CN207318513U - 一种自动纺织品定量化学分析仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及纺织品定量化学分析技术领域，具体涉及一种自动纺织品定量化学分析仪。该自动纺织品定量化学分析仪包括支架、储液容器、注射泵、注射器、电动十字滑台、溶解器皿、引流器、搅拌桨、电动直线滑台、过滤坩埚、抽滤瓶、真空泵和控制单元。该自动纺织品定量化学分析仪可自动实现纺织品定量化学分析试验所需的进液、溶解、过滤、清洗操作，解决了以往纺织品定量化学分析全靠人工操作，其过程繁琐，试验时间长，操作人员须接触有毒、有腐蚀性等危害的化学药品，对操作人员健康不利，其准确性也受操作人员熟练程度影响等问题。

Description

一种自动纺织品定量化学分析仪

技术领域

本实用新型涉及纺织品的定量分析技术领域，尤其涉及一种自动纺织品定量化学分析仪，用于纺织品定量化学分析试验。

背景技术

纺织品定量化学分析标准规定了对纤维混合物的定量化学分析方法。所有这些纤维混合物定量分析标准的试验步骤均由以下部分或全部操作过程按标准规定的顺序组合而成：前处理、进液、搅拌、溶解、中和、过滤、清洗、烘干、称重、计算。目前，这些操作过程中的大部分都是由操作人员手动完成，存在以下缺点：过程繁琐，试验时间长；操作人员须多次接触有毒、腐蚀性、挥发性的化学药品，对操作人员健康不利；准确性受操作人员熟练程度的影响较大。

发明内容

本实用新型旨在克服人工手动进行纺织品定量分析存在的缺点，提供一种自动纺织品定量化学分析仪。

本实用新型的自动纺织品定量化学分析仪包括支架、储液容器、注射泵、注射器、电动十字滑台、溶解器皿、引流器、搅拌桨、电动直线滑台、过滤坩埚、抽滤瓶、真空泵和控制单元。

储液容器有2个或2个以上，放在支架上的固定位置，用于储存试验中用到的溶剂和水；储液容器优选硼硅酸盐玻璃3.3材质，可耐有机溶剂、强酸、次氯酸盐这些常用于纺织品定量化学分析的试剂。

电动十字滑台由x轴直线滑台和z轴直线滑台组成，均由步进电机或伺服电机驱动，配有用于定位零点的行程开关；x轴和z轴位置的重复精度均优于0.01mm；电动十字滑台的x轴直线滑台固定在支架上，z轴直线滑台固定在x轴直线滑台的滑块上。

电动直线滑台竖直的固定在支架上，由步进电机或伺服电机驱动，配有用于定位零点的行程开关，位置的重复精度优于0.01mm。

注射泵固定在z轴直线滑台的滑块上，可在x轴方向和z轴方向移动；注射器安装在注射泵上的夹具上。

溶解器皿固定在支架上，溶解器皿的顶部有一个喇叭形入口，底部有两个出口，分别为底部出口1和底部出口2；底部出口1为圆形，与喇叭形入口同轴心，首先连接锥形管，然后连接互换磨砂球形接头作为底部出口1的引出口；底部出口2位于底部出口1附近，采用烧结砂芯将这个出口封闭，烧结滤芯的顶面与溶解器皿的底部内壁平齐，再将这个出口引出，通过管道将底部出口2的引出口与电磁阀连接，控制这个出口的开启和关闭，然后再连接到抽滤瓶。

引流器的入口竖直向上，在溶解器皿入口的斜上方，出口指向溶解器皿的入口，用于将注射器排出的液体引向溶解器皿内部；引流器优选硼硅酸盐玻璃3.3材质。

注射器优选硼硅酸盐玻璃材质，与针筒连接的针头优选聚四氟乙烯材质。

搅拌桨由搅拌轴、搅拌桨叶、箱体、轴承、弹簧、锥形塞、锥形塞杆组成，2个或以上的搅拌桨叶安装在箱体底部，呈圆形均部，锥形塞杆与轴承连接，置于箱体中，使锥形塞与搅拌桨一同升降，也可保证在搅拌轴带动箱体转动时，连在锥形塞杆上的锥形塞保持静止，锥形塞杆的顶部和箱体之间设有弹簧，二者之间的弹簧可降低对电动直线滑台的位置重复精度的要求，并保证锥形塞对底部出口1的密封性；搅拌桨除轴承外的所有零部件均优选聚四氟乙烯材质，可耐纺织品定量化学分析常用的有机溶剂、强酸和次氯酸盐。

