一種元素測試儀的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種元素測試儀,包括:燃燒管;對燃燒管加熱的高溫爐;設置在燃燒管內的送樣機構,包括:送樣桿,第一導磁塊,帶動第一導磁塊沿燃燒管的軸線方向運動的第二導磁塊,與第二導磁塊相連的驅動裝置;與燃燒管的輸出端相連用于收集氣體的收集裝置;與燃燒管相連的水蒸汽發生器,包括:加熱爐,與燃燒管相連的燒瓶,與燒瓶相連的供水系統;與燃燒管的輸入端相連的氣體供給裝置;與驅動裝置、高溫爐、加熱爐和氣體供給裝置電連接的控制器。通過對送樣機構和收集裝置的機械化避免了操作者手工操作,降低了勞動強度;將驅動裝置、高溫爐、加熱爐和氣體供給裝置均與控制器電連接,實現整個裝置的自動化,進一步降低操作者的勞動強度。
【專利說明】一種元素測試儀
【技術領域】
[0001]本發明涉及工業機械【技術領域】,更具體的說,是涉及一種元素測試儀。
【背景技術】
[0002]眾所周知,氟、氯均是對人體有害的元素。而煤在燃燒過程會產生大量的氟和氯,其中,氟幾乎完全轉化為揮發性物質排放到大氣中,造成環境污染;而氯的釋放會引起管道腐蝕和鍋爐結皮等問題。隨著對環境保護意識的不斷增強,測定煤中氟和氯的含量已經受到包括環保部門在內的越來越多部門的密切關注。
[0003]為了準確、快速測量煤樣等可燃物質中的各種元素的含量,通常需要將煤樣在相應的元素分析儀器的高溫爐中燃燒,通過測量燃燒出來的氣體內的元素含量等方法來確定各種元素在煤中的含量。而氟氯測定儀器用于測定煤炭、焦炭、礦物、巖石、農作物及垃圾等固態和部分液態物質中的氟、氯含量,主要應用于電廠、煤礦、冶金、化工、商檢、科研、教學等行業部門。
[0004]現有的元素分析儀主要包括燃燒管、高溫爐、收集裝置、送樣機構、氣體供給裝置和水蒸汽發生器等部件。工作人員在使用現有的元素分析儀進行測量的過程中,需要大量的人工操作,具體地,在測試過程中需要工作人員手工操作送樣機構、氣體供給裝置和水蒸汽發生器等器械,例如,在實驗前,需要工作人員調節高溫爐,使其對燃燒管進行加熱,人工調節氣體供給裝置,以提供氧氣,人工向水蒸汽發生器注入水,并調節加熱爐,使其提供水蒸汽;在實驗過程中,還需要工作人員將裝有樣品的送樣桿在不同的時間內送入燃燒管的不同的溫區;在實驗結束后,還需要工作人員將氣體供給裝置、水蒸汽發生器和高溫爐關閉,并手工將送樣桿退回到原位。所以利用現有的元素分析儀器進行測量,需要很多的人工操作,不僅加大了工作人員的工作強度,而且還降低了工作效率。
[0005]因此,如何降低操作者的勞動強度,是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。
【發明內容】
[0006]有鑒于此,本發明提供了一種元素測試儀,以降低操作者的勞動強度。
[0007]為實現上述目的,本發明提供如下技術方案:
[0008]一種元素測定儀,其包括:
[0009]具有樣品蓋的燃燒管;
[0010]罩設在所述燃燒管外側對所述燃燒管加熱的高溫爐;
[0011]設置在所述燃燒管內的送樣機構,所述送樣機構包括:具有放樣舟的送樣桿,所述送料桿上設置有第一導磁塊;用于帶動所述第一導磁塊沿所述燃燒管的軸線方向運動的第二導磁塊;與所述第二導磁塊相連,并帶動所述第二導磁塊運動的驅動裝置;
