3221、抓手架杆；3222、抓手转动组件；3223、抓手升降组件；

33、浮选机构；331、浮选斗；332、浮选堵头；3321、支撑层；3322、堵块；

4、试样处理单元；

41、蒸干组件；42、消解组件；43、粉末物料添加组件；

5、抽滤机构；

51、抽滤执行部；5110、抽滤盘；5111、第一抽滤盘；5112、第二抽滤盘；5113、抽滤盘驱动件；5120、抽滤组件；5121、抽滤筒；5122、抽滤件；5123、筒驱动件；

52、抽滤承载部；521、抽滤承载盒；522、抽滤承载盘；523、承载盘驱动组件；5231、承载盘驱动电机；5232、承载盘从动轴；5233、承载盘传感组件；

53、抽滤滤网；

54、抽滤台板；541、抽滤进料架；542、抽滤进料口；

6、试样工装；

61、容器主体；62、工装箍体；

7、冲洗机构；

71、冲洗架；

72、冲洗件；721、进水口；722、出水口；723、冲洗连接块；

73、冲洗驱动部；731、第一冲洗驱动部；7311、冲洗架杆；7312、第一冲洗驱动组件；7313、冲洗套管；732、第二冲洗驱动部；7321、冲洗滑轨；7322、冲洗滑架；7323、第二冲洗驱动组件；

8、独立筛网。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1和图2，本申请提供以下技术方案：

一种微塑料前处理装置，包括用于放置初始待处理样品的样品放置机构1；在样品放置机构1一侧设置有工装放置机构2，工装放置机构2用于放置试样工装6，样品放置机构1中的样品可倾倒入工装放置机构2上的试样工装6中；试样工装6用于盛放试样。在工装放置以机构2一侧设置有转移机构3，转移机构3可对试样工装6进行转移。本装置还包括试样处理单元4，试样处理单元4可对试样工装6内的试样进行处理，试样处理单元4设置在转移机构3可执行的试样工装6转移范围内；试样处理单元4对试样的处理包括有蒸干、消解、加盐等。在转机构3可执行的试样工装6转移范围内还设置有抽滤机构5，通过抽滤机构5对试样处理单元4处理过后的试样进行抽滤。

参见图3，试样工装6用于作为盛放试样的容器，试样工装6包括杯状结构的容器主体61，容器主体61上端开口，用于盛放试样，整体为圆柱状，在容器主体61的上部外侧套设容器箍体62，容器箍体62由两个半圆环状结构连接组成，在容器主体61外侧成环形结构设置。

在上述实施方案的基础上，参见图4和图5，样品放置机构1包括样品架11，样品架11上设置有若干个可放置样品瓶12的放置位；对应样品架11设置有样品架驱动件13，通过样品架驱动件13驱动样品架11转动。

为了便于样品瓶12的瓶盖开启，在样品架11一侧设置开瓶件14，开瓶件14选用一个弧形的板状结构体，对应开瓶件14设置开瓶驱动组件，开瓶驱动组件满足能够驱动开瓶件14升降和转动即可。通过开瓶件14的移动，打开样品瓶12的瓶盖。开瓶驱动组件的设置形式，可与本方案后续记述的相关升降和旋转组件类似，在此暂不赘述。

在上述实施方案的基础上，参见图4，样品架11包括样品固定架111和样品转动架112，其中样品固定架111的中轴与样品架驱动件13联动，可在样品架驱动件13的驱动下转动；样品架驱动件13与样品固定架111的联动形式可选用同步轮同步带组合。在样品固定架111上圆周分布设置有若干个样品转动架112，每个样品转动架112可放置一个试样工装6，每个样品转动架112均通过转轴与样品固定架111转动连接。为了实现样品瓶12中的样品自动倒出，本方案还设置有样品移出组件15，样品移出组件15与样品转动架112联动，可驱动样品转动架112旋转。

本方案提供一种样品移出组件15的具体实现形式，样品移出组件15采用齿轮齿条组合作为样品转动架112的驱动结构。包括有移出齿轮和移出齿条151，移出齿轮同轴固定设置在样品转动架112的转轴上；移出齿条151满足可以在竖直方向上升或下降即可，移出齿条对应移出齿轮设置。移出齿条151的具体驱动方式有多种，本方案采用了丝杆滑块结构，样品移出组件15设置在样品固定架111预设的样品排出位下方，在样品排出位一侧设置移出斗152，确保当样品排出位上的样品转动架112转动时，样品瓶12中的试样可倒入移出斗152中，移出斗152上下两端均为开放端；移出斗152的下方朝向工装放置机构2设置。

