CN204613013U - 一种样品灰化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种样品灰化装置，包括坩埚支撑架、坩埚、容器腔、设备支架、微波源、控制装置和与控制装置连接的热电偶，所述设备支架上设置有门前板和门，所述门前板上设置有进风风机，所述门上设置有进风管，进风风机与进风管连通，进风风机与控制装置连接，进风管设置位置与坩埚支撑架的位置对应设置；容器腔设置在所述设备支架上且与所述门前板连接，所述容器腔上设置有出风管；所述容器腔、门前板上与所述门位置对应处均开设有门孔，所述坩埚支撑架穿过所述门孔与所述容器腔可滑动连接，所述微波源设置于所述容器腔外侧且与所述控制装置连接。通过本实用新型增加了样品与氧气的接触面积，提高了样品的灰化速度。

Description

一种样品灰化装置

技术领域

本实用新型属于样品检验前处理技术领域，具体涉及一种大容量多容器用于样品前处理微波灰化装置。

背景技术

干法灰化是指将一定量的样品置于坩埚中加热，使其中的有机物脱水、分解、氧化、炭化，再将残余的样品放入高温电炉中在有氧或者富氧的环境中在一定的温度下进行灼烧，直至残留物为白色或浅灰色为止。所剩余的残渣即为无机成分主要由一些不能燃烧的矿物性杂质组成，含有钙、镁、铁、硅，以及微量甚至痕量的砷、钡、铍、铅、汞、锌等，同时还含有放射性元素，广泛用于微量元素的分析测试。

目前的处理方法为将检测样品放置在电热板上干燥、碳化，部分单位使用锅进行该项程序，然后将残余的样品之后送入马弗炉中灰化。由于现有的马弗炉，采用的是电加热的方式，采用电对马弗炉进行加热，需要保证炉内的温度保持在高温状态，但是，一般在灰化的阶段，空气或者氧气的进入量较大，会带走大量的热量而导致炉内的温度急剧下降而达不到灰化的要求，而且，在灰化阶段，通常采用通过引风风机吸风被动进入的方式，空气或者氧气的被动吸入，使坩埚中样品与空气或者氧气的接触仅仅限于坩埚中样品的最上层表面部分，灰化速度非常慢，直接导致灰化的处理周期为十几个甚至是几十个小时。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：本实用新型提出一种样品灰化装置，解决现有技术中存在的样品灰化处理阶段中样品与氧气接触面积小、灰化速度慢的问题，提高了样品的灰化速度。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种样品灰化装置，其特征在于，包括坩埚支撑架、设置于坩埚支撑架上的坩埚、容器腔、设备支架、微波源、控制装置和与控制装置连接的热电偶，所述设备支架上设置有门前板和门，所述门前板上设置有进风风机，所述门上设置有进风管，所述进风风机与所述进风管连通，所述进风风机与所述控制装置连接，所述进风管设置位置与所述坩埚支撑架的位置对应设置；所述容器腔设置在所述设备支架上且与所述门前板连接，所述容器腔上设置有出风管；所述容器腔、门前板上与所述门位置对应处均开设有门孔，所述坩埚支撑架穿过所述门孔与所述容器腔可滑动连接，所述微波源设置于所述容器腔外侧且与所述控制装置连接。

进一步的，所述坩埚支撑架上设置有多层平行排列的支撑板，所述每层支撑板上对应的设置有多个坩埚，所述门上设置有多根进风管，所述每根进风管与所述每层支撑板一一对应设置，所述每一进风管的出风口位置均高于对应层所述坩埚的上端面位置。

