KR101300445B1

KR101300445B1 - 토양의 중금속분석을 위한 자동 일체형 전처리장치

Info

Publication number: KR101300445B1
Application number: KR1020110134124A
Authority: KR
Inventors: 손동현
Original assignee: 손동현
Priority date: 2011-12-14
Filing date: 2011-12-14
Publication date: 2013-08-27
Also published as: KR20130067511A

Abstract

본 발명은 토양의 중금속분석과 그 전처리 작업시 하나의 기체내에서 일괄 자동화 연속동작이 가능하여 생산성과 품질 및 편의성 증대에도 크게 일조할 수 있을 뿐 아니라 구조적으로도 더욱 효율적이고 안정감있는 신규의 일체형 타입을 제공하고, 나아가 조작이 간단하여 비숙련자들도 별다른 어려움 없이 쉽게 조작할 수 있는 등 토양의 중금속분석을 위한 자동 일체형 전처리장치에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 상하전후좌우 모두 도어와 커버로 밀폐된 시료 전처리 전용 후드장치(100), 흡수 환류냉각 일체관(10) 다수개를 동시에 끼워 셋팅할 수 있는 흡수 환류냉각 일체관 랙장치(200), 반응용기 다수개가 동시에 안착될 수 있도록 하는 반응용기 안착 랙장치(300), 반응용기의 하단 일부를 안전하게 잡는 분해장치(400), 상기흡수 환류냉각 일체관(10)의 세척용 자동 세척용 스팀장치(500)를 각각 설치하는 한편, 상기 흡수 환류냉각 일체관 랙장치(200)에는 상하높이조절장치(600), 상기 반응용기 안착 랙장치(300)의 양측에는 손잡이 및 상,하 자동 승하강장치가 설치된 것을 포함하는 것이다.

Description

토양의 중금속분석을 위한 자동 일체형 전처리장치{The auto treat equipment to a heavy metal analysis of soil}

본 발명은 토양의 중금속분석과 그 전처리 작업시 하나의 기체내에서 일괄 자동화 연속동작이 가능하여 생산성과 품질 및 편의성 증대에도 크게 일조할 수 있을 뿐 아니라 구조적으로도 더욱 효율적이고 안정감있는 신규의 일체형 타입을 제공하고, 나아가 조작이 간단하여 비숙련자들도 별다른 어려움 없이 쉽게 조작할 수 있는 등 토양의 중금속분석을 위한 자동 일체형 전처리장치에 관한 것이다.

통상 환경부고시 제2009 - 255호 「환경분야 시험/검사 등에 관한 법률」 제6조 및 같은 법 시행령 제9조에 따라 토양오염공정시험기준(환경부고시 제2009-180호, 2009.8.25) 개정된 내용에 따라 토양내 잔류중금속 전처리기로 전처리 후 원자흡수분광광도법, 유도결합플라스마-원자발광분광법으로 토양내 중금속 함량을 측정한다.

분석하는 항목은 니켈, 아연, 수은, 비소 등 6가지 항목분석에 해당되는데 통상적으로 마이크로웨이브 타입의 전처리와 킬달분해기와 특수 환류관 결합된 타입이 있었으나, 그 중에서 고시의 개정에 따라 킬달분해기와 특수환류관 결합타입만이 현재 유효한 사용성을 인정받은 상태다.

한편, 중금속 전처리장치는 토양 중에 구리, 납, 니켈, 비소, 아연, 카드뮴 등과 같은 중금속류의 분석, 측정과 토양 중에 유해성 금속성분에 대해 실시간 모니터링을 통한 효율적 관리를 목적으로 하는 것으로서,

최근 환경부의 토양환경관리방안으로 주유소 기름유출오염과 같은 대대적인 토양오염검사와 더불어, 농림수산식품부에 주도는 친환경농산물 인정을 위한 토양의 친환경성검사에서도 토양내 잔류중금속 기준치의 변화에 따라 집중 적용될 예정에 있는 등 그 이용범위가 날로 급증하는 추세다.