[0012]與所述燃燒管的輸出端相連用于收集氣體的收集裝置,所述收集裝置包括:取樣杯;與所述取樣杯的杯壁密封連接且罩設在所述取樣杯杯口的杯蓋,所述杯蓋具有用于與燃燒管輸出端連通的通道;密封設置在所述杯蓋上,且與所述取樣杯連通的密封接頭,所述密封接頭的輸出端與所述取樣杯的杯壁相對;
[0013]與所述燃燒管相連的水蒸汽發生器,所述水蒸汽發生器包括:加熱爐;設置在所述加熱爐上的燒瓶,所述燒瓶的出口與所述燃燒管相連;以及與所述燒瓶相連的供水系統;
[0014]與所述燃燒管的輸入端相連的氣體供給裝置;
[0015]分別與所述驅動裝置、所述高溫爐、所述加熱爐和所述氣體供給裝置電連接的控制器。
[0016]優選地,上述的元素測定儀中,所述驅動裝置包括:
[0017]驅動電機,所述第二導磁塊設置在所述驅動電機上,所述控制器與所述驅動電機電連接;
[0018]與所述驅動電機相連的齒輪;
[0019]與所述齒輪嚙合傳動的齒條,所述齒條相對于所述燃燒管固定。
[0020]優選地,上述的元素測定儀中,所述驅動裝置還包括與所述控制器電連接用于檢測所述第二導磁塊位置,并在所述第二導磁塊到達預設位置時向所述控制器發出信號的位移傳感器。
[0021]優選地,上述的元素測定儀中,所述高溫爐上設置有與所述控制器電連接用于檢測所述高溫爐的溫度并在溫度達到預設溫度時向所述控制器發出信號的熱電偶。
[0022]優選地,上述的元素測定儀中,還包括置在所述氣體供給裝置的供氣管路上,用于檢測所述氣體供給裝置供氣壓力,并在壓力達到預設壓力時向所述控制器發出信號的壓力傳感器。設的壓力傳感器,所述壓力傳感器與所述控制器電連接。
[0023]優選地,上述的元素測定儀中,所述燒瓶的出口通過防濺球與所述燃燒管相連。
[0024]優選地,上述的元素測定儀中,還包括安裝在所述防濺球上的溫度傳感器和設置在所述防濺球的通路上的泄壓閥,且所述溫度傳感器和所述泄壓閥均與所述控制器電連接。
[0025]優選地,上述的元素測定儀中,還包括設置在所述燒瓶與所述供水裝置之間的管路上的溢流閥,所述溢流閥與所述控制器相連。
[0026]優選地,上述的元素測定儀中,所述收集裝置與所述燃燒管之間設置有冷凝裝置,且所述冷凝裝置包括:
[0027]連接所述收集裝置的通道和所述燃燒管的冷凝管;
[0028]與所述冷凝管相連的冷凝供液器。
[0029]優選地,上述的元素測定儀中,所述控制器為控制開關。
[0030]經由上述的技術方案可知,與現有技術相比,本發明公開了一種元素測試儀,其包括:具有樣品蓋的燃燒管;罩設在燃燒管外側對燃燒管加熱的高溫爐;設置在燃燒管內的送樣機構,送樣機構包括:具有放樣舟的送樣桿,送料桿上設置有第一導磁塊;用于帶動第一導磁塊沿燃燒管的軸線方向運動的第二導磁塊;與第二導磁塊相連,并帶動第二導磁塊運動的驅動裝置;與燃燒管的輸出端相連用于收集氣體的收集裝置,收集裝置包括:取樣杯;與取樣杯的杯壁密封連接且罩設在取樣杯杯口的杯蓋,杯蓋具有用于與燃燒管輸出端連通的通道;密封設置在杯蓋上,且與取樣杯連通的密封接頭,密封接頭的輸出端與取樣杯的杯壁相對;與燃燒管相連的水蒸汽發生器,水蒸汽發生器包括:加熱爐;設置在加熱爐上的燒瓶,燒瓶的出口與燃燒管相連;以及與燒瓶相連的供水系統;與燃燒管的輸入端相連的氣體供給裝置;分別與驅動裝置、高溫爐、加熱爐和氣體供給裝置電連接的控制器。本申請的元素測定儀,通過對送樣機構和收集裝置的機械化從而解決操作者手工對送料桿和取樣杯的操作,從而降低了勞動強度;此外,通過將驅動裝置、高溫爐、加熱爐和氣體供給裝置均與控制器電連接,以實現整個裝置的自動化,進一步降低操作者的勞動強度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0031]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案,下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。