样品移出组件15的滑块两侧分别设置一个移出齿条151，移出齿条151对应样品移出位上样品活动架112的两个移出齿轮设置。当需要排出样品时，通过丝杆的转动带动滑块上移，利用移出齿条151带动移出齿轮转动，样品转动架112同步旋转，从而令样品瓶12倾斜，内部的样品可导入至移出斗152中。

在上述实施方案的基础上，参见图6，工装放置机构2包括工装放置架21和工装过滤组件22。其中工装放置架21上设置有若干个圆周阵列分布的工装放置位，每个工装放置位可放置一个试样工装6。工装过滤组件22设置在工装放置架21和样品放置机构1之间，可承接移出斗152排出的试样，过滤后排入至工装放置架21的试样工装6内；工装过滤组件22包括若干个圆周阵列分布设置的过滤网。对应工装放置架21和工装过滤组件22各设置一组工装驱动组件24，工装驱动组件24用于驱动工装放置架21和工装过滤组件22旋转。驱动方式可以通过电机结合同步轮的结构设置。为了确定工装放置架21和工装过滤组件22转动圈数及复位，可以设置对应检测转动的转角传感器或者其它传感组件，也可借助伺服电机设置进行。

工装放置架21上的试样工装6数量与工装过滤组件22的过滤网数量对应，工装放置架21的试样工装6位置与其中一个过滤网的轴线重合。为了便于说明，以该试样工装6和过滤网的重合位置称为1号位，移出斗152中的样品可落入至1号位的过滤网上，经过过滤网过滤后进入同样位于1号位的试样工装6内，完成样品的第一次转移。

考虑到装置连续使用的问题，需要对过滤网进行冲洗，除1号位之外，在工装过滤组件22的过滤网能转动到达的位置中还设置冲洗位，在冲洗位对过滤网进行冲洗。对应冲洗位设置第一收集桶23，第一收集桶23固定设置在工装过滤组件22下方，用于承接冲洗的废水。

在上述实施方案的基础上，参见图7-图11，转移机构3包括倾倒机构31、移动机构32及浮选机构33。其中倾倒机构31设置有容器放置位，容器放置位可旋转，倾倒机构31用于将容器内的试样进行倾倒；移动机构32设置有容器抓手321，容器抓手321可在竖直方向或水平方向运动；浮选机构33可对试样进行浮选，浮选机构33底部设置有可打开或封闭的浮选堵头332。

上述机构均设置在同一台面上，台面为平台即可，在台面上还可设置若干废液杯，用于承载实验废液。对于上述机构的分布方式，可以根据实际情况进行调整，适应性的匹配具体使用时的其它实验单元即可。

在上述实施方案的基础上，参见图8和图9，倾倒机构31包括倾倒支架311和倾倒驱动件312。倾倒支架311对应试样工装6设置；其包括杆体结构的倾倒架杆3111，倾倒架杆3111的上部设置转轴，其转轴与倾倒驱动件312联动；在倾倒架杆3111的下部固定连接倾倒底托3112，倾倒底托3112为环形板状结构，倾倒底托3112的上表面与倾倒架杆3111垂直的平面，用于放置试样工装6的底面。在倾倒架杆3111的上部固定设置倾倒上托3113，倾倒上托3113设置有半圆弧状开口，开口的内径大于或等于试样工装6的外径，且开口的内径小于容器箍体62的外径。

倾倒驱动件312选用电机即可，其电机轴与倾倒支架311联动，可驱动倾倒支架311转动。在倾倒机构31安装时，可在台面上固定或者活动设置一根倾倒主杆313，倾倒主杆313的上部两侧分别设置倾倒支架311和倾倒驱动件312，倾倒驱动件313与倾倒主杆313固定连接。

通过这一结构，可以非常容易的将试样工装6放置在倾倒支架311上放置完毕后，倾倒上托3113位于试样工装6的容器箍体62上侧，在需要进行倾倒时，倾倒支架311在倾倒驱动件312的带动下转动，转动方向为保持倾倒上托3113位于试样工装6下侧方向即可。在倾倒上托3113和倾倒下托3112形成夹持的作用下，试样工装6不会从倾倒支架311上脱离。

在上述实施方案的基础上，参见图9，容器抓手321包括直杆状的抓取臂3211，为长条状支撑结构；在抓取臂3211的一端设置抓取手3212，抓取手3212为半圆弧状结构，抓取手3212与试样工装6对应，可从下侧托起容器箍体62。抓取手3212同样设置有半圆弧状开口，其开口的内径大于或等于试样工装6的外径，且开口的内径小于容器箍体62的外径。