종래의 중금속 전처리장치로는 초자기구를 자동화한 독일 Gerhardlt Trace metal digestion unit(SMA) 제품이 현재 국내에 보급되어 있는데, 이는 반응용기, 환류냉각관, 흡수용기 들을 단순히 세워서 설치할 수 있도록 하는 기본적인 구조만 갖추고 있음에 따라,

상당한 작업시간이 요구되어 생산성이 크게 떨어질 뿐 아니라 전처리 품질에 대한 신뢰성 또한 담보하기 어렵고, 특히 조작이 불편하고 극히 임시적이고 일시적 처리량에 불과함에 따라 의뢰건이 증폭할 경우 막대한 수의 설비와 인력의 투입이 불가피하고, 나아가 시료 전처리 후 다음 작업을 대비한 환류냉각관 및 흡수용기의 세척시에도 많은 시간과 인력을 통해 일일히 어렵게 세척하고 있는 등 상당한 문제점이 있다.

이에 본 발명에서는 기존 보다 더욱 안정화된 전용의 작업공간을 확보하고, 동시에 시료 전처리의 필수 요소인 반응용기, 환류냉각관, 흡수용기 상호간 자동화 밀착과 분리대응이 가능하고, 필요에 따라 작업공간 밖으로 슬라이드 인출 또한 자로로워 작업의 편의성이 극대화 됨은 물론, 시료처리완료 후 다음 작업을 대비한 용기의 세척 또한 더욱 신속 간단한 자동화 동작이 가능한 새로운 중금속분석을 위한 자동 일체형 전처리장치를 제공함에 주안점을 두고 그 기술적 과제로서 완성한 것이다.

위 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 상하전후좌우 모두 도어와 커버로 밀폐된 시료 전처리 전용 후드장치(100), 흡수 환류냉각 일체관(10) 다수개를 동시에 끼워 셋팅할 수 있는 흡수 환류냉각 일체관 랙장치(200), 반응용기 다수개가 동시에 안착될 수 있도록 하는 반응용기 안착 랙장치(300), 반응용기의 하단 일부를 안전하게 잡는 분해장치(400), 상기흡수 환류냉각 일체관(10)의 세척용 자동 세척용 스팀장치(500)를 각각 설치하는 한편, 상기 흡수 환류냉각 일체관 랙장치(200)에는 상하높이조절장치(600), 상기 반응용기 안착 랙장치(300)의 양측에는 손잡이 및 상,하 자동 승하강장치가 설치된 것을 포함하는 것이다.

본 발명의 중금속분석을 위한 자동 일체형 전처리장치는 전용 후드장치와 그 내부에 자동화된 환류냉각관, 흡수용기, 반응용기에 대한 결합 및 분해장치와 설치되어 있을 뿐 아니라 린스/세척을 위한 자동식 스팀장치까지 장치되어 있어 기존에 비해 시료 전처리의 편이성은 물론 세척기능의 강화로 회수율(recovery rate)이 뛰어나며, 사용방법과 조작성이 간단해 비숙련자들고 별어려움 없이 쉽게 사용이 가능하고, 나아가 간단한 구조로 인해 유지보수의 용이성과 함께 제작 및 설치비에 따른 비용부담 또한 크기 않는 등 그 기대되는 바가 실로 다대한 발명이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예를 보인 구조도
도 2는 본 발명의 바람직한 측단면 예시도
도 3은 본 발명의 바람직한 환류냉각 일체관과 반응용기를 나타낸 예시도
도 4는 본 발명의 자동 세척용 스팀장치의 작동 실시 상태를 나타낸 예시도
도 5는 본 발명의 상하높이조절장치의 작동 실시 상태를 나타낸 예시도
도 6은 본 발명의 반응용기 안착 랙장치의 작동 실시 상태를 나타낸 예시도
도 7은 본 발명의 분해장치의 승하강 작동 실시 상태를 나타낸 예시도

본 발명의 중금속분석을 위한 자동 일체형 전처리장치는 첨부된 각 도면에 의거 보다 상세히 설명하면,

즉, 본 발명은 전측의 계폐용 도어를 포함하여 상하전후좌우 모두 커버로 밀폐된 시료 전처리 전용 후드장치(100)를 설치한 것과;

상기 전처리 전용 후드장치의 상측에는 흡수용기와 환류냉각관이 단일 일체로 만들어진 흡수 환류냉각 일체관(10) 다수개를 동시에 삽입하여 셋팅할 수 있도록 하는 흡수 환류냉각 일체관 랙장치(200)를 설치한 것과;

상기 흡수 환류냉각 일체관(10) 고정랙장치의 하부에는 상기 흡수 환류냉각 일체관(10)과 하방 대응하는 반응용기 다수개가 동시에 안착될 수 있도록 하는 반응용기 안착 랙장치(300)를 설치한 것과;