[0032]圖1為本發明實施例公開的元素測試儀的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0033]本發明的核心是提供一種元素測試儀,以降低操作者的勞動強度。
[0034]下面將結合本發明實施例中的附圖,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。
[0035]如圖1所示,本發明公開了一種元素測試儀,其包括:具有樣品蓋301的燃燒管3,燃燒管3作為密封結構作為樣品反應的裝置;罩設在該燃燒管3外側對燃燒管3加熱的高溫爐2,通過高溫爐2為燃燒管3的加熱可使樣品發生反應;設置在燃燒管3內的送樣機構4、與燃燒管3的輸出端相連用于收集氣體的收集裝置8、與燃燒管3相連的水蒸汽發生器7和與燃燒管3的輸入端相連的氣體供給裝置5。
[0036]其中,上述的送樣機構4包括:具有放樣舟401的送樣桿402,送料桿402上設置有第一導磁塊403 ;用于帶動第一導磁塊403沿燃燒管3的軸線方向運動的第二導磁塊602 ;與第二導磁塊602相連,并帶動第二導磁塊602運動的驅動電機601,上述的第二導磁塊602和驅動電機601作為對送樣桿402運動的驅動裝置6。工作時,將待測樣品放置在放樣舟401上并開啟驅動電機601使第二導磁塊602帶動第一導磁塊403沿燃燒管3的軸線方向運動,由于第一導磁塊403固定安裝在送料桿402上,因此,同時帶動送料桿402運動。具體地,還包括對第二導磁塊的運動進行導向的軌道603。
[0037]上述的收集裝置8包括:取樣杯;與取樣杯的杯壁密封連接且罩設在取樣杯杯口的杯蓋,杯蓋具有用于與燃燒管3輸出端連通的通道;密封設置在杯蓋上,且與取樣杯連通的密封接頭,密封接頭的輸出端與取樣杯的杯壁相對。本申請通過在取樣杯上設置密封接頭,在對取樣杯進行清洗時,可將密封接頭與去離子水的水源相連,使去離子水通過密封接頭進入取樣杯內。由于密封接頭的輸出端與取樣杯的杯壁相對,使得在向取樣杯內填加去離子水過程,去離子水會沿取樣杯的杯壁向取樣杯內流入,即會沖洗取樣杯的杯壁,從而實現對取樣杯的沖洗。本申請通過上述設置可有效解決人工沖洗取樣杯的過程,因此,可極大的降低操作者的勞動強度。
[0038]上述的水蒸氣發生器7包括:加熱爐703 ;設置在加熱爐703上的燒瓶702,優選的為平底燒瓶,燒瓶702的出口與燃燒管3相連;以及與燒瓶702相連的供水系統。工作時,供水系統對燒瓶702提供水源,而加熱爐703對燒瓶702內的水進行加熱,直至產生水蒸氣。
[0039]進一步的實施例中,將上述的驅動電機601、高溫爐2、加熱爐703和氣體供給裝置5均與控制器電連接。通過設置控制器可便于對驅動電機601、高溫爐2、加熱爐703和氣體供給裝置5進行控制,進一步降低操作者的勞動強度。
[0040]本申請的元素測定儀,通過對送樣機構4和收集裝置8的機械化從而解決操作者手工對送料桿402和取樣杯的操作,從而降低了勞動強度;此外,通過將驅動電機601、高溫爐2、加熱爐703和氣體供給裝置5均與控制器電連接,以實現整個裝置的自動化,進一步降低操作者的勞動強度。