进一步的，所述进风风机设置有多个，分别设置在门前板两侧，所述门前板上与所述风机位置对应处开设有进风口，所述进风口的位置与所述进风管的入风口位置对应设置。

进一步的，所述门上设置有防漏组件，所述防漏组件为抗流槽。

进一步的，所述容器腔为金属壳体，所述金属壳体内腔内层设置有保温层、所述保温层为陶瓷纤维。

进一步的，所述微波源可以设置在所述容器腔的一侧、两侧或多侧。

进一步的，所述容器腔底部设置有滑动导轨，所述坩埚支撑架沿所述滑动导轨在所述容器腔内滑动。

进一步的，所述导轨通过焊接、铆接或螺栓与所述容器腔底部固定。

进一步的，所述进风管上设置有电磁阀和气体流量调节阀。

进一步的，所述出风管上设置有排气风扇。

本实用新型与现有技术相比有许多优点和积极效果：

本实用新型通过设置设备支架，在设备支架上设置容器腔，在容器腔内放置对坩埚进行支撑的坩埚支撑架，坩埚支撑架与容器腔可滑动连接，坩埚支撑架可以沿容器腔滑动，以达到合适的位置调整，同时在设备支架上设置进风管和进风风机，进风风机和进风管连通，进风风机和控制装置连接，通过采用热电偶测得样品的温度传递给控制控制装置来对进风风机的风量和流向进行控制，使样品与空气或氧气实现充分接触，在减少样品散失的前提下，大大的提高了灰化的速度。同时，加热能源为微波能，微波加热直接将能量作用于样品，不需要对流、传导和辐射。即使是在高温段进入大量的空气或者氧气，也不会使因为空气或氧气的进入带走热量，使得炉内样品的温度有大幅度的降低，从而能够保证了灰化效果。此外，采用热电偶对样品灰化温度进行在线监测，可以通过温度的高低进而来控制风机风量和微波能的大小能够最大程度的减少微量元素的散失。

附图说明

图1为本实用新型样品灰化装置的立体结构图；

图2为本实用新型样品灰化装置的主视图；

图3为本实用新型样品灰化装置的左视图；

图4为本实用新型样品灰化装置的支架抽离状态时对应的状态图；

图5是本实用新型样品灰化装置的灰化过程中气流示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

参见图1-图5所示，本实用新型一种样品灰化装置的实施例，包括坩埚支撑架1、设置于坩埚支撑架上的坩埚2、容器腔3、设备支架4、微波源5、控制装置6和与控制装置6连接的热电偶7，所述设备支架4上设置有门前板41和门42，所述门前板41上设置有进风风机8，所述门42上设置有进风管9，所述进风风机8与所述进风管9连通，所述进风风机8与所述控制装置6连接，所述进风管9设置位置与所述坩埚支撑架1的位置对应设置；所述容器腔3设置在所述设备支架4上且与所述门前板41连接，所述容器腔3上设置有出风管10；所述容器腔3、门前板41上与所述门42位置对应处均开设有门孔，所述坩埚支撑架1穿过所述门孔与所述容器腔3可滑动连接，所述进风管9设置位置与所述坩埚支撑架1的位置相对应，所述微波源5设置于所述容器腔3外侧且与所述控制装置6连接。

