CN203705251U - 一种测定水质中化学需氧量的加热消解恒温器装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种测定水质中化学需氧量的加热消解恒温器装置，包括壳体，加热元件及隔离层，消解管，保温层，空气冷凝管，所述的壳体分上下二层，下层是加热腔，所述的加热腔内均匀分布多个加热孔，每个加热孔底部都安装单独加热元件，上层为强制空气冷却腔。本实用新型结构合理，可防止样品中测定的有机轻组分因侧壁瞬间高温而损失，使测定结果更准确；加热元件可单独控制，使更加节能；温度传感器伸入装有导热流体的温度传感器套管内，使溶液的温度真实准确可靠并且能够精确控制，消解管无污染死角、安装方便，而且能够符合国标中电磁搅拌滴定的要求；强制空气冷凝最大限度的节约水资源和能量资源，不会引起环境污染。

Description

一种测定水质中化学需氧量的加热消解恒温器装置

技术领域

本实用新型涉及一种水质分析用测定装置，具体是一种测定水质中化学需氧量的加热消解恒温器装置。

背景技术

化学需氧量反映了水中受还原性物质污染的程度，所以CODcr作为有机物相对含量的指标之一，也是我国实施排放总量控制的指标之一。CODcr数值可由于加入氧化剂的种类及浓度、反应溶液的酸度、反应温度和时间等的不同而得到不同的结果。因此CODcr是一个条件性指标，必须严格按操作步骤进行控制，而样品消解时的反应温度和时间对结果的准确性起着决定性的作用。

目前现有技术的CODcr加热消解恒温器（如图1所示）主要是现有加热传导块2和现有消解管4（平底）组成，其结构存在很大的弊端。恒温器在设计时，为了实验操作方便，并且为了适应现有消解管4尺寸的差别，一般CODcr恒温器的现有加热孔5设计的比现有消解管4的外径都要大很多，并且现有温度传感器3设置在现有加热传导块2上，这样，导致现有消解管4内的反应溶液7的温度比恒温器显示的温度低很多，尤其是恒温器用的时间稍长，加热孔内出现了较厚的氧化层和落入加热孔的残渣，这些热的不良导体使现有加热孔5和现有消解管4的空隙又进一步加大，严重影响了热的传导和辐射，这样现有消解管4内的反应溶液7的温度比恒温器显示的温度差别又进一步加大，经实测，离现有加热元件1较远的现有第二消解管6实测温度比恒温器显示温度最大可相差20℃以上，严重影响了前后结果的稳定性。即使同一批样品，因为加热孔之间温度的差异，也直接导致结果的不一致。专利200920023740.1虽然把温度传感器设置在加热孔内，可实现各加热孔温度的一致，但是如上所述的原因，仍然存在着加热孔和消解管内反应溶液温度的差别；专利201220175435.6中消解管管体内的温度传感器能够实现精确控制温度，但是该设计的安装管和管体存在死角，清洗不彻底，有交叉污染，并且该消解管只适用于在线分析仪器，不能按照国标《 GB/T 11914-1989?》进行电磁搅拌滴定操作。

同时，现有技术中，加热消解恒温器的铝制或石墨加热传导块2对消解管4底部和中部一起加热，这样导致消解管中部没有样品的位置局部温度迅速升高，管壁粘附的样品中的有机轻组分迅速挥发，导致结果偏差。

同时，现有技术中，对国标中水冷凝改进为空气冷凝，但是因为静态的空气冷凝的效果是很有限的，尤其是室温较高时和受加热块表面温度向上对流、辐射的影响，消解过程中仍然有部分酸雾逸出，所以现有技术仍然需要把整个消解装置放入通风橱中，既引起环境污染，又增加能源消耗。