상기 반응용기 안착랙장치의 저면부에는 상기 반응용기 안착수단에 의해 안착된 반응용기의 하단 일부를 수용한 다음 상기 반응용기 내에 담긴 시료에 대한 전처리 분해를 실현하는 분해장치(400)를 설치한 것과;

그리고, 상기 전처리 전용 후드장치(100)의 상단에는 흡수 환류냉각 일체관(10)에 대한 0.5M 질산 15ml로 세척하기 위한 자동 세척용 스팀장치(500)를 추가로 더 설치한 것과;

상기 구성 중 흡수 환류냉각 일체관 랙장치(200)에는 작업자의 의도된 조작에 따라 상,하 일정간격 높낮이 조절되면서 상기 흡수 환류냉각 일체관(10)과 반응용기(20)가 서로 밀착시키거나 분리시킬 수 있는 상하높이조절장치(600)를 설치한 것과;

상기 반응용기 안착 랙장치(300)의 양측에는 손잡이가 구성되어 있는 동시에 그 하부에는 전측의 개폐용 도어 바깥으로 전후로 당겨서 꺼낼 수 있는 전후 슬라이드장치(700)가 설치된 것과;

상기 분해장치(400)의 저면부에는 상기 반응용기 안착 랙장치(300)의 슬라이드 작동이 필요한 경우에는 일정높이 하강하고, 제자리에 위치한 후 전처리 작업이 이루어질 때는 상방으로 승강하면서 반응용기 하부에 대한 용이한 분해동작이 가능토록 하는 분해장치에 대한 상하구동장치(800)를 설치한 것; 을 그 특징적요지로 하였다.

그리고, 상기한 구성 중 흡수 환류냉각 일체관 랙장치(200)는, 흡수 환류냉각 일체관(10)의 하부 일부가 관통되면서 걸림턱에 의해 걸림될 수 있는 다수의 슬롯홈(211)을 갖는 상,하부 슬롯판(210)이 상호 일정간격 유지되고, 상기 상,하부 슬롯판(210)의 양측에는 측면판(220)이 결합 구성되며, 상기 양 측면판(220)의 외측에는 취급의 편의성을 위한 손잡이(230)가 부착된 구조를 갖는다.

이때, 상기 흡수 환류냉각 일체관 랙장치(200)의 양측 하부에는 작업자의 의도에 따라 상,하 일정간격 높낮이 조절이 가능하도록 하는 상하높이조절장치(600) 가 설치되는데,

이 상하높이조절장치(600)는 상기 흡수 환류냉각 일체관 랙장치(200)의 높이를 일정하게 상,하 조절 가능한 다양한 기계요소를 적용할 수 있지만, 상기 양 측면판(220)에 일정한 길이의 가이드봉(610)을 구비시키고, 상기 가이드봉(610)은 전처리 전용 후드장치(100)의 내벽에서 상,하로 각각 고정된 복수의 안내 지지체(620)에 가이딩 관통시키되, 상기 가이드봉(610)의 하부끝에는 레버(631)를 위로 젖히면 레버(631)의 회전축(631a)의 중심과 다른 링크(632)가 상방으로 젖혀지면서 이격 후 크램핑되고, 하방으로 젖히면 반대인 하방으로 젖혀지면서 크램핑 고정됨에 따라 확실한 상,하 높낮이 조절은 물론 견고한 클램핑 고정력까지 갖출 수 있는 상하 높낮이 선택조절용 클램프(630)를 구성시킨 구조를 적용하면 저렴한 비용으로 편리한 조작이 가능하므로 보다 바람직할 수 있다.

아울러, 상기 반응용기 안착 랙장치(300)는, 앞서 언급된 상기 흡수 환류냉각 일체관 랙장치(200)의 구조과 동일하게 반응용기의 하부가 관통되면서 걸림턱에 의해 걸림될 수 있는 다수의 슬롯홈을 갖는 상,하부 슬롯판(310)이 상하 일정간격 구성되고, 상기 상,하부 슬롯판(310)의 양측에는 측면판(320)이 결합되어 간격이 유지되며, 상기 양 측면판의 외측에는 취급의 편의성을 위한 손잡이(330)가 부착된 구조를 갖는다.

