CN214251777U

CN214251777U - 微波消解仪

Info

Publication number: CN214251777U
Application number: CN202023096949.6U
Authority: CN
Inventors: 冯国通; 孙昭; 王俊卿; 张曙光; 林静贤
Original assignee: Qingdao Makewave Microwave Innovation Technology Co ltd
Current assignee: Qingdao Makewave Microwave Innovation Technology Co ltd
Priority date: 2020-12-21
Filing date: 2020-12-21
Publication date: 2021-09-21
Anticipated expiration: 2030-12-21

Abstract

本实用新型提供一种微波消解仪，提高对样品加热的均匀性，进而提高高通量处理时多个样品反应的同步性。所述微波消解仪包括消解腔、消解管支架和多个消解管，还包括驱动装置，其与消解管支架传动连接以驱动消解管支架升降和旋转。本实用新型微波消解仪通过设置驱动装置来驱动消解管支架升降和旋转，进而带动消解管支架上的多个消解管同时升降和旋转，增加消解管管体在微波场内的波峰波谷区的往复移动，提高微波对消解管内样品加热的均匀性，进而提高高通量处理时多个样品反应的同步性，尽可能避免同一处理时间段内多通量处理时样品处理不均匀的情况。

Description

微波消解仪

技术领域

本实用新型涉及微波消解设备技术领域，具体是微波消解仪的结构改进。

背景技术

微波消解通常是指利用微波加热封闭容器中的消解液(各种酸、部分碱液以及盐类)和试样从而在高温增压条件下使各种样品快速溶解的湿法消化，通常用于样品前处理。

微波消解反应常用设备为微波消解仪，样品容器通常为消解管。微波消解仪作为一种前处理仪器，目前其发展趋势为高通量，即通过一消解管支架每次处理放置多位消解管，同时处理多个样品，每日可处理多次。然而，由于微波消解是在高温高压下进行，而且每个管体内样品的工作状态都是相互独立的，同时微波腔内各处温度压力不均衡，则在实际反应过程中，难免会出现同时处理的多个消解管温度压力不同步，样品处理不均匀的情况，即到达处理结束时间时，有的消解管内的样品已处理完毕，有的消解管内的样品未处理完毕，影响整个消解反应处理进程。

实用新型内容

本实用新型提供一种微波消解仪，提高对样品加热的均匀性，进而提高高通量处理时多个样品反应的同步性。

为达到上述技术目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：一种微波消解仪，包括密闭的消解腔、设在所述消解腔内的消解管支架和设在所述消解管支架上的多个消解管，还包括驱动装置，其与所述消解管支架传动连接以驱动所述消解管支架升降和旋转。

所述驱动装置包括电机、由所述电机驱动的外磁钢、与所述外磁钢同轴设置并可在所述外磁钢的磁力驱动下转动的内磁钢、设置在所述外磁钢和所述内磁钢之间的隔离套、升降台和固定支撑台；所述外磁钢和所述内磁钢的轴线竖直，所述隔离套位于所述消解腔的顶板上方，所述电机及所述外磁钢位于所述消解腔及所述隔离套的外部，所述内磁钢、所述升降台及所述固定支撑台位于所述隔离套的内部空间中；所述升降台与所述内磁钢固定连接，且所述升降台的底面一侧周向边缘部具有向下凸出的凸出部，所述固定支撑台固定设置，且其顶面为斜面，所述凸出部支撑在所述固定支撑台的顶面上；所述消解管支架通过一竖直设置的连接轴与所述升降台连接为一体，所述消解腔的顶板和所述固定支撑台上均设有用于避让所述连接轴的避让孔，所述连接轴与所述避让孔间隙配合。