发明内容

为了克服现有技术的加热消解恒温器装置中加热温度差异大、加热部位不合理、空气冷凝效果不好等的不足，本实用新型提供一种温度控制真实准确、加热部位合理、冷凝效果好的节能加热消解恒温装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种测定水质中化学需氧量的加热消解恒温器装置，包括壳体32，加热元件11及隔离层12，消解管8，保温层10，空气冷凝管16，所述的壳体32分三部分，下层是加热腔15，上层是强制空气冷却腔20，加热腔15的前面是显示及控制区域23，加热腔15和强制空气冷却腔20通过竖直支撑板22连接。

所述的加热腔15内均匀分布多个加热孔14，每个加热孔14底部都安装单独加热元件11，所述的加热元件11上有隔离层12，所述的加热元件11及隔离层12的底部和四周是保温层10，所述的隔离层12上放置消解管8，所述的消解管8的上口802和空气冷凝管16的下口17连接。

所述的加热元件11直径和所述的消解管8的底部外直径相适应，根据实际样品需要可以单独进行加热控制。

所述的加热元件11上有隔离层12，所述的隔离层12为U型，其内直径比所述消解管外直径大3-15mm。

所述的消解管8在上口802向下内缩形成一肩部801，肩部801安装有沿管壁斜向下的温度传感器套管806，所述的温度传感器套管806内部加有导热流体807，作为优选的，所述的导热流体807可以是导热油或者导热硅脂，所述的温度传感器套管806上端伸出消解管8管体并留有螺纹804，螺纹804与套管螺母803连接。

所述的温度传感器808的导线805穿过套管螺母803和温度传感器接线柱31连接，所述温度传感器接线柱31在加热腔15内与控制器（未图示）电连接。

所述的空气冷凝管16上端有一个或者多个球形泡18，球形泡18内部中空并与冷凝管16内部相通。

所述的强制空气冷却腔20的上下壁留有多个圆形冷却腔通孔21，所述的冷却腔通孔21与加热孔14一一垂直对应，冷却腔通孔21直径大于球形泡18直径5-20毫米，所述的强制空气冷却腔20的厚度能够容纳全部所述的球形泡18。

所述的强制空气冷却腔20左右各有一个或者多个风扇19，各风扇19的吹气方向是一致的。

所述的显示及控制区域23中有电源开关25，电源指示灯24，显示器26，加热孔选择开关27，温度设置按钮28，加热启动按钮29，时间设置按钮30。

本实用新型和现有技术相比，具有以下突出的有益效果：底部加热方式防止样品中测定的有机轻组分因侧壁瞬间高温而损失，使测定结果更准确；加热元件可根据样品多少单独进行控制，使更加节能，并且防止不使用的加热元件干烧，影响其寿命；保温层使加热区域热量损失降为最低，使节能效果更加明显；温度传感器伸入装有导热流体的温度传感器套管内，使溶液的温度真实准确可靠并且能够精确控制，消解管无污染死角、安装方便，而且能够符合国标中电磁搅拌滴定的要求；强制空气冷凝最大限度的节约水资源和能量资源，不会引起环境污染。

附图说明

图1是现有技术的测定水质中化学需氧量的加热消解恒温器装置局部示意图。

图2是本实用新型的测定水质中化学需氧量的加热消解恒温器装置中温度传感器套管示意图。

图3是本实用新型的测定水质中化学需氧量的加热消解恒温器装置局部示意图（加热孔及消解管）。

图4是图3中加热孔14的局部放大图。

图5是本实用新型中测定水质中化学需氧量的加热消解恒温器装置立体效果图。

图中：

现有加热元件1，现有加热传导块2，现有温度传感器3，现有消解管4，现有加热孔5，现有第二消解管6，反应溶液7，消解管8，肩部801，上口802，套管螺母803，螺纹804，导线805，温度传感器套管806，导热流体807，温度传感器808，装饰面层9，保温层10，加热元件11，隔离层12，磁子13，加热孔14，加热腔15，空气冷凝管16，空气冷凝管下口17，球形泡18，风扇19，强制空气冷却腔20，冷却腔通孔21，竖直支撑板22，显示及控制区域23，电源指示灯24，电源开关25，显示屏26，加热孔选择开关27，温度设置按钮28，加热启动按钮29，时间设置按钮30，温度传感器接线柱31，壳体32。