이때, 상기한 반응용기 안착 랙장치(300)는 전후 슬라이드장치(700)와 결합시킴에 따라, 필요한 경우 전방의 개폐용 도어를 열고 그 바깥으로 당겨서 꺼낼 수도 있고, 밀면 다시 원 위치로 넣을 수도 있는 유용한 편익기능이 제공될 수 있는데,

이 전후 슬라이드장치(700)는 상기 반응용기 안착 랙장치(300)와 볼팅 결합된 슬라이드 작동판(710)이 구성되고, 상기 슬라이드작동판(710)의 양측에는 가이드블럭(720)이 길게 형성되며, 상기 양측 가이드블럭(720)과 대응하는 전처리 전용 후드장치(100)의 내벽면에는 가이드레일(730)을 맞물림시킨 구조로함이 바람직하다.

또, 상기 반응용기 안착 랙장치(300)의 하부에 설치되는 분해장치(400)는,상기 반응용기 안착 랙장치(300)에 꽂혀있는 상기 다수개 반응용기의 하측 일부를 수용(삽입시킴)한 다음, 일정한 열을 가해 반응시켜 그 반응용기 내에 담긴 시료에 대한 전처리 분해를 실현시키는 장치로서,(내부에는 가열수단 등과 같은 다양한 부품이 내장되지만 그 자체로는 통상의 것과 동일한 것임으로 더욱 구체적인 설명은 생략함)

하부에는 전술된 바오 같이 전처리가 필요한 경우 윗측의 반응용기 안착 랙장치(300) 쪽으로 승강하여 반응용기 하단부를 수용할 수 있도록 하고, 전처리 작업이 끝나면 일정높이 하강하여 제자리에 위치해 반응용기 안착 랙장치(300)의 슬라이드 작동에도 문제가 없도록 하는 상하구동장치(800)가 설치하는데,

이 상하구동장치(800)는 도면에 도시된 바와 같이 상기 분해장치(400)와 결합된 상,하 유동판(410)에 설치하고, 상기 상,하 유동판(410)과 후드 내부의 바닥면 사이에는 다수의 가이드봉(420)을 설치하며, 상기 상,하 유동판(410)과 바닥면 사이의 중심부에는 스크류형 회전 샤프트(430)를 직립으로 구성시키고, 상기 스크류형 회전 샤프트(430)의 하부 일단에는 상기 스크류형 회전 샤프트(430)의 회전구동을 위한 감속기(441)를 포함하는 구동모터(440)를 설치하는 구조로 이루어진다.

이때, 상기 감속기(441)는 워엄기어, 랙피이언 기어 베벨기어 등이 적용될 수 있고, 구동모터(440)는 정밀한 회전제어가 가능한 서보모터를 적용함이 바람직하다.

한편, 상기 전처리 전용 후드장치(100)의 상측에 설치되는 상기 자동 세척용 스팀장치(500)는,

전처리 작업이 완료되면 상기 흡수용기 및 환류냉각관에 0.5M 질산 15ml를 일정한 압력으로 분사하여 자동화된 세척이 가능게하는 장치로서, 상기 전처리 전용 후드장치(100)의 외부 일단에는 일정용량의 스팀발생기(510)를 설치하고, 상기 후드장치(100)의 내부 상단에는 관 또는 호스로 연결된 스팀분배기(520)가 설치되면, 상기 분배기(520)의 저면에는 다수의 스팀분사노즐(530)이 형성된 구조를 가짐에 따라서, 전처리 후 상기 스팀발생기만 구동하면 세척 또한 자동으로 이루어질 수 있어 더욱 편리하다.

또한, 상기 전처리 전용 후드장치(100)의 상당에는 전처리시 발생되는 유해가스 방출을 위한 덕트(900)를 설치하면 작업자의 안전과 작업환경개선에 도움이 된다.

10: 환류냉각 일체관 20: 반응용기
100: 전처리 전용 후드장치 200: 환류냉각 일체관 랙장치
220: 양측면판 300: 반응용기 안착 랙장치
400: 분해장치 410: 유동판
420: 가이드봉 430: 회전 샤프트
441: 감속기 440: 구동모터
500: 세척용 스팀장치 600: 상하높이조절장치
610: 가이드봉 620: 안내 지지체
631: 레버 631a: 회전축
632: 링크 630: 클램프
700: 슬라이드장치 710: 작동판
720: 가이드블럭 730: 가이드레일
800: 상하구동장치