所述内磁钢、所述升降台、所述固定支撑台及所述连接轴同轴设置。

所述固定支撑台固设在所述消解腔的顶面上。

所述消解管支架与所述连接轴可拆卸地连接为一体。

所述消解腔包括上盖和位于所述上盖下方且具有顶部开口的箱体，所述上盖与所述箱体密封导电连接，所述隔离套位于所述上盖的顶板上方。

所述箱体的顶面上形成有一环形槽，所述环形槽与所述箱体的顶部开口同心并位于所述箱体的顶部开口外侧，所述环形槽内安装有导电密封圈，所述导电密封圈夹设在所述箱体与所述上盖之间。

所述驱动装置包括用于驱动所述消解管支架升降的升降驱动装置和用于驱动所述消解管支架旋转的旋转驱动装置。

所述旋转驱动装置包括电机、由所述电机驱动的外磁钢、与所述外磁钢同轴设置并可在所述外磁钢的磁力驱动下转动的内磁钢、设置在所述外磁钢和所述内磁钢之间的隔离套；所述外磁钢和所述内磁钢的轴线竖直，所述隔离套位于所述消解腔的顶板上方，所述电机及所述外磁钢位于所述消解腔及所述隔离套的外部，所述内磁钢位于所述隔离套的内部空间中；所述消解管支架通过一竖直设置的连接轴与所述内磁钢连接为一体，所述消解腔的顶板上设有用于避让所述连接轴的避让孔，所述连接轴与所述避让孔间隙配合。

所述消解管支架勾挂在所述连接轴的底端上，所述升降驱动装置位于所述消解管支架的下方，所述消解管支架支撑在所述升降驱动装置的升降输出端上。

本实用新型具有以下优点和积极效果：

1、本实用新型微波消解仪通过设置驱动装置来驱动消解管支架升降和旋转，进而带动消解管支架上的多个消解管同时升降和旋转，增加消解管管体在微波场内的波峰波谷区的往复移动，提高微波对消解管内样品加热的均匀性，进而提高高通量处理时多个样品反应的同步性，尽可能避免同一处理时间段内多通量处理时样品处理不均匀的情况；

2、驱动装置通过包括电机、外磁钢和内磁钢，实现了无接触传递扭矩，电机轴不穿入消解腔内，则消解腔可以实现全密封密闭设计，内部消解管可以采用开放式，即消解管本身可无需带压，则能够实现内部多个消解管处于同等压力条件，配合驱动装置带动其升降和旋转，实现同温度、同压力处理效果；

3、驱动装置的无接触传递扭矩，有利于进行高压处理，高压消解可提高消解的彻底性，可消解低温低压条件下不能消解的样品，提高消解范围。

附图说明

图1为本实用新型实施例一中微波消解仪的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一中消解管支架旋转上升时的结构示意图；

图3为本实用新型实施例一中消解管支架旋转下降时的结构示意图；

图4为本实用新型实施例二中微波消解仪的结构示意图。

图1至图3中附图标记：100、消解腔；110、顶板；111、避让孔；120、上盖；130、箱体；131、顶部开口；132、环形槽；200、消解管支架；300、消解管；400、驱动装置；410、电机；420、外磁钢；430、内磁钢；440、隔离套；450、升降台；451、凸出部；460、固定支撑台；461、顶面；462、避让孔；500、连接轴；600、导电密封圈；

图4中附图标记：100、消解腔；110、顶板；111、避让孔；200、消解管支架；300、消解管；400、驱动装置；470、旋转驱动装置；471、旋转驱动电机；472、外磁钢；473、内磁钢；474、隔离套；480、升降驱动装置；481、升降驱动电机；482、丝杠；483、盘状螺母；500、连接轴。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案作进一步详细的说明。

本实用新型微波消解仪，包括密闭的消解腔100、设在消解腔100内的消解管支架200和设在消解管支架200上的多个消解管300，还包括驱动装置400，其与消解管支架200传动连接以驱动消解管支架200升降和旋转。本实用新型微波消解仪的微波消解原理同现有技术，在此不再赘述。与现有技术相比，本实用新型中消解管支架200可升降和旋转，从而其上的多个消解管300可随之同时升降和旋转，增加消解管300管体在微波场内的波峰波谷区的往复移动，提高微波对消解管300内样品加热的均匀性，进而提高高通量处理时多个样品反应的同步性，尽可能避免同一处理时间段内多通量处理时样品处理不均匀的情况。

