CN221056310U - 一种水质自动分析仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水质自动分析仪，其包括：机座、安装在机座上的样品架、消解装置、消解比色管架、冷却装置、废液杯、执行装置、比色装置、取样装置、加药针、加药装置、旋转夹爪和机械臂，机械臂带动取样装置在样品架、废液杯和执行装置之间移动、带动旋转夹爪在消解比色管架、执行装置、消解装置和比色装置之间移动、以及将加药针移动至执行装置处。本实用新型的水质自动分析仪采用比色法测定水质参数，实现了取样、加药剂、取盖、闭盖动作的全自动化，操作简单快速，适合批量检测，速度快、效率高，安全可靠。

Description

一种水质自动分析仪

技术领域

本实用新型涉及水质分析设备技术领域，特别涉及一种水质自动分析仪。

背景技术

目前实验室水质分析通常采用两种方式：一是人工手动操作检测；二是仪器全自动检测。仪器检测能够消除人工检测存在的随机误差，检测数据更准确。

如申请号为202110540213.3的中国发明专利公开了一种节能全自动化学需氧量测定仪，其通过计量泵精确加液，机械臂移动样品，温控器精确控温加热，再用光学颜色判断滴定终点，实现COD样品实验分析的全自动化，基本替代人工操作过程，相比手工分析具有更低的检出限，更高的准确度和紧密度，整体功耗也比较低。上述测定仪采用自动辨色滴定装置进行滴定分析，根据颜色变化自动判断滴定终点并计算检测结果，滴定装置光源和颜色传感器分别安装在样品杯的两侧，用于检测样品杯内溶液体系的颜色变化，颜色传感器将监测到的颜色变化产生的讯号传送至计算机控制系统进行处理。虽然上述测定仪大大提高了水质分析的效率，但其操作复杂，滴定颜色终点判断通常为一瞬间，当样品杯内含有杂质颗粒的干扰时，通常无法稳定有效地进行判定，需要重新采样测定。

实用新型内容

本实用新型的目的在于一种水质自动分析仪，以提高检测效率和结果的准确性。

为达到上述目的，本实用新型所提出的技术方案为：

一种水质自动分析仪，其包括：机座、安装在机座上的样品架、消解装置、消解比色管架、冷却装置、废液杯、执行装置、比色装置、取样装置、加药针、加药装置、旋转夹爪和机械臂。样品架、消解装置和消解比色管架并排设置，废液杯、执行装置和比色装置并排设置，冷却装置设于消解比色管架周侧，取样装置、加药针和旋转夹爪安装在机械臂上。机械臂带动旋转夹爪在消解比色管架、执行装置、消解装置和比色装置之间移动以进行后续的取样、加药剂、加热消解和冷却操作。机械臂带动取样装置在样品架、废液杯和执行装置之间移动以进行定量取样。机械臂将加药针移动至执行装置处以向消解比色管内注入药剂。

优选的，机械臂包括：第一平移机构、第二平移机构、第一升降机构、第二升降机构和第三升降机构。第一平移机构带动第二平移机构在X轴方向水平移动，第二平移机构带动第一升降机构、第二升降机构和第三升降机构在Y轴方向水平移动，第一升降机构带动旋转夹爪在Z轴方向上下升降，第二升降机构带动取样装置在Z轴方向上下升降，第三升降机构带动加药针在Z轴方向上下升降，

优选的，第一平移机构包括：第一直线模组和平行于第一直线模组的直线滑轨。第二平移机构包括：分别与第一直线模组和直线滑轨连接的第二直线模组、以及安装在第二直线模组的滑座上的固定座。第一升降机构、第二升降机构和第三升降机构均包括：安装在固定座上的第三直线模组。