具体实施方式

以下将对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。

如图2、3、4、5所示，所述的壳体32分三部分，下层是加热腔15，上层是强制空气冷却腔20，加热腔15的前面是显示及控制区域23，加热腔15和强制空气冷却腔20通过竖直支撑板22连接。

所述的加热腔15内根据需要均匀设置多个加热孔14，每个加热孔14底部都安装单独加热元件11，所述的加热元件11形状为平板状，加热元件11上面放置隔离层12，所述的隔离层12形状为U形，U形竖直部分高度为消解管8的四分之一，材料为热的良导体且是耐腐蚀的，作为优选的，所述的隔离层材料可以是不锈钢、铝或者石墨；所述的隔离层12上面放置消解管8，所述的消解管8设计成锥形，方便测定时按国标方法放置磁子13进行滴定操作。

所述的消解管8容量为250ml-350ml，在上口802向下四分之一位置内缩形成一肩部801，从肩部801向下安装一沿消解管8内壁倾斜的温度传感器套管806，温度传感器套管806离消解管8内壁距离为2-5毫米，温度传感器套管806内插温度传感器808，所述的温度传感器808通过导线805穿过套管螺母803与加热腔15侧面的传感器接线柱31连接，所述的传感器接线柱31在加热腔15内部和控制器（未图示）电连接，所述的套管螺母803通过螺纹804与温度传感器套管806非密闭性连接，所述的温度传感器套管806内注入导热流体807，所述的导热流体807为导热油或者导热硅脂。控制器（未图示）控制加热元件11对消解管8中的试剂（未图示）进行加热，所述的温度传感器808能够快速检测到消解管8内试剂的温度变化，保证了所测温度最接近试剂的真实温度，并且能够精确控制。所述的消解管8周围包覆保温层10，保温层10凹陷部分形成加热孔14，所述的加热孔14呈圆柱形且其直径和隔离层12外径相当，所述的保温层10外面覆盖装饰面层9以使外观美观。

所述的消解管8的上口802与所述的空气冷凝管16的下口17通过配套标准磨砂气密性连接。

所述的空气冷凝管16的直管部分为400mm-800mm，直径为10-20mm，在直管部分适当位置有一个或者多个球形泡18，所述的球形泡18内部中空并与冷凝管16 内部相通。

所述的壳体上部是强制空气冷却腔20，和下部加热腔15通过竖直支撑板22连接，所述的强制空气冷却腔20上下壁留有冷却腔通孔21，冷却腔通孔21各与加热孔14一一垂直对应，冷却腔通孔21直径稍大于空气冷凝管16上的球形泡18的直径。强制空气冷却腔20为中空，中空内竖直高度能够容纳所述的球形泡18，使安装后所述的球形泡18能够全部在强制空气冷却腔20内，所述的强制空气冷却腔20左右二边都开口，左右开口的中部各安装一个或多个风扇19，风扇19的吹气方向是一致的。消解管8和空气冷凝管16连接安装后放置于加热孔14内，所述的空气冷凝管16从冷却腔通孔21内伸出。

优选实施例：

如图2、3、4、5所示，在温度传感器套管806内插入温度传感器808，并注入适当数量的导热流体807，可根据实际情况选择导热油或者导热硅脂。温度传感器的导线805穿过套管螺母803，套管螺母803和螺纹804非密闭性连接，把消解管8放入加热孔14内，连接导线805与加热腔15侧面的温度传感器接线柱31。按国家标准，在消解管8内加入样品20.0ml，10.0ml重铬酸钾标准溶液，缓慢加入30ml硫酸-硫酸银溶液，把空气冷凝管16从强制空气冷凝腔通孔20内向下插入，并使空气冷凝管16的下口17和消解管8的上口802气密性连接，根据实际需要，安装其他消解管及配套装置一并放入其他加热孔。