如下通过两个具体的实施例来详细阐述本实用新型中驱动消解管支架升降和旋转的驱动装置具体结构及原理。

实施例一

参照图1至图3，本实施例中驱动装置400包括电机410、由电机410驱动的外磁钢420、与外磁钢420同轴设置并可在外磁钢420的磁力驱动下转动的内磁钢430、设置在外磁钢420和内磁钢430之间的隔离套440，还包括升降台450和固定支撑台460；外磁钢420和内磁钢430的轴线竖直且外磁钢420位于内磁钢430的外围，隔离套440位于消解腔100的顶板110上方，电机410及外磁钢420位于消解腔100及隔离套440的外部，内磁钢430、升降台450及固定支撑台460位于隔离套440所围成的内部空间中；升降台450与内磁钢430固定连接，且升降台450的底面一侧周向边缘部具有向下凸出的凸出部451，固定支撑台460固定设置，且固定支撑台460的顶面461为斜面，凸出部451支撑在固定支撑台460的顶面461上；消解管支架200通过一竖直设置的连接轴500与升降台450连接为一体，消解腔100的顶板110和固定支撑台460上均设有用于避让连接轴500的避让孔，即顶板11上的避让孔111和固定支撑台460上的避让孔462，连接轴500与避让孔111、462间隙配合，即连接轴500与避让孔111、462之间均存在间隙，以使连接轴500可相对消解腔00的顶板110及固定支撑台460升降移动。

具体地，消解腔100为微波谐振腔体，同时为压力承压腔，消解腔100周面均采用金属材质气密加工构成，至少一面为可以开启和关闭的进出料口；外磁钢420与电机410的电机轴连接为一体，在电机410的带动下转动，由于内磁钢430、外磁钢420间存在磁场，外磁钢420会通过磁力耦合作用于内磁钢430，使内磁钢430旋转，从而驱动与内磁钢430连接的升降台450以及与升降台450连接的连接轴500同步转动，进而带动消解管支架200及其上的消解管300同步转动，实现无接触传递扭矩。同时，由于升降台450的底面一侧边缘部上具有凸出部451，固定支撑台460的顶面461为斜面，且连接轴500与避让孔111、462间隙配合，则在升降台450及连接轴500随内磁钢430同步转动时，凸出部451会与固定支撑台460的倾斜顶面461的不同位置接触。如图2所示，升降台450随内磁钢430旋转至其凸出部451与斜面461的高部接触使升降台450带动连接轴500及消解管支架200上升；如图3所示，升降台450随内磁钢430旋转至其凸出部451与斜面461的低部接触使升降台450带动连接轴500及消解管支架200下降，则在升降台450及连接轴500随内磁钢430同步转动过程中，实现升降台450的往复升降，进而实现消解管支架200及其上的消解管300同步升降。则本实施例中通过一套驱动装置40即可实现消解管200的旋转和往复升降的同步进行，进而实现多个消解管300的旋转和往复升降的同步进行，结构简答，且电器件数量少，有利于降低整机成本。

另外，驱动装置400实现了无接触传递扭矩，电机410的电机轴不穿入消解腔100内，则消解腔100可以实现全密封密闭设计，内部消解管300可以采用开放式，即消解管300本身可无需带压，则能够实现内部多个消解管300处于同等压力条件，配合驱动装置400带动其升降和旋转，实现同温度、同压力处理效果；同时，消解腔100可以实现全密封密闭设计，利于进行样品的高压处理，高压消解可提高消解的彻底性，可消解低温低压条件下不能消解的样品，提高消解范围。