为了便于抓取手3212可以从倾倒支架311上取下试样工装6，以试样底托3112上侧面与试样上托3113下侧面之间的间距为x，以容器箍体62上表面至容器主体61下表面的间距为y，满足x大于y。换言之，当试样工装61放置在倾倒支架311上时，倾倒上托3113与容器箍体62上表面之间留有间距。这一结构的优点在于，一方面当需要采用抓取手3212抓取试样工装6时，抓取手3212与容器箍体62下侧面相贴，然后抓取手3212略微升高，便可令试样工装6与倾倒底托3112分离，抓取臂3211旋转，便可带动试样工装6脱离倾倒支架311。另一方面倾倒上托3113和倾倒底托3112之间的间距便于试样工装6内的试样倒出，因为微塑料溶液存在沉积物，当进行倾倒时，初始状态下试样工装6的底部与倾倒底托3112相贴，随着倾倒支架311旋转，当试样工装6转动到其口部低于水平面时，试样工装会出现滑动，而倾倒上托3113与试样工装6的容器主体61外壁相贴，且满足对容器箍体62的限位，所以试样工装6小幅度滑动之后，容器箍体62便会碰撞倾倒上托3113，这一碰撞产生小幅度振动，有助于试样工装6内的试样倒出。

在上述实施方案的基础上，容器抓手321还包括试剂添加件3213，试剂添加件3213可添加实验用试剂；试剂添加件3213包括三条试剂管路，在在抓取手3212下侧分布设置是三个试剂添加口，试剂添加口的开口方向朝向下方设置。试剂管路一端与试剂添加口连接，另一端通过泵机与试剂存放单元连通。试剂存放单元和泵机只需满足可以向试剂管路供给试剂即可，此技术较为成熟，在此不再赘述。

在上述实施方案的基础上，移动机构32还包括抓手驱动组件322，抓手驱动组件322包括抓手架杆3221，抓手架杆3221上端与抓取臂3211的远离抓取手3212端部固定连接。在抓手架杆3221的下端抓手转动组件3222，抓手转动组件3222包括电机，通过电机驱动抓手架杆3221转动，电机与抓手架杆3221的联动可以采用电机轴直接驱动，或者同步带与同步轮驱动的方式均可。抓手架杆3221的下方还设置有抓手升降组件3223，设抓手升降组件3223驱动抓手架杆3221上升或下降。二者的联动方式可采用对应抓手架杆3221设置一个抓手升降架，抓手升降架与安装台面竖直滑动连接，抓手升降架上侧与抓手架杆3221底端转动连接，通过抓手升降组件3223驱动抓手升降架升降即可。

在上述实施方案的基础上，参加图10和图11，浮选机构3包括浮选斗331、浮选堵头332和浮选架333，浮选斗331上部开口，下部为漏斗状结构，浮选斗331下部为竖直的直管，直管下端设置出料口；浮选堵头332设置在直管下方。浮选架333的架体上部与浮选斗331固定连接；浮选堵头332与浮选架333架体下部滑动连接，可在竖直方向上升或下降；浮选堵头332上部为筒状结构，可套设于浮选斗332的直管外部，浮选堵头332的下部为漏斗状结构，底端开设出料口；浮选堵头332的筒状结构内部设置有支撑层3321支撑上圆周阵列开设若干通孔；在支撑层3321上侧中部设置堵块3322，堵块3322为弹性材料制成的块状结构，堵块3322可封堵浮选斗332的直管下端。浮选堵头332通过单独设置的电机驱动其升降，当其升高时，堵块3322封闭浮选斗331下端，试样无法流出；当其下降时，试样落在堵块3322上，堵块3322将试样分散，试样经过支撑层3321后从浮选堵头332下端流出，浮选完成后，堵块3322上升，封堵浮选斗331即可。

浮选机构3还设置有浮选架驱动件334，浮选架驱动件334与浮选架333联动，可驱动浮选架333上升或下降，根据需求，也可以采用类似前述转移机构32的驱动方式，驱动浮选架333旋转。

在上述实施方案的基础上，参见图1和图2，试样处理单元4包括对应蒸干、消解和加盐三个工序分别设置的蒸干组件41、消解组件42及粉末物料添加组件43。蒸干组件41设置有加热件，容器抓手321将试样工装6放置在蒸干组件41对应的位置上，通过加热件进行加热，如电热加热方式，将试样工装6内部的试样进行蒸干。消解组件42则设置有冷却件，用于对试样工装6内部的试样进行消解。粉末物料添加组件43设置有可水平移动的料盒，可对试样工装6内添加粉末状实验物料即氯化钠。料盒可通过水平设置丝杆驱动横移，料盒底端设置可以旋转的开关门实现料盒下端的开闭，可以通过调整开关门的转动速度，令开关门转动一周共计加入12g氯化钠。料盒的横移结构则是考虑到对料盒内部的盐进行补充，预留补充盐的外部加料位，同时可以移动的料盒，也可以根据具体的实验环节对加盐位置进行适应性调整。