优选的，加药装置包括：支架以及若干安装在支架上的计量泵，各计量泵的进液口连通至不同的药剂瓶，计量泵的出液口与加药针连通。

优选的，计量泵包括：第一注射器、丝杆、注射器驱动电机、旋转阀、旋转阀驱动电机、L形连接块、导轨和滑块。丝杆转动设于支架内侧，导轨固定于支架内侧且平行于丝杆，滑块滑动连接于导轨上，L形连接块的一端与丝杆螺纹连接并与滑块固定连接，另一端伸出支架，旋转阀具有进出液口以及可与进出液口选择连通的进液口和出液口，旋转阀固定在支架外侧，并由旋转阀驱动电机驱动换向，旋转阀的进液口外接药剂瓶、出液口与加药针连通，第一注射器的活塞杆与L形连接块的另一端连接，其进出液口与旋转阀的进出液口连通。

优选的，取样装置包括：工业注射泵以及安装在工业注射泵的进出液口的取样针。

优选的，工业注射泵包括：外壳、第二注射器、驱动电机、螺杆、导杆和连接件。外壳内转动设有螺杆，并固定有平行于螺杆的导杆和第二注射器，连接件与螺杆螺纹连接、与导杆滑动连接并与第二注射器的活塞杆固定连接，驱动电机驱动螺杆转动以带动连接件上下移动。

优选的，执行装置包括：插座、以及设于插座外的机械夹爪。插座开设有侧插口，以及与侧插口连通的竖向插孔，机械夹爪可插入侧插口以夹持从竖向插孔插入的消解比色管。

采用上述技术方案，本实用新型的有益效果为：本实用新型的水质自动分析仪采用比色法测定水质参数，通过机械臂带动旋转夹爪、取样装置和加药针上下左右前后运动，实现取样、加药剂、取盖、闭盖动作的全自动化，与滴定法测定水质参数相比，本实用新型操作更加简单快速，稳定性好，适合批量检测，检测速度更快，效率更高，且不受样品中杂质颗粒对检测的干扰，并且样品和药液反应过程均在密闭的消解比色管中进行，避免消解挥发，更加安全可靠。

附图说明

图1和图2为本实用新型某一优选实施例的立体结构示意图。

图3为图1的俯视示意图。

图4为图1中加药装置的立体结构示意图。

图5为图4的侧视示意图。

图6为图1中取样装置的侧视示意图。

图7为图1执行装置的立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型做进一步说明。

结合图1～图7，本实施例公开了一种水质自动分析仪，其包括机座1以及安装在机座1上的样品架2、消解装置3、消解比色管架4、冷却装置5、废液杯6、执行装置7、比色装置8、取样装置9、加药针10、加药装置11、旋转夹爪12和机械臂13。其中，样品架2、消解装置3和消解比色管架4从左至右并排设置，废液杯6、执行装置7和比色装置8从左至右并排设于样品架2、消解装置3和消解比色管架4的某一同侧，加药装置11设于样品架2、消解装置3和消解比色管架4的另一同侧，冷却装置5设于消解比色管架4的周侧。取样装置9、加药针10和旋转夹爪12安装在机械臂13上，由机械臂13带动在空间内移动。加药针10通过导管与加药装置11的出液口28b连通。

本实施例的水质自动分析仪采用比色法测定水质参数，通过机械臂13带动旋转夹爪12、取样装置9和加药针10上下左右前后运动，实现取样、加药剂、取盖、闭盖动作的全自动化、规范化和一致化，利于消除人工操作存在的随机误差，并且与滴定法测定水质参数相比，本实施例的操作更加简单快速，稳定性好，适合批量检测，检测速度更快，效率更高，且不受样品中杂质颗粒对检测的干扰，并且样品和药液反应过程均在密闭的消解比色管中进行，避免消解挥发，更加安全可靠。

具体而言，本实施例的冷却装置5包括四台冷却风机，消解比色管架4的前后两侧各设有两台冷却风机，用于冷却加热后的消解比色管。

本实施例的执行装置7包括插座41和机械夹爪42。插座41开设有侧插口43和竖向插孔44，竖向插孔44与侧插口43垂直连通，消解比色管可从竖向插孔44插入侧插口43内，机械夹爪42设于插座41外，机械夹爪42可从侧向插入侧插口43夹持消解比色管，进而固定消解比色管，以与旋转夹爪12配合，开合管盖。