消解管300材质可以为玻璃、陶瓷、工程塑料等非金属材料，除可开放设置外，还可以自身密封设置，本实施例对此不做具体限制。

进一步地，如图1至图3所示，内磁钢430、升降台450、固定支撑台460及连接轴500同轴设置，大致位于消解腔100的中心轴线处。

固定支撑台460优选地固设在消解腔100的顶面上，即顶板110的上表面上，此时隔离套440呈倒U形，其底面与消解腔100的顶面贴合固连为一体。

为便于消解管支架200及消解管300的取放或更换，本实施例中消解管支架200与连接轴500可拆卸地连接为一体，比如可通过卡接或螺钉连接为一体。

对于消解腔100，具体地，如图1所示，其包括上盖120和位于上盖120下方且具有顶部开口131的箱体130，则顶板110即为上盖120的顶板，隔离套440位于上盖120的顶板上方，上盖120与箱体130密封导电连接，以保证微波泄漏防护屏蔽，上盖120和箱体130具体可通过周向设置的多个螺钉紧固连接。则也可通过打开上盖120，进而取出消解管300，方便使用。

进一步地，在箱体130的顶面上形成有一环形槽132，环形槽132与箱体130的顶部开口131同心并位于顶部开口131的外侧，环形槽132内安装有导电密封圈600，导电密封圈600夹设在箱体130与上盖120之间。导电密封圈600为柔性导电体，以在实现导电的同时保证密封。具体地，其表层铜或铝材质，内部为胶条，铜铝表层包裹柔性胶条，铜铝材质质软且可以导电，胶条为柔性胶条，则保证导电密封圈600的导电和密封作用。当然，导电密封圈600也可以为导电橡胶密封圈，是将玻璃镀银、铝镀银、银等导电颗粒均匀分布在硅橡胶中，通过压力使导电颗粒接触，达到良好的导电性能；或者是添加有炭黑颗粒的橡胶密封圈。

实施例二

参照图4，与实施例一不同的是，本实施例中驱动装置400包括用于驱动消解管支架200升降的升降驱动装置480和用于驱动消解管支架200旋转的旋转驱动装置470，即消解管支架200的旋转和升降由不同的驱动装置分别驱动。

进一步地，旋转驱动装置470包括旋转驱动电机471、由旋转驱动电机471驱动的外磁钢472、与外磁钢472同轴设置并可在外磁钢472的磁力驱动下转动的内磁钢473、设置在外磁钢472和内磁钢473之间的隔离套474；外磁钢472和内磁钢473的轴线竖直且外磁钢420位于内磁钢430的外围，隔离套474位于消解腔100的顶板110上方，旋转驱动电机471及外磁钢472位于消解腔100及隔离套474的外部，内磁钢473位于隔离套474所围成的内部空间中；消解管支架200通过一竖直设置的连接轴500与内磁钢473连接为一体，消解腔100的顶板110上设有用于避让连接轴500的避让孔111，连接轴500与避让孔111间隙配合。

具体地，外磁钢472与旋转驱动电机471的电机轴连接为一体，在旋转驱动电机471的带动下转动，由于内磁钢473、外磁钢472间存在磁场，外磁钢472会通过磁力耦合作用于内磁钢473，使内磁钢473旋转，从而驱动与内磁钢473连接的连接轴500同步转动，进而带动消解管支架200及其上的消解管300同步转动，实现无接触传递扭矩。