此外，为了便于记录各个处理工艺中试样的变化，在处理单元4中还设置称重组件，通过压力传感器来检测试样工装6的重量，去皮后获得试样重量。称重组件的设置可以根据需求调整，可以设置一个专门的称重位，或者对应各个处理组件分别设置。

在上述实施方案的基础上，参见图12-图14，抽滤组件5包括作为机构基台的抽滤台板54，抽滤台板54上设置有抽滤进料架541，抽滤进料架541上设置有抽滤进料口542，本机构使用时，通过抽滤进料口542进行试样的加入。在抽滤台板54上分别设置有抽滤执行部51和抽滤承载部52。抽滤执行部51用于放置抽滤滤网53，同时可对抽滤滤网53内的试样进行抽滤；抽滤承载部52用于承载抽滤执行部51抽滤完成后的抽滤滤网53。其中抽滤执行部51包括抽滤盘5110和抽滤组件5120。抽滤盘5110设置若干滤网放置位，滤网放置位用于放置抽滤滤网53；抽滤组件5120，设置在抽滤盘5120下侧，用于对抽滤盘5110上的抽滤滤网53进行抽滤。

在进行抽滤时，试样由抽滤进料口542加入，试样落在抽滤盘5110上的抽滤滤网53上，然后由抽滤组件5120逐一进行抽滤，完成抽滤的抽滤滤网53则进入抽滤承载部52处，可进行后续处理。

在上述实施方案的基础上，抽滤盘5110为双层结构，包括上下设置的第一抽滤盘5111和第二抽滤盘5112。第一抽滤盘5111开设有若干滤网放置位，滤网放置位与抽滤滤网53对应，且滤网放置位贯穿第一抽滤盘5111的盘片，滤网放置位成圆周阵列分布；第二抽滤盘5112与第一抽滤盘5111同轴设置，位于第一抽滤盘5111下侧；第二抽滤盘5112上开设有抽滤口及抽滤网排出口；抽滤组件5120位于抽滤口下方。第一抽滤盘5111转动设置，第二抽滤盘5112固定设置。当抽滤滤网53位于第一抽滤盘5111的滤网放置位时，其底面由第二抽滤盘5112托住，不会下落。当随着第一抽滤盘5111的转动，抽滤滤网53移动至抽滤口处时，抽滤滤网53下侧和抽滤组件5120连通，也不会下落。当第一抽滤盘5111上的滤网放置位转动至第二抽滤盘5112的抽滤网排出口位置时，抽滤滤网53可直接从抽滤网排出口下落至后续的抽滤承载部52上。

抽滤滤网53为圆形，第一抽滤盘5111上的滤网放置位和第二抽滤盘5112上的抽滤网排出口均为内径大于抽滤滤网53外径的圆口。对于第二抽滤盘5112的抽滤口，可采用两种设置。其一为抽滤口的内径小于抽滤滤网53的外径，确保抽滤滤网53可和下侧抽滤组件5120联动，同时抽滤滤网53又不会下落；其二为，抽滤口和抽滤网排出口采用相同设置，抽滤组件5120在第二抽滤盘5112下侧可托住抽滤滤网53，令其不会在抽滤口处脱落。上述两种方式各有优缺点，可根据实际生产需求进行选择设置。

在上述实施方案的基础上，第二抽滤盘5112固定设置在抽滤台板54上，第一抽滤盘5111与第二抽盘5112同轴转动设置，第一抽滤盘5111的盘轴贯穿第二抽滤盘5112和抽滤台板54后向下延伸。在抽滤台板54下侧设置抽滤盘驱动件5113，抽滤盘驱动件5113为电机，其机轴和第一抽滤盘5111的盘轴通过同步轮及同步带组合联动，通过抽滤盘驱动件5113可驱动第一抽滤盘5111旋转。抽滤进料口542和第二抽滤盘5112上的抽滤口同轴设置。

通过这一结构，以固定设置的第二抽滤盘5112为基础结构，以便确保试样的进料和抽滤滤网53的排出位置固定，便于和其它机构后续组合。以可以转动的第一抽滤盘5111实现连续对不同抽滤滤网53的抽滤作业基础结构。