本实施例的取样装置9包括工业注射泵33和安装在工业注射泵33的进出液口28b的取样针34。本实施例的工业注射泵33包括：外壳35以及安装在外壳35内的第二注射器36、驱动电机37、螺杆38、导杆39和连接件40。螺杆38转动设于外壳35内，导杆39和第二注射器36均固定在外壳35内，且三者相互平行设置，连接件40开设有螺纹孔和导向孔，连接件40通过螺纹孔旋接在螺杆38上，通过导向孔与导杆39滑动连接，且与第二注射器36的活塞杆连接，驱动电机37与螺杆38连接，驱动螺杆38转动，带动连接件40上下移动，进而带动第二注射器36定量抽排样品。

本实施例的加药装置11包括支架23以及若干安装在支架23上的计量泵24。计量泵24包括：第一注射器25、丝杆26、注射器驱动电机27、旋转阀28、旋转阀驱动电机29、L形连接块30、导轨31和滑块32。支架23内侧转动设有丝杆26，并固定有平行于丝杆26的导轨31，导轨31上滑动连接有滑块32，L形连接块30的一端与滑块32固定连接，并开设有与丝杆26螺纹配合的螺纹孔，L形连接块30的另一端伸出支架23。旋转阀28具有进出液口、以及可与进出液口选择连通的进液口28a和出液口28b，旋转阀28固定于支架23外侧，旋转阀28由旋转阀驱动电机29驱动换向以连通进出液口和进液口28a、或者进出液口和出液口28b，旋转阀28的进液口28a通过导管与外部药剂瓶连通，旋转阀28的出液口28b通过导管与加药针10连通。第一注射器25的活塞杆与L形连接块30的另一端连接，第一注射器25的进出液口与旋转阀28的进出液口连通。旋转阀28用于改变流体流向，配合第一注射器25抽排药剂，实现自动化加药。

本实施例的机械臂13包括：带动旋转夹爪12在Z轴方向上下升降的第一升降机构16、带动取样装置9在Z轴方向上下升降的第二升降机构17、带动加药针10在Z轴方向上下升降的第三升降机构18、带动第一升降机构16、第二升降机构17和第三升降机构18在Y轴方向水平移动的第二平移机构15、以及带动第二平移机构15在X轴方向水平移动的第一平移机构14。其中，第一平移机构14包括第一直线模组19和平行于第一直线模组19的直线滑轨20。第二平移机构15包括第二直线模组21和固定座22，第二直线模组21的一端与第一直线模组19的滑座固定连接，另一端与直线滑轨20的滑块固定连接。第一升降机构16、第二升降机构17和第三升降机构18结构相似，均包括安装在固定座22上的第三直线模组。机械臂13基于X、Y、Z轴方向直线模组，可进行上下、前后、左右动作，第一平移机构14实现机械臂13的前后运动，第二平移机构15实现机械臂13的左右运动，第一升降机构16、第二升降机构17和第三升降机构18实现机械臂13的上下运动，三者灵活配合，实现旋转夹爪12、取样装置9和加药针10在三维空间内的运动，进而实现取样、加药剂、取闭管盖动作的全自动化。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种水质自动分析仪，其特征在于，包括：机座（1）、安装在机座（1）上的样品架（2）、消解装置（3）、消解比色管架（4）、冷却装置（5）、废液杯（6）、执行装置（7）、比色装置（8）、取样装置（9）、加药针（10）、加药装置（11）、旋转夹爪（12）和机械臂（13）；

所述的样品架（2）、消解装置（3）和消解比色管架（4）并排设置，所述的废液杯（6）、执行装置（7）和比色装置（8）并排设置，所述的冷却装置（5）设于消解比色管架（4）周侧，所述的取样装置（9）、加药针（10）和旋转夹爪（12）安装在机械臂（13）上，所述的机械臂（13）带动取样装置（9）在样品架（2）、废液杯（6）和执行装置（7）之间移动，带动所述的旋转夹爪（12）在消解比色管架（4）、执行装置（7）、消解装置（3）和比色装置（8）之间移动，以及将所述的加药针（10）移动至执行装置（7）处。