搅拌桨固定在电动直线滑台的滑块上，随滑块上升或下降，步进电机通过联轴器与搅拌轴连接，驱动搅拌桨转动；锥形塞随搅拌桨上升或下降，可开启或关闭溶解器皿的底部出口1。

过滤坩埚的入口为互换球形磨砂接头结构，便于与溶解器皿底部出口1的引出口进行密封连接；互换球形磨砂接头密封结构降低了对溶解器皿和过滤坩埚同轴度的要求；过滤坩埚优选硼硅酸盐玻璃3.3材质。

过滤坩埚下设坩埚座，坩埚座安装在坩埚座支架上，坩埚座和坩埚支架之间设有弹簧，这样的设计可对过滤坩埚施加一定的向上压力，保证溶解罐和过滤坩埚之间的球形磨砂接口的密封性，也便于取放过滤坩埚；坩埚座底部设一出口，通过管道相继与电磁阀和抽滤瓶连接；电磁阀优先聚四氟乙烯电磁阀；管道优选聚四氟乙烯管道；在不方便采用硬质聚四氟乙烯管道的地方，可采用内壁涂有聚四氟乙烯的硅胶软管；坩埚座优选聚四氟乙烯材质。

真空泵和抽滤瓶连接，组成抽滤装置；连接管道优选耐真空氟橡胶管。

控制单元包括控制器、继电器、数字量输入/输出模块、模拟量输入/输出模块、串行通信接口、开关电源模块。

控制单元可根据试验要求，将搅拌桨下降到指定高度，使锥形塞对溶解器皿的底部出口1进行密封，在加入试验所需的样品和试剂后，可对液体和样品的混合物进行指定强度的搅拌操作，实现了自动搅拌操作。

控制单元可根据试验要求，将搅拌桨上升到指定高度，开启底部出口1，进行自动排液操作，将溶解器皿中的液体和纺织品样品排入到过滤坩埚中，然后打开真空泵，进行自动的过滤操作。

控制单元通过串行通信接口与注射泵连接，对注射泵进行控制。

控制单元可根据实验要求，控制电动十字滑台的步进电机或伺服电机以指定的角速度转过一定的角度，将注射泵移动到指定储液容器位置上方，使注射器的针头正对储液容器的中心位置，然后将注射泵下降到指定高度，使注射器的针头浸入储液容器的液体中；然后，按照试验要求控制注射泵吸入一定体积的液体，再将注射泵移动到引流器的上方，将注射器吸入的所有液体通过引流器排入溶解器皿，实现了对溶解器皿的自动进液操作。

在试验需要进行多次“加入液体-排液-抽滤-加入液体”操作时，可通过保持底部出口1为关闭状态，打开或关闭与底部出口2的连接的电磁阀来实现；当加入的液体为溶剂时，可实现实验要求的多次加入溶剂溶解的操作；当加入的液体为水时，可实现实验要求的多次清洗的操作。

该自动纺织品定量化学分析仪可自动实现纺织品定量化学分析试验所需的进液、溶解、过滤、清洗操作，解决了以往纺织品定量化学分析全靠人工操作，其过程繁琐，试验时间长，操作人员须接触有毒、有腐蚀性等危害的化学药品，对操作人员健康不利，其准确性也受操作人员熟练程度影响等问题。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图和具体实施方式示意图。

具体实施方式

下面结合附图及其中一种实施示例对本实用新型的技术方案进一步阐述。

本实用新型涉及一种自动纺织品定量化学分析仪，用于纺织品定量化学分析试验。

本实施例的自动纺织品定量化学分析仪主要包括支架（1）、溶剂瓶（8）、水瓶（9）、注射泵（7）、注射器（6）、电动十字滑台、溶解罐（21）、引流器（24）、搅拌桨、电动直线滑台（3）、过滤坩埚（17）、抽滤瓶（15）、真空泵（10）和控制单元（30）。

溶剂瓶（8）和水瓶（9）均由硼硅酸盐玻璃制成，放在支架上的固定位置，用于储存试验中用到的溶剂和水。

溶解罐（21）固定在支架上，溶解罐（21）的顶部有一个喇叭形入口，底部有两个出口，分别为底部出口1和底部出口2；底部出口1为圆形，与喇叭形入口同轴心，首先连接锥形管，然后连接互换磨砂球形接头作为底部出口1引出口（18）；底部出口2位于底部出口1附近，采用烧结砂芯将这个出口封闭，烧结滤芯的顶面与溶解器皿的底部内壁平齐，再将这个出口引出，通过管道将底部出口2引出口（11）与电磁阀（13）连接，控制这个出口的开启和关闭；然后，再连接到抽滤瓶（15）。

溶解罐（21）设有用于通入恒温浴液的夹套，夹套设有夹套入口（19）和夹套出口（20）。

引流器（24）的入口为喇叭形，竖直向上，在溶解罐（21）入口的斜上方，出口指向溶解罐（21）的入口，用于将注射器（6）排出的液体引向溶解罐（21）内部；引流器的材质为硼硅酸盐玻璃3.3，固定在支架（1）上。