在上述实施方案的基础上，抽滤组件5120包括抽滤筒5121和抽滤件5122。抽滤筒5121设置在抽滤盘5110的第二抽滤盘5112下方，与抽滤口同轴对齐设置。抽滤件5122设置在抽滤筒5121下方，与抽滤筒5121相连，抽滤件5122选用蠕动泵，通过抽滤件5112与抽滤筒5121对抽滤滤网53进行逐一抽滤。抽滤组件5120还包括抽滤驱动件5123，抽滤驱动件5123作为抽滤组件5120的动力源。

在上述实施方案的基础上，对于抽滤驱动件5123，本方案给出两种不同的结构设置。其中一个为抽滤筒5121采用活动设置的结构，在抽滤台板54下方设置抽滤筒支架，抽滤筒5121与抽滤筒支架固定连接。抽滤台板54下侧设置滑轨，抽滤筒支架与滑轨滑动连接。抽滤筒5121连通蠕动泵进行抽滤。抽滤筒支架一侧设置齿条，抽滤驱动件5123的电机轴上设置齿轮，与抽滤筒支架组成齿轮齿条结构，可以带动抽滤筒5121上下运动。这一结构的优点是抽滤筒5121便于和第二抽滤盘5112分离，方便清理。

另外一个方式为，用抽滤驱动件5123作为蠕动泵的动力结构本身。该方式下，抽滤筒5121和第二抽滤盘5112固定设置，确保与抽滤口位置的连接。抽滤筒5121下侧连接一个柔性可伸缩的波纹管，该波纹管即为抽滤管，抽滤管的下部抽滤架，此时的抽滤架即为前述的抽滤筒支架，二者为相同结构，仅功能用途不同，抽滤架同样通过滑轨与抽滤台板54滑动连接，而此方式则由抽滤驱动件5123带动抽滤架上下往复运动，从而实现抽滤管的往复伸缩，实现抽滤功能。

上述两种方式均可使用，根据实际需求选择即可。

在上述实施方案的基础上，抽滤承载部52包括一个抽滤承载盘522和若干个抽滤承载盒521。抽滤承载盘522转动设置在抽滤台板54上，其上设置有若干用于放置抽滤承载盒521的承载盒放置位，承载盒放置位圆周阵列均布；抽滤承载盒521则放置在承载盒放置位内，用于承载抽滤完成的抽滤滤网53。抽滤承载盘522及抽滤承载盒521均位于第二抽滤盘5112下方。

在上述实施方案的基础上，在抽滤台板54下方还设置有承载盘驱动组件523，承载盘驱动组件523包括承载盘驱动电机5231和承载盘从动轴5232。抽滤承载盘522同轴固定连接承载盘从动轴5232，承载盘从动轴5232贯穿抽滤台板54后向下延伸。承载盘从动轴5232与承载盘驱动电机5231通过同步轮及同步带组合联动。

在上述实施方案的基础上，与承载盘驱动电机5231联动设置承载盘传感组件5233，通过承载盘传感组件5233可反馈抽滤承载盘522的转动圈数。

承载盘传感组件5233可用多种形式实现，本方案提供其中一种实现形式，参加图14，在承载盘驱动电机5231的电机轴上同轴固定连接一个盘片，盘片上开设一个缺口作为传感用口，在该盘片一侧设置一个光传感器，如红外传感器，当传感器发射端的光束穿过缺口时，则为一次记录点，盘片转动后，阻隔光束，当缺口再次转动到传感器为止时，因为光束可穿过缺口位置到达接收端，则说明盘片转动了一周。

在上述实施方案的基础上，因为在整个前处理过程中，需要对涉及到的滤网、试样工装61等进行清洗，所以本装置还设置有用于冲洗的冲洗机构7，参见图15-图18，冲洗机构7包括作为支撑结构的冲洗架71。在冲洗架71上设置有若干个冲洗件72，冲洗件72以分布式的结构设置在冲洗架71上；冲洗件72可连接供水通路，且每个冲洗件72上设置有冲洗用的出水口722。冲洗架71与冲洗驱动部73联动，通过冲洗驱动部73驱动冲洗架71执行升降和旋转动作。从而令冲洗架71上的冲洗件72能够对一定范围内的容器均能进行冲洗。

冲洗架71为杆状结构，使用时令其水平设置，冲洗架71的一端与冲洗驱动部73连接，另一端水平延伸设置冲洗件72；冲洗件72出水口的出水方向朝向远离冲洗架71轴线的方向，换句话说，冲洗件72的出水口分别朝向不同的方向进行冲洗，从而满足不同位置、不同形状的容器内部或外部的冲洗需求。

在上述实施方案的基础上，参见图17，冲洗件72包括作为冲洗件72主体的冲洗连接块723，冲洗连接块723与冲洗架71可拆卸连接，在冲洗连接块723的块体上分别设置进水口721和出水口722。