打开本加热消解恒温器装置的电源开关25，电源指示灯24亮，风扇19开始运转，根据样品需要，打开相应的加热开关27，每打开一个加热开关27，相应的调节温度设置按钮28和时间设置按钮30，调节到所需的（或者国标的）加热温度和加热时间，按下加热启动按钮29，即可开始消解过程。每次开机，本加热消解恒温器装置都自动选用上次关机前设定的参数，如果不需要变动，只需按下加热启动按钮29即可。控制器（未图示）控制加热元件11对消解管8中的试剂（未图示）进行加热，温度传感器808能够快速检测到消解管8内试剂（未图示）的温度变化，保证了所测温度最接近试剂（未图示）的实际温度，并且能够精确控制。

消解完毕，本加热消解恒温器装置内置蜂鸣器（未图示）响一次，即标示消解过程结束，风扇19继续转动，直到电源开关25关闭。

待消解管8内温度降到室温后，用20~30ml水自空气冷凝管16上端冲洗空气冷凝管后，把导线805与所述的温度传感器接线柱31断开，再把空气冷凝管16向上挪动脱离消解管8，把消解管8拿出，再用水稀释至140ml左右，放入磁子13，在磁力搅拌器上按国标方法进行滴定测定。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型专利技术方案范围的宗旨和范围，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，比如消解管由锥形修改成圆柱形等，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种测定水质中化学需氧量的加热消解恒温器装置，包括壳体，加热元件及隔离层，消解管，保温层，空气冷凝管，其特征是：所述的壳体分上下二层，下层是加热腔，所述的加热腔内均匀分布多个加热孔，每个加热孔底部都安装单独加热元件，所述的加热元件上有隔离层，所述的加热元件及隔离层周围是保温层，所述的加热元件及隔离层上放置消解管，所述的消解管上口和空气冷凝管的下口连接，所述的壳体上层为强制空气冷却腔。

2.根据权利要求1所述的一种测定水质中化学需氧量的加热消解恒温器装置，其特征是：所述的加热腔中加热孔的底部都安装单独的加热元件，所述的加热元件直径和所述的消解管的底部外直径相适应。

3.根据权利要求1所述的一种测定水质中化学需氧量的加热消解恒温器装置，其特征是：所述的加热元件上有隔离层，隔离层为U型，其内直径比所述消解管外直径大3-15mm。

4.根据权利要求1所述的一种测定水质中化学需氧量的加热消解恒温器装置，其特征是：所述的消解管在上口向下内缩形成一肩部，肩部斜向下有温度传感器套管，所述温度计套管内部加有导热流体并插有温度传感器。

5.根据权利要求4所述的一种测定水质中化学需氧量的加热消解恒温器装置，其特征是：所述的温度传感器套管上端伸出锥形消解管管体并留有螺纹，螺纹与温度传感器套管螺母连接。

6.根据权利要求5所述的一种测定水质中化学需氧量的加热消解恒温器装置，其特征是：所述的温度传感器导线穿过温度传感器套管螺母和所述壳体加热腔外侧的温度传感器接线柱连接，所述温度传感器接线柱在壳体内与控制器电连接。

7.根据权利要求1所述的一种测定水质中化学需氧量的加热消解恒温器装置，其特征是：所述的空气冷凝管上端有一个或者多个球形泡，球形泡内部中空并与冷凝管内部相通。

8.根据权利要求1所述的一种测定水质中化学需氧量的加热消解恒温器装置，其特征是：所述的强制空气冷却腔的上下壁留有多个通孔，所述通孔与加热孔位置一一对应，所述的强制空气冷却腔的竖直高度能够容纳所述的空气冷凝管上的球形泡。

9.根据权利要求1所述的一种测定水质中化学需氧量的加热消解恒温器装置，其特征是：所述的强制空气冷却腔左右各有一个或者多个风扇，各风扇的吹气方向是一致的。