注射器为硼硅酸盐玻璃3.3材质，针头为聚四氟乙烯材质，通过螺纹与注射器相连。

搅拌桨由搅拌轴（2）、搅拌桨叶（25）、箱体（29）、滚针推力轴承（26）、弹簧（27）、锥形磨砂塞（22）、锥形磨砂塞（23）杆组成，3个搅拌桨叶（25）安装在箱体底部，呈圆形均部，锥形磨砂塞杆（23）与滚针推力轴承（26）连接，置于箱体（29）中，使锥形磨砂塞（22）与搅拌桨一同升降，也可保证在搅拌轴（2）带动箱体（29）转动时，连在锥形磨砂塞杆（23）上的锥形磨砂塞（22）保持静止，锥形磨砂塞杆（23）的顶部和箱体（29）之间设有弹簧，二者之间的弹簧可降低对电动直线滑台（3）的位置重复精度的要求，并保证锥形磨砂塞（22）对溶解罐（21）的底部出口1的密封性；搅拌桨的除滚针推力轴承外（27）的所有零部件，均采用聚四氟乙烯材质，滚针推力轴承（27）采用不锈钢材质。

电动直线滑台（3）竖直的固定在支架（1）上，由步进电机驱动，配有用于定位零点的行程开关，位置的重复精度优于0.01mm；在控制单元的控制下，可将搅拌桨上升或下降到指定高度。

电动十字滑台由x轴直线滑台（5）和z轴直线滑台（4）组成，均由步进电机驱动，配有用于定位零点的行程开关；x轴和z轴位置的重复精度均优于0.01mm；电动十字滑台的x轴直线滑台（5）固定在支架上，z轴直线滑台（4）固定在x轴直线滑台（5）的滑块上。

注射泵（7）固定在z轴直线滑台（4）的滑块上，可沿x轴方向和z轴方向移动；注射器（6）安装在注射泵（7）的夹具上。

搅拌桨固定在电动直线滑台（3）的滑块上，随滑块上升或下降，步进电机通过联轴器与搅拌轴连接，驱动搅拌桨转动；锥形磨砂塞（22）随搅拌桨上升或下降，可开启或关闭溶解罐（21）的底部出口1。

过滤坩埚（17）为硼硅酸盐玻璃3.3材质，设有玻璃烧结砂芯；过滤坩埚（17）的入口为互换球形磨砂接头结构，便于与溶解罐底部出口1的引出口（18）进行密封连接。

过滤坩埚（17）下设坩埚座（16），坩埚座（16）安装在坩埚座支架（14）上，坩埚座（16）和坩埚座支架（14）之间设有弹簧，坩埚座（16）底部设一出口，通过管道相继与电磁阀和抽滤瓶（15）连接；电磁阀为聚四氟乙烯电磁阀；管道从坩埚座（16）的底部出口到电磁阀相继为内涂聚四氟乙烯的硅胶软管和硬质聚四氟乙烯管；坩埚座（16）为聚四氟乙烯材质。

真空泵（10）和抽滤瓶（15）通过耐真空氟橡胶管连接，组成抽滤装置。

控制单元（30）包括控制器、继电器、数字量输入/输出模块、模拟量输入/输出模块、串行通信接口、开关电源模块。

控制单元（30）与电动十字滑台的步进电机和行程开关连接，对电动十字滑台的x轴和z轴位置进行精确控制；与电动直线滑台（3）的步进电机和行程开关连接，对电动直线滑台（3）的高度位置进行精确控制；通过串行通信接口与注射泵（7）连接，控制注射泵（7）的动作。