每一组进水口721和出水口722在冲洗连接块723内部形成一条水路。在冲洗连接块723上设置一组或者多组进水口721和出水口722可根据需求选择。

在本方案中，冲洗件72设置有两个，其中一个冲洗件72为双路冲洗件，双路冲洗件上设置有两组进水口721和出水口722，另一个冲洗件72为单路冲洗件，单路冲洗件上设置有一组进水口721和出水口722。

以冲洗架71长度方向为纵向进行说明，双路冲洗件上的两个出水口722，其中一个竖直向下设置，另一个与纵向方向同向，倾斜向上设置。单路冲洗件的出水口朝向横向一侧设置，且倾斜向上。双路冲洗件位于冲洗架71远离冲洗驱动部73的一端，单路冲洗件靠近双路冲洗件设置。

通过该方案结构三个出水口722的设置，其中两个出水口722朝向上方设置，因为大部分容器进行冲洗时，都会令其呈现口部朝下倾斜的状态，所以倾斜向上的出水口设置两个。但是而考虑到容器倒置时外壁和底部的冲洗，所以也设置了向下的出水口722。

作为方案进一步的扩展，出水口722可以选择使用雾化喷嘴，或者高压喷嘴，因为本方案的出水口722均配置有独立的水路，所以具体的出水口722类型可根据需求进行设置。

在上述实施方案的基础上，冲洗驱动部73包括第一冲洗驱动部731和第二冲洗驱动部732，第一冲洗驱动部731用于驱动冲洗架71以其自身的轴线为轴旋转，第二冲洗驱动部732用于驱动冲洗架71升降。

第一冲洗驱动部731包括与冲洗架71的端部固定连接的冲洗架杆7311，冲洗架杆7311竖直设置，且其轴线与冲洗架71的长度方向垂直，冲洗架杆7311和冲洗架71呈“7”字结构。

第二冲洗驱动部732包括竖直且固定设置的冲洗滑轨7321，在使用时，冲洗滑轨7321固定在本机构设置位置的台板下侧即可。在冲洗滑轨7321上滑动连接冲洗滑架7322，冲洗架杆7311下端与冲洗滑架7322转动连接。冲洗滑架7322与第二驱冲洗驱动组件7323，第二驱冲洗驱动组件7323可驱动冲洗滑架7322沿冲洗滑轨7321运动，从而实现冲洗架71的升降动作。

通过冲洗架杆731的升降和转动，便能够实现冲洗件72对一定范围内的容器进行冲洗，该范围为圆形范围，因为两个向上的出水口722均为倾斜向上的方向设置，所以实际冲洗的范围比冲洗架71的长度更长，而通过改变供水压力，则可以改变冲洗范围和冲洗效果。

在上述实施方案的基础上，参见图18，第二驱冲洗驱动组件7323包括电机和丝杆，其中电机固定设置在冲洗滑轨7321底部一侧，作为第二冲洗驱动组件7323的动力源；电机的电机轴与丝杆通过联轴器连接，丝杆的轴线与冲洗滑轨7321的长度方向平行，冲洗滑架7322与丝杆螺纹连接。通过这一电机转动方向的调整，来驱动丝杆旋转，从而带动冲洗滑架7322上下运动。

对于第一冲洗驱动部731的驱动结构，本方案采用在冲洗架杆731下部设置同步轮和同步带的结构方式，其中一个同步轮与冲洗架杆731同轴，另一个则与第一冲洗驱动部731所配置电机的电机轴同轴。为了便于对转动角度的控制，参见图18，第一冲洗驱动部731的电机轴设置一个圆盘，圆盘上开设有缺口，在圆盘一侧设置光传感器，当光束穿过缺口时，传感器范围该位置为初始位置，随着使用的需求，电机带动冲洗架杆731朝向不同方向转动，最终复位时以缺口对准光传感器处为准。

在上述实施方案的基础上，为了确保冲洗架杆731在不占用多余空间的情况下又具有足够的稳定性，第一冲洗驱动部731还包括冲洗套管7313，冲洗套管7313固定设置在本机构的安装台面上，冲洗架杆7311套接在冲洗套管7313内，与冲洗套管7313转动可滑动连接。

在上述实施方案的基础上，本方案还设置有独立筛网8，独立筛网配置其对应的横移、翻转及升降机构，满足可以带动独立筛网8旋转、升降、横移及翻转即可。独立筛网8可根据需求设置不同目数的筛网，来补足实验过程中的过滤需求。