Claims

전측의 계폐용 도어를 포함한 상하전후좌우 모두 커버로 밀폐된 시료 전처리 전용 후드장치(100)를 설치한 것과;
상기 전처리 전용 후드장치(100)의 상측에는 흡수용기와 환류냉각관이 단일 일체로 만들어진 흡수 환류냉각 일체관(10) 다수개를 동시에 삽입하여 셋팅할 수 있도록 하는 흡수 환류냉각 일체관 랙장치(200)를 설치한 것과;
상기 흡수 환류냉각 일체관 랙장치(200)의 하부에는 상기 흡수 환류냉각 일체관(10)과 하방 대응하는 반응용기(20) 다수개가 동시에 안착될 수 있도록 하는 반응용기 안착 랙장치(300)를 설치한 것과;
상기 반응용기 안착 랙장치(300)의 저면부에는 상기 반응용기 안착력장치(300)에 의해 안착된 반응용기(20)의 하단 일부를 수용한 다음 상기 반응용기(20) 내에 담긴 시료에 대한 전처리 분해를 실현하는 분해장치(400)를 설치한 것과;
그리고, 상기 전처리 전용 후드장치(100)의 상단에는 흡수 환류냉각 일체관(10)에 0.5M 질산 15ml로 세척하기 위한 자동 세척용 스팀장치(500)를 추가로 더 설치한 것과;
상기 구성 중 흡수 환류냉각 일체관 랙장치(200)에는 작업자의 의도된 조작에 따라 상,하 일정간격 높낮이 조절되면서 상기 흡수 환류냉각 일체관(10)과 반응용기(20)가 서로 밀착시키거나 분리시킬 수 있는 상하높이조절장치(600)를 설치한 것과;
상기 반응용기 안착 랙장치(300)의 양측에는 손잡이(701)가 구성되어 있는 동시에 그 하부에는 전측의 개폐용 도어 바깥으로 전후로 당겨서 꺼낼 수 있는 전후 슬라이드장치(700)가 설치된 것과;
상기 분해장치(400)의 저면부에는 상기 반응용기 안착 랙장치(300)의 슬라이드 작동이 필요한 경우에는 일정높이 하강하고, 제자리에 위치한 후 전처리 작업이 이루어질 때는 상방으로 승강하면서 반응용기 하부에 대한 용이한 분해동작이 가능토록 하는 분해장치에 대한 상하구동장치(800)를 설치한 것; 을 특징으로 한 토양의 중금속분석을 위한 자동 일체형 전처리장치.
제 1항에 있어서,
상기 상하높이조절장치(600)는, 상기 흡수 환류냉각 일체관 랙장치(200)의 양측에 일정한 길이의 가이드봉(610)을 구비시키고, 상기 가이드봉(610)은 전처리 전용 후드장치(100)의 내벽에서 상,하로 각각 고정된 복수의 안내 지지체(620)에 가이딩 관통시키되, 상기 가이드봉(610)의 하부끝에는 레버(631)를 위로 젖히면 레버(631)의 회전축(631a)의 중심과 다른 링크(632)가 상방으로 젖혀지면서 이격 후 크램핑되고, 하방으로 젖히면 반대 하방으로 젖혀지면서 크램핑 고정되는 상하 높낮이 선택조절용 클램프(630)를 구성시킬 수 있는 것을 특징으로 한 토양의 중금속분석을 위한 자동 일체형 전처리장치.
제 1항에 있어서,
상기 전후 슬라이드장치(700)는, 상기 반응용기 안착 랙장치(300)와 볼팅 결합된 슬라이드 작동판(710)이 구성되고, 상기 슬라이드작동판(710)의 양측에는 가이드블럭(720)이 길게 형성되며, 상기 양측 가이드블럭(720)과 대응하는 전처리 전용 후드장치(100)의 내벽면에는 가이드레일(730)을 맞물림시킨 구조인 것을 특징으로 한 토양의 중금속분석을 위한 자동 일체형 전처리장치.
제 1항에 있어서,
상기 상하구동장치(800)는, 상기 분해장치(400)와 결합된 상,하 유동판(410)에 설치하고, 상기 상,하 유동판(410)과 후드 내부의 바닥면 사이에는 다수의 가이드봉(420)을 설치하며, 상기 상,하 유동판(410)과 바닥면 사이의 중심부에는 스크류형 회전 샤프트(430)를 직립으로 구성시키고, 상기 스크류형 회전 샤프트(430)의 하부 일단에는 상기 스크류형 회전 샤프트(430)의 회전구동을 위한 감속기(441)를 포함하는 구동모터(440)를 구비시킨 구조인 것을 특징으로 한 토양의 중금속분석을 위한 자동 일체형 전처리장치.