[0041]具體的實施例中將燃燒管3設置為多個,本領域技術人員可以理解的是,對于燃燒管3的個數可根據不同的需要設定不同的個數,且均在保護范圍內。
[0042]本申請中將第一導磁塊403設置為內磁鐵,并將第二導磁塊602設置為外磁鐵,即兩者均為鐵磁,進一步的,將內磁鐵和外磁鐵設置為異性,通過磁鐵的同性相斥異性相吸的原理,實現在驅動外磁鐵運動時同時帶動內磁鐵運動,而內磁鐵與送樣桿402相連,從而間接帶動送樣桿402運動,以將放樣舟401上的樣品輸送到檢測位置。在實際中,還可將兩者設置為同性,在驅動外磁鐵運動時,由于同性相斥,會推動內磁鐵運動,也可達到送樣桿402的運動。為了便于對送樣桿402的控制,可優先選擇異性的兩個磁鐵。
[0043]另一實施例中將第一導磁塊403設置為鐵塊,并將第二導磁塊602設置為磁鐵。由于磁鐵對鐵塊具有吸附作用,在磁鐵移動時,會同時吸引著鐵塊同步運動。
[0044]本申請中提供了一種驅動裝置6的具體結構,包括:驅動電機601、齒輪和齒條,其中,第二導磁塊602設置在驅動電機601上,且該驅動電機601與齒輪相連。具體的,該驅動電機601的輸出軸與傳動軸通過聯軸器相連,上述的齒輪通過鍵連接在傳動軸上,且該齒輪與上述的齒條嚙合傳動。通過上述設置在驅動電機601工作時,會驅動齒輪與齒條發生相對運動,由于齒條相對于導管固定,因此,齒輪會沿齒條的布置方向做直線運動。本領域技術人員可以理解的是,在實際中,還可將齒輪固定而將齒條設置為可運動。
[0045]進一步的實施例中,該驅動裝置6還包括用于檢測第二導磁塊602位置,并在第二導磁塊602到達預設位置時向控制器發出信號的位移傳感器,具體地,該位移傳感器與控制器電連接。工作時,位移傳感器可以判斷驅動電機601是否已經將第二導磁塊602送至預設的位置,即放樣舟401到達燃燒管3的高溫爐2處,并即時向控制器發送反饋信號,此時,停止驅動,樣品發生反應。當樣品反應完全后,通過控制器控制驅動電機601繼續工作,將送樣桿402回復到初始狀態。
[0046]本申請中提供的高溫爐2上設置有與控制器電連接,用于檢測高溫爐2的溫度并在溫度達到預設溫度時向控制器發出信號的熱電偶。熱電偶可以判斷高溫爐2的溫度是否已經達到預設溫度,并在達到預設溫度時向控制器發出信號,停止對高溫爐2繼續加熱。通過設置熱電偶并與控制器電連接可進一步降低操作者的勞動強度。
[0047]進一步的該元素測定儀還包括用于檢測氣體供給裝置5供氣壓力,并在壓力達到預設壓力時向控制器發出信號的壓力傳感器,具體地,該壓力傳感器設置在氣體供給裝置5的供氣管路上,并與控制器電連接。通過設置壓力傳感可時刻檢測氣體供給裝置5的供氣過程是否在正常工作狀態,當通過壓力傳感器獲取到的氣體供給裝置5內部的壓力不滿足要求時,便向控制器發出信號,提醒操作者注意。
[0048]在一具體實施例中,將燒瓶702的出口通過防濺球704與燃燒管3相連,通過設置防濺球704可避免燒瓶702中的水在加熱到沸騰后水滴飛濺到燃燒管3內對燃燒管3造成損壞。