在上述实施方案的基础上，结合本装置，本方案提供一种微塑料前处理工艺，作为进一步的方案，前述各个机构满足如下设置。

样品架11上设置有6个样品转动架112，样品瓶12选择1000ml的带盖样品瓶。工装过滤组件22上的过滤网选择5mm不锈钢筛网，共设置6个，用于微塑料样品的第一级过滤，去掉大颗粒物。独立筛网8选择0.1mm不锈钢筛网。冲洗机构7满足可对独立筛网8、浮选机构33、试样工装6进行冲洗，冲洗机构7通入纯水和盐水两种清洗液。试样工装6容积选用500ml。容器抓手321的抓取手3212处设置平面温度探测器，平面温度探测器的感应端朝向下方，用于对温度进行反馈。试剂添加件3213满足可以分别添加消解试剂和纯水。转移机构3的抓取手3212可带动试样工装6在蒸干组件41、消解组件42、倾倒机构31的范围运动。且在该过程中粉末物料添加组件43的移动范围可满足对抓取手3212上的试样工装6进行加盐。倾倒机构31对应浮选机构33设置，可将试样工装6内部的试样倒入至浮选机构33处。抽滤机构5对应浮选机构33的出料口，可对浮选后的试样进行抽滤。第一抽滤盘5111上的过滤网为过滤膜，共设置6个，用于抽滤得到所需微塑料。抽滤承载盒521配置为蒸发皿，抽滤承载盒521共设置6个。设置独立的称重组件作为称重位。浮选机构33的浮选斗331内设置液位传感器。

以样品架11、工装放置架21、工装过滤组件22上的对应位置为1-6号位进行说明

工艺流程如下：

1、样品架11上1号位样品瓶12转至开瓶件14，开瓶件14下降旋转取盖，上升；

2、工装过滤组件22上1号位的5mm不锈钢筛网旋转至过滤位，即移出斗152下方，独立筛网8带动其0.1mm不锈钢筛网转至过滤位，位于5mm不锈钢筛网下方；

3、样品架11上的开瓶后1号位样品瓶12转至样品移出组件15位置处，由样品移出组件15将样品瓶12旋转120-180度，将样品倒入工装过滤组件22的筛网中；

4、冲洗机构7转至样品移出组件15位置处，用纯水队样品瓶12清洗3次，冲洗机构7复位，样品移出组件15复位；

5、工装放置架21的1号位试样工装6转动至独立筛网8下方，即0.1mm不锈钢筛网位于1号位试样工装6上方，独立筛网8旋转180°，冲洗机构7转至独立筛网8上方，用纯水从背面清洗独立筛网8，冲洗机构7复位，独立筛网8复位；

6、1号位试样工装6转至下一工位，容器抓手321下降，转至1号位试样工装6，上升，试样工装6脱离工装放置架21，旋转至蒸干组件41，下降，放下试样工装6，复位；

7、加热60℃至近干，容器抓手321将试样工装6转至称重位，复位；

8、称重时去皮；

9、容器抓手321将试样工装6转至消解组件42，复位；

10、容器抓手321转至消解组件42上方，加入消解试剂，同时读取温度传感器温度，各点温度不一致继续加消解试剂，否则消解结束。

11、消解结束后，容器抓手321将试样工装6至称重位，复位；

12、称重试样工装6净重量，容器抓手321转至称重位上方，缓慢加入纯水，达到20的倍数停止(20、40、660、80)，容器抓手321复位；

13、粉末物料添加组件43加入一定质量氯化钠；

14、容器抓手321将试样工装6转至倾倒机构31，复位，倾倒机构31往复旋转数次，使氯化钠溶解；

15、倾倒机构31旋转将试样工装6内溶液倒入浮选机构33，冲洗机构用氯化钠溶液清洗试样工装6共3次；

16、静置分层；

17、浮选机构33下层的浮选堵头332下降，根据液位判断，下层不溶物放空后上升堵住；

18、抽滤机构5中第一抽滤盘5111上的过滤膜1号位转至抽滤位，过滤膜1号位转至接收位，浮选机构33转至抽滤位，抽滤筒5121上升，将过滤膜(夹)顶紧，抽滤，将微塑料抽滤到过滤膜上，抽滤筒5121下降复位，浮选机构33复位；

19、第一抽滤盘5111的1号位旋转，过滤膜(夹)自动降到抽滤承载部52的抽滤承载盒521上，整个前处理工序完成。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种微塑料前处理装置，其特征在于，包括：

样品放置机构(1)，用于放置初始待处理的样品；

工装放置机构(2)，设置在所述样品放置机构(1)一侧，工装放置机构(2)用于放置试样工装(6)，样品放置机构(1)中的样品可倾倒入工装放置机构(2)上的试样工装(6)中；所述试样工装(6)用于盛放试样；