进一步地，消解管支架200勾挂在连接轴500的底端上，升降驱动装置480位于消解管支架200的下方，消解管支架200支撑在升降驱动装置480的升降输出端上。

具体地，升降驱动装置可包括升降驱动电机481、丝杠482和盘状螺母483，消解管支架200支撑在盘状螺母483上，升降驱动电机481及丝杠482位置固定，盘状螺母483位于消解腔100内，其被配置为仅能升降而不能旋转，则电机481带动丝杠482旋转时，带动盘状螺母483升降，进而托动消解管支架200升降，即由底部承托消解管支架200实现消解管支架200的升降。由于消解管支架200勾挂在连接轴500的底端上，则消解管支架200升降时，其与连接轴500可相互脱离，连接轴500的旋转不会影响消解管支架200的升降动作。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述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；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种微波消解仪，包括密闭的消解腔、设在所述消解腔内的消解管支架和设在所述消解管支架上的多个消解管，其特征在于：还包括驱动装置，其与所述消解管支架传动连接以驱动所述消解管支架升降和旋转。

2.根据权利要求1所述的微波消解仪，其特征在于：所述驱动装置包括电机、由所述电机驱动的外磁钢、与所述外磁钢同轴设置并可在所述外磁钢的磁力驱动下转动的内磁钢、设置在所述外磁钢和所述内磁钢之间的隔离套、升降台和固定支撑台；所述外磁钢和所述内磁钢的轴线竖直，所述隔离套位于所述消解腔的顶板上方，所述电机及所述外磁钢位于所述消解腔及所述隔离套的外部，所述内磁钢、所述升降台及所述固定支撑台位于所述隔离套的内部空间中；所述升降台与所述内磁钢固定连接，且所述升降台的底面一侧周向边缘部具有向下凸出的凸出部，所述固定支撑台固定设置，且其顶面为斜面，所述凸出部支撑在所述固定支撑台的顶面上；所述消解管支架通过一竖直设置的连接轴与所述升降台连接为一体，所述消解腔的顶板和所述固定支撑台上均设有用于避让所述连接轴的避让孔，所述连接轴与所述避让孔间隙配合。

3.根据权利要求2所述的微波消解仪，其特征在于：所述内磁钢、所述升降台、所述固定支撑台及所述连接轴同轴设置。

4.根据权利要求2所述的微波消解仪，其特征在于：所述固定支撑台固设在所述消解腔的顶面上。

5.根据权利要求2所述的微波消解仪，其特征在于：所述消解管支架与所述连接轴可拆卸地连接为一体。

6.根据权利要求2所述的微波消解仪，其特征在于：所述消解腔包括上盖和位于所述上盖下方且具有顶部开口的箱体，所述上盖与所述箱体密封导电连接，所述隔离套位于所述上盖的顶板上方。

7.根据权利要求6所述的微波消解仪，其特征在于：所述箱体的顶面上形成有一环形槽，所述环形槽与所述箱体的顶部开口同心并位于所述箱体的顶部开口外侧，所述环形槽内安装有导电密封圈，所述导电密封圈夹设在所述箱体与所述上盖之间。

8.根据权利要求1所述的微波消解仪，其特征在于：所述驱动装置包括用于驱动所述消解管支架升降的升降驱动装置和用于驱动所述消解管支架旋转的旋转驱动装置。

9.根据权利要求8所述的微波消解仪，其特征在于：所述旋转驱动装置包括电机、由所述电机驱动的外磁钢、与所述外磁钢同轴设置并可在所述外磁钢的磁力驱动下转动的内磁钢、设置在所述外磁钢和所述内磁钢之间的隔离套；所述外磁钢和所述内磁钢的轴线竖直，所述隔离套位于所述消解腔的顶板上方，所述电机及所述外磁钢位于所述消解腔及所述隔离套的外部，所述内磁钢位于所述隔离套的内部空间中；所述消解管支架通过一竖直设置的连接轴与所述内磁钢连接为一体，所述消解腔的顶板上设有用于避让所述连接轴的避让孔，所述连接轴与所述避让孔间隙配合。

10.根据权利要求9所述的微波消解仪，其特征在于：所述消解管支架勾挂在所述连接轴的底端上，所述升降驱动装置位于所述消解管支架的下方，所述消解管支架支撑在所述升降驱动装置的升降输出端上。