典型的试验过程如下：

1) 安装过滤坩埚（17）；

2)控制单元（30）控制搅拌桨下降到指定高度，将溶解罐（21）的底部出口1密封；

3)向溶解罐（21）中加入样品；

4)控制单元（30）控制电动十字滑台将注射泵（7）移动至溶剂瓶（8）的上方；

5)控制单元（30）通过控制注射泵（7）将注射器（6）的针头浸入到溶剂瓶（8）内的溶剂中，吸取一定体积的溶剂；

6)控制单元（30）控制电动十字滑台将注射泵（7）移动至引流器（24）的上方；

7)控制单元（30）通过控制注射泵（7）将注射器（6）中的溶剂通过引流器（24）排入溶解罐内；

8)控制单元（30）控制搅拌桨对溶解罐（21）溶剂和样品的混合物进行一定转速的搅拌；

9)一定时间后，控制单元（30）停止搅拌；

10)控制单元（30）打开电磁阀（13），同时开启真空泵（10）；

11)一定时间后，控制单元（30）关闭真空泵，关闭电磁阀；

12)重复步骤4-11两次；

13)控制单元（30）控制电动直线滑台（3）将搅拌桨上升到指定高度，将溶解灌中的液体和残留样品排入过滤坩埚（17），然后，打开真空泵（10），进行抽滤；

14)一定时间后，控制单元（30），关闭真空泵停止抽滤；

15)控制单元（30）控制电动十字滑台将注射泵（7）移动至水瓶（9）的上方；

16)控制单元（30）通过控制注射泵（7）将注射器（6）的针头浸入到水瓶（9）的水中，吸取一定体积的水；

17)控制单元（30）控制电动十字滑台将注射泵（7）移动至引流器（24）的上方；

18)控制单元（30）通过控制注射泵（7）将注射器（6）中的水通过引流器（24）排入溶解罐内，溶解罐（21）和过滤坩埚（17）进行清洗，同时开启真空泵（10）；

19)重复步骤14-18三次；

20)取下过滤坩埚（17）；

21)试验结束。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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同等替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种自动纺织品定量化学分析仪，包括支架、储液容器、注射泵、注射器、电动十字滑台、溶解器皿、进液器、搅拌桨、电动直线滑台、过滤坩埚、抽滤瓶、真空泵和控制单元；

储液容器有2个或2个以上，放在支架上的固定位置，用于储存试验中用到的溶剂和水；

电动十字滑台由x轴直线滑台和z轴直线滑台组成，均由步进电机或伺服电机驱动，配有用于定位零点的行程开关；电动十字滑台的x轴直线滑台固定在支架上，z轴直线滑台固定在x轴直线滑台的滑块上； 电动直线滑台竖直的固定在支架上，由步进电机或伺服电机驱动，配有用于定位零点的行程开关；注射泵设有串行通信接口，与控制单元通过串行通信接口连接通信；注射泵固定在电动十字滑台的滑块上，可在x轴方向和z轴方向移动；注射器安装在注射泵上的夹具上；溶解器皿固定在支架上，溶解器皿的顶部有一个喇叭形入口，底部有两个出口，分别为底部出口1和底部出口2；底部出口1为圆形，与喇叭形入口同轴心，首先连接锥形管，然后连接互换磨砂球形接头作为底部出口1的引出口；底部出口2位于底部出口1附近，采用烧结砂芯将这个出口封闭，烧结滤芯的顶面与溶解器皿的底部内壁平齐，再将底部出口2引出，通过管道将底部出口2的引出口与电磁阀连接，然后再连接到抽滤瓶；引流器固定在支架上，引流器的入口为喇叭形结构，竖直向上，在溶解器皿入口的斜上方，引流器的出口倾斜指向溶解器皿的入口，用于将注射器排出的液体引向溶解器皿内部；搅拌桨由搅拌轴、桨叶、箱体、轴承、弹簧、锥形塞、锥形塞杆组成，2个或以上的桨叶安装在箱体底部，呈圆形均部，锥形塞杆与轴承连接，置于箱体中，使锥形塞与搅拌桨一同升降，也可保证在搅拌轴带动箱体转动时，连在锥形塞杆上的锥形塞保持静止，锥形塞杆的顶部和箱体之间设有弹簧； 搅拌桨固定在电动直线滑台的滑块上，随滑块升降，步进电机通过联轴器与搅拌轴连接，驱动搅拌桨转动；锥形塞随搅拌桨升、降，可开启、关闭溶解器皿的第一个出口；过滤坩埚的入口为互换球形磨砂接头结构，便于与溶解器皿进行密封连接；过滤坩埚下设坩埚座，坩埚座安装在坩埚座支架上，坩埚座和坩埚座支架之间设有弹簧，坩埚座底部设一出口，通过管道相继与电磁阀和抽滤瓶连接；真空泵和抽滤瓶连接，组成抽滤装置；在控制单元的控制下，电动十字滑台将注射泵移动到指定储液容器位置，注射泵驱动注射器从指定的储液容器中吸入液体，然后，电动十字滑台将注射泵移动到引流器的上方，注射泵将吸入的液体经由引流器注入溶解器皿。

2.根据权利要求1所述的一种自动纺织品定量化学分析仪，其特征在于：所述电动十字滑台的x轴和y轴的位置重复精度优于0.01mm。

3.根据权利要求1所述的一种自动纺织品定量化学分析仪，其特征在于：所述电动直线滑台的位置重复精度优于0.01mm。

4.根据权利要求1所述的一种自动纺织品定量化学分析仪，其特征在与：所述控制单元包括控制器、继电器、模拟量输入/输出模块、数字量输入/输出模块、串行通信接口、开关电源模块。