转移机构(3)，设置在所述工装放置以机构(2)一侧，可对试样工装(6)进行转移；

试样处理单元(4)，可对试样工装(6)内的试样进行处理，试样处理单元(4)设置在转移机构(3)可执行的试样工装(6)转移范围内；

抽滤机构(5)，设置在所述转机构(3)可执行的试样工装(6)转移范围内；可对试样进行抽滤。

2.如权利要求1所述的微塑料前处理装置，其特征在于，所述试样工装(6)包括：

容器主体(61)，为上端开口的杯状；

容器箍体(62)，为环形结构，套设于所述容器主体(61)的上部外侧。

3.如权利要求1所述的微塑料前处理装置，其特征在于，所述样品放置机构(1)包括：

样品架(11)，其上设置有若干个可放置样品瓶(12)的放置位；

样品架驱动件(13)，可驱动所述样品架(11)转动；

开瓶件(14)，设置在所述样品架(11)一侧，可开启样品瓶(12)的瓶盖。

4.如权利要求3所述的微塑料前处理装置，其特征在于，所述样品架(11)包括：

样品固定架(111)，其中轴与所述样品架驱动件(13)联动，可在样品架驱动件(13)的驱动下转动；

样品转动架(112)，在所述样品固定架(111)上圆周分布设置有若干个，每个样品转动架(112)可放置一个所述试样工装(6)；

所述样品放置机构(1)还包括：

样品移出组件(15)，与所述样品转动架(112)联动，可驱动所述样品转动架(112)旋转。

5.如权利要求4所述的微塑料前处理装置，其特征在于，每个所述样品转动架(112)均通过转轴与所述样品固定架(111)转动连接，所述样品移出组件(15)包括：

移出齿轮，同轴固定设置在所述样品转动架(112)的转轴上；

移出齿条(151)，可在竖直方向上升或下降，移出齿条对应移出齿轮设置；

移出斗(152)，设置在所述样品固定架(111)一侧，当样品转动架(112)转动时，样品瓶(12)中的试样可倒入移出斗(152)中，移出斗(152)上下两端均为开放端；移出斗(152)的下方朝向所述工装放置机构(2)设置。

6.如权利要求1所述的微塑料前处理装置，其特征在于，所述工装放置机构(2)包括：

工装放置架(21)，其上设置有若干个圆周阵列分布的工装放置位，可放置所述试样工装(6)；

工装过滤组件(22)，设置在所述工装放置架(21)和样品放置机构(1)之间，可承接样品放置机构(1)排出的试样，过滤后排入至所述工装放置架(21)的试样工装(6)内；所述工装过滤组件(22)包括若干个圆周阵列分布设置的过滤网。

7.如权利要求6所述的微塑料前处理装置，其特征在于，所述工装放置机构(2)还包括：

第一收集桶(23)，固定设置在所述工装过滤组件(22)下方；

工装驱动组件(24)，对应所述工装放置架(21)和工装过滤组件(22)各设置一组，用于驱动所述工装放置架(21)和工装过滤组件(22)旋转。

8.如权利要求1所述的微塑料前处理装置，其特征在于，所述转移机构(3)包括：

倾倒机构(31)，设置有容器放置位，所述容器放置位可旋转，用于将容器内的试样进行倾倒；

移动机构(32)，设置有容器抓手(321)，所述容器抓手(321)可在竖直方向或水平方向运动；

浮选机构(33)，可对试样进行浮选，浮选机构(33)底部设置有可打开或封闭的浮选堵头(332)。

9.如权利要求1所述的微塑料前处理装置，其特征在于，所述试样处理单元(4)包括：

蒸干组件(41)，设置有加热件，可对试样工装(6)内部的试样进行蒸干；

消解组件(42)，设置有冷却件，用于对试样工装(6)内部的试样进行消解；

粉末物料添加组件(43)，设置有可水平移动的料盒，可对试样工装(6)内添加粉末状实验物料。

10.如权利要求1所述的微塑料前处理装置，其特征在于，所述抽滤组件(5)包括：

抽滤执行部(51)，用于放置抽滤滤网(53)，可对抽滤滤网(53)内的试样进行抽滤；

抽滤承载部(52)，用于承载抽滤执行部(51)抽滤完成后的抽滤滤网(53)；

所述抽滤执行部(51)包括：

抽滤盘(5110)，设置若干滤网放置位，滤网放置位用于放置抽滤滤网(53)；

抽滤组件(5120)，设置在所述抽滤盘(5120)下侧，用于对抽滤盘(5110)上的抽滤滤网(53)进行抽滤。