具体来说，本实施例中坩埚2主要放置在坩埚支撑架1上，坩埚支撑架1对坩埚2起到固定支撑作用，设备支架4上设置有门前板41和于门前板41对应设置的门42，门42与门前板41的位置一一对应，在门前板41上设置有对坩埚2中样品进行送风的进风风机8，对应的在门42上设置有进风管9，进风管9和进风风机8连通，所述进风管9设置位置与所述坩埚支撑架2的位置对应设置，可以确保风从进风风机8吹出后经过进风管9直接出入到进风管9内，风从进风管9又直接吹入到容器腔3内的坩埚吃撑架1上的样品上，实现空气或氧气与样品的接触进行样品的灰化处理，同时将进风风机8和控制装置6连接，可以对应的实现对于进风风机8风量的控制，满足样品灰化时需要氧气量的控制。所述控制装置6安装在装置的外部易于操作人员操作的任意位置或者单独做成配电柜安放于样品前处理灰化装置的旁边，可以为按键控制或者触摸屏控制来实现相应的控制。容器腔3设置在设备支架4上且与位于设备支架4一侧面上设置的门前板41连接在一起，具体的，容器腔3为方形腔，其对应的底面设置在设备支架4的地面上，其侧面和门前板41对应连接。坩埚支撑架1可滑动的设置在容器腔3内部，可以沿容器腔3来回滑动，对应的，在容器腔3和门前板41连接侧面上均开设和门42的位置大小完全相同的门孔；这样可以确保坩埚支撑架2可以沿门孔进行来回滑动，实现对于灰化样品的取放，设置门孔和门42大小完全相同也可以确保门42在闭合时，实现对于整个设备的密封，减少热量的损失，防止微波源5的泄露，同时将热电偶7设置在容器腔3内，坩埚支撑架1可以沿容器腔3来回滑动可以确保滑动到合适的位置使热电偶7刚好与位于坩埚2内的样品接触，这样则可以实现对坩埚2内部放置的样品进行在线温度的检测，将检测到的温度信号传递给控制装置6来实现对样品加热过程中的加热温度和灰化温度的检测控制。具体的，控制装置6通过热电偶7取得样品的温度值，当样品温度值达到灰化所需要的温度时，控制装置6控制进风风机8开始工作，同时控制微波功率的大小，由于进风风机8的工作，外界气体的进入会引起样品的温度下降，这时控制装置6接收到相应的信号发出控制信号来控制微波的功率大小变化和进风风机8风量的大小来维持样品的温度一直在其灰化的最佳温度。在容器腔3上还设置废气流出的出风管10，当灰化处理完成后产生的废气由出风管10排出，此外本实施例中的加热能源采用微波能，可以直接对样品进行加热，加快了样品灰化的速度。

进一步的，所述坩埚支撑架1上设置有多层平行排列的支撑板11，所述每层支撑板11上对应的设置有多个坩埚2，所述门42上设置有多根进风管9，所述每根进风管9与所述每层支撑板11一一对应设置，所述每一进风管9的出风口位置均高于对应层所述坩埚2的上端面位置，为实现对于多个样品大容量样品的灰化处理，将坩埚支撑架1设置成多层，在每层上对应的放置多个，为确保灰化样品的每层位于坩埚2上的样品均可以与氧气或空气充分的接触，对应的设置多根进风管9，每一层支撑架11对应一根进风管9，进风管9和支撑板11层数的设置可以根据具体需要设置可以为一层或多层，在本实施例中不做具体形式的限制，本实施例中选取的为5层支撑板11和5根进风管9的设置方式，为确保风从进风管9吹出时与每层坩埚2上的样品接触面积最大，将出风口的位置略高于坩埚2上端面的位置，这样可以确保风刚好从坩埚2的上表面吹过，获得最大接触面积，也加快了样品灰化速度。

对应的，设置有多根进风管9，进风风机8也设置有多个，分别设置在门前板41两侧。为确保进风风机8的风直接将风吹入到进风管9内，在门前板41上与所述进风风机8位置对应处开设有进风口，所述进风口的位置与所述进风管9的入风口位置对应设置。

进一步的，为保证该设备的运行中，微波能不泄露至装置以外，在门42中安装防泄漏组件11，在闭合门42时，防泄漏组件11与门前板41紧密的配合，保证微波能不泄露到装置外，优选的，所述防泄漏组件11为抗流槽。

进一步的，所述容器腔3为金属壳体，所述金属壳体内腔内层设置有保温层，所述保温层为陶瓷纤维等不吸收微波且能够有保温效果的单层或者多层保温材料组成，设置保温层用以保证在此加热过程中的热量散失最小。

进一步的，所述微波源5可以设置在所述容器腔3的一侧、两侧或多侧，在对样品进行加热时实现同步加热，缩短样品升温时间，提高灰化速度，微波源5为微波元器件的总称，其主要包含磁控管、变压器、波导、电容、二极管及其相关的连接线。