2.根据权利要求1所述的水质自动分析仪，其特征在于，所述的机械臂（13）包括：第一平移机构（14）、第二平移机构（15）、第一升降机构（16）、第二升降机构（17）和第三升降机构（18）；

所述的第一平移机构（14）带动第二平移机构（15）在X轴方向水平移动，所述的第二平移机构（15）带动第一升降机构（16）、第二升降机构（17）和第三升降机构（18）在Y轴方向水平移动，所述的第一升降机构（16）带动旋转夹爪（12）在Z轴方向上下升降，所述的第二升降机构（17）带动取样装置（9）在Z轴方向上下升降，所述的第三升降机构（18）带动加药针（10）在Z轴方向上下升降。

3.根据权利要求2所述的水质自动分析仪，其特征在于，

所述的第一平移机构（14）包括：第一直线模组（19）和平行于第一直线模组（19）的直线滑轨（20）；

所述的第二平移机构（15）包括：分别与第一直线模组（19）和直线滑轨（20）连接的第二直线模组（21）、以及安装在第二直线模组（21）的滑座上的固定座（22）；

所述的第一升降机构（16）、第二升降机构（17）和第三升降机构（18）均包括：安装在固定座（22）上的第三直线模组。

4.根据权利要求1所述的水质自动分析仪，其特征在于，所述的加药装置（11）包括：支架（23）以及若干安装在支架（23）上的计量泵（24），各所述的计量泵（24）的进液口（28a）连通至不同的药剂瓶，所述的计量泵（24）的出液口（28b）与加药针（10）连通。

5.根据权利要求4所述的水质自动分析仪，其特征在于，所述的计量泵（24）包括：第一注射器（25）、丝杆（26）、注射器驱动电机（27）、旋转阀（28）、旋转阀驱动电机（29）、L形连接块（30）、导轨（31）和滑块（32）；所述的丝杆（26）转动设于支架（23）内侧，所述的导轨（31）固定于支架（23）内侧且平行于丝杆（26），所述的滑块（32）滑动连接于导轨（31）上，所述的L形连接块（30）的一端与丝杆（26）螺纹连接并与滑块（32）固定连接，另一端伸出支架（23），所述的旋转阀（28）具有进出液口以及可与进出液口选择连通的进液口（28a）和出液口（28b），所述的旋转阀（28）固定在支架（23）外侧，并由所述的旋转阀驱动电机（29）驱动换向，所述的旋转阀（28）的进液口（28a）外接药剂瓶，出液口（28b）与加药针（10）连通，所述的第一注射器（25）的活塞杆与L形连接块（30）的另一端连接，其进出液口与旋转阀（28）的进出液口连通。

6.根据权利要求1所述的水质自动分析仪，其特征在于，所述的取样装置（9）包括：工业注射泵（33）以及安装在工业注射泵（33）的进出液口的取样针（34）。

7.根据权利要求6所述的水质自动分析仪，其特征在于，所述的工业注射泵（33）包括：外壳（35）、第二注射器（36）、驱动电机（37）、螺杆（38）、导杆（39）和连接件（40）；所述的外壳（35）内转动设有螺杆（38），并固定有平行于所述的螺杆（38）的导杆（39）和第二注射器（36），所述的连接件（40）与螺杆（38）螺纹连接、与导杆（39）滑动连接并与第二注射器（36）的活塞杆固定连接，所述的驱动电机（37）驱动螺杆（38）转动以带动连接件（40）上下移动。

8.根据权利要求1所述的水质自动分析仪，其特征在于，所述的执行装置（7）包括：插座（41）、以及设于插座（41）外的机械夹爪（42）；

所述的插座（41）开设有侧插口（43），以及与侧插口（43）连通的竖向插孔（44），所述的机械夹爪（42）可插入侧插口（43）以夹持从竖向插孔（44）插入的消解比色管。

9.根据权利要求1所述的水质自动分析仪，其特征在于，所述的冷却装置（5）包括若干的冷却风机。