进一步的，为实现坩埚支撑架1与容器腔3的滑动连接，在容器腔3底部设置导轨，坩埚支撑架1沿导轨在容器腔3内滑动，所述导轨通过焊接、铆接或螺栓与所述容器腔3底部固定，坩埚支撑架1的驱动方式可以为丝杠电机或者液压传动等，在此不做具体形式的限制。

进一步的，为实现对于进风量的精确控制，在进风管9的管上设置有电磁阀和气体流量调节阀。

为确保废气排放效率，在出风管10的管上设置排气风扇。

具体本装置使用的过程如下；

先将样品放入多个坩埚2中，然后把坩埚2按照摆放位置放置在坩埚支撑架1上，坩埚支撑架1通过丝杠电机或者液压传动等方式，在安装在容器腔3底部的导轨上进行滑动，坩埚支撑架1到达装置需求位置，此时，坩埚2内样品与热电偶7接触，将门42关闭。开启微波源5，装置开始加热。热电偶7开始在线监测坩埚2内样品的温度。当热电偶7所测试的温度达到灰化需要的温度时，控制装置6接受到信号发出控制信号，进风风机8开启，使空气或者氧气通过进风口进入到进风管9，通过进风管9吹入进入容器腔3内的坩埚2上表面上，通过调整进风风机8的风量，使空气或者氧气充分的与样品进行混合灰化，灰化剩余的废气，通过出风管10排出。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何的简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种样品灰化装置，其特征在于，包括坩埚支撑架、设置于坩埚支撑架上的坩埚、容器腔、设备支架、微波源、控制装置和与控制装置连接的热电偶，所述设备支架上设置有门前板和门，所述门前板上设置有进风风机，所述门上设置有进风管，所述进风风机与所述进风管连通，所述进风风机与所述控制装置连接，所述进风管设置位置与所述坩埚支撑架的位置对应设置；所述容器腔设置在所述设备支架上且与所述门前板连接，所述容器腔上设置有出风管；所述容器腔、门前板上与所述门位置对应处均开设有门孔，所述坩埚支撑架穿过所述门孔与所述容器腔可滑动连接，所述微波源设置于所述容器腔外侧且与所述控制装置连接。

2.根据权利要求1所述的样品灰化装置，其特征在于，所述坩埚支撑架上设置有多层平行排列的支撑板，所述每层支撑板上对应的设置有多个坩埚，所述门上设置有多根进风管，所述每根进风管与所述每层支撑板一一对应设置，所述每一进风管的出风口位置均高于对应层所述坩埚的上端面位置。

3.根据权利要求2所述的样品灰化装置，其特征在于，所述进风风机设置有多个，分别设置在门前板两侧，所述门前板上与所述风机位置对应处开设有进风口，所述进风口的位置与所述进风管的入风口位置对应设置。

4.根据权利要求3所述的样品灰化装置，其特征在于，所述门上设置有防漏组件，所述防漏组件为抗流槽。

5.根据权利要求4所述的样品灰化装置，其特征在于，所述容器腔为金属壳体，所述金属壳体内腔内层设置有保温层、所述保温层为陶瓷纤维。

6.根据权利要求5所述的样品灰化装置，其特征在于，所述微波源可以设置在所述容器腔的一侧、两侧或多侧。

7.根据权利要求1所述的样品灰化装置，其特征在于，所述容器腔底部设置有导轨，所述坩埚支撑架沿所述导轨在所述容器腔内滑动。

8.根据权利要求7所述的样品灰化装置，其特征在于，所述导轨通过焊接、铆接或螺栓与所述容器腔底部固定。

9.根据权利要求6所述的样品灰化装置，其特征在于，所述进风管上设置有电磁阀和气体流量调节阀。

10.根据权利要求6所述的样品灰化装置，其特征在于，所述出风管上设置有排气风扇。