[0049]在上述技術方案的基礎上,該元素測定儀還包括安裝在防濺球704上的溫度傳感器和設置在防濺球704的通路上的泄壓閥707,且溫度傳感器和泄壓閥707均與控制器電連接。加熱爐703為燒瓶702內的液態水加熱時,燒瓶702內部的液態水逐漸轉化為水蒸汽,其中,一部分水蒸汽穿過防濺球704進入燃燒管3為實驗所用,另一部分水蒸汽滯留在防濺球704內部,又轉化成了液態水。隨著防濺球704內的水蒸汽和液態水不斷的增多,防濺球704內部的壓力在增大,同時防濺球704的溫度也在逐步的上升,當溫度傳感器測得防濺球704的溫度達到設定溫度時,溫度傳感器向控制器發送信號,控制器接收到該信號后打開泄壓閥707,將防濺球704內部的水蒸汽及壓力泄去,此時,防濺球704內部處于迸濺臨界邊緣的液態水倒流回燒瓶702內部,因此,本發明提供的水蒸汽發生器7,能夠避免液態水在防濺球704內部四濺而淋濕燃燒管3內部的樣品,從而保證了實驗的順利進行,所以提高了實驗的成功機率。
[0050]另外,當燒瓶702內部已經蓄滿水后,需要將燒瓶702內多余的液態水排掉,這就需要在燒瓶702和供水裝置的水箱之間增設一個溢流閥706,以使燒瓶702通過溢流閥706與水箱連通,并且溢流閥706與控制器電連接,以使控制器可以控制燒瓶702的存水量。具體地,該供水裝置還包括設置管路上的水泵701。
[0051]更進一步的實施例中,該元素測定儀還包括設置在收集裝置8與燃燒管3之間的冷凝裝置1,具體的該冷凝裝置I包括:連接收集裝置8的通道和燃燒管3的冷凝管102 ;與冷凝管102相連的冷凝供液器101。為了對實驗過程中收集到的物質進行冷卻,在收集裝置8與燃燒管3之間設置冷凝裝置1,在收集裝置8接收實驗采集到的物質時,冷凝供液器101也在不停的向冷凝管102發送冷凝液,以使冷凝管102始終處于低溫狀態,從而不斷的冷卻收集的物質。
[0052]本申請中公開的控制器具體為控制開關,本領域技術人員可以理解的是,在實際中還可根據不同的需要設置不同類型的控制器。
[0053]本申請公開的元素測定儀的具體工作過程:
[0054]在實驗以前,需要工作人員打開燃燒管3的樣品蓋301,將裝有樣品的放樣舟401放入送樣桿402中,蓋上樣品蓋301,啟動控制器開始實驗。
[0055]在實驗過程中,控制器調節氣體供給裝置5,使其開始向燃燒管3供應氧氣。與此同時,控制器調節高溫爐2,使其開始對燃燒管3進行加熱。控制器調節供水系統,使其對燒瓶702供給水,并控制加熱爐703對燒瓶702進行加熱,在將燒瓶702加熱到一定程度后,燒瓶702會產生水蒸汽,水蒸汽會通過防濺球704到達燃燒管3內。
[0056]當各個傳感器檢測到各個部件達到預設要求后,控制器控制送樣機構4的驅動電機601帶動第二導磁塊602在軌道上運動,而送樣機構4的第一導磁塊403和第二導磁塊602有相互吸引力,所以第二導磁塊602會帶動送樣桿402順著第二導磁塊602運動的方向移動,以使送樣桿402將裝有樣品的放樣舟401沿燃燒管3送入高溫爐2的加熱區內進行分解。
[0057]當放樣舟401中的樣品分解后,所產生的物質通過冷凝裝置I的冷凝管102導入收集裝置8中。與此同時,冷凝供液器101不斷有冷凝液通入冷凝管102。
[0058]當傳感器檢測到各個檢測信號達到預設要求后,即實驗已經結束,控制器則會分別控制氣體供給裝置5、水蒸汽發生器7、高溫爐2和驅動裝置6,以停止氣體的供給、停止水蒸汽的供給、停止高溫爐2加熱,并將送樣桿402退回到原位。然后打開樣品蓋301,將已經分解完成的放樣舟401取出。
[0059]最后,將收集裝置8中已經收集到的物質倒入滴定池中,從標準溶液池中定量取出標準溶液到滴定池中進行滴定。滴定完成后,再取標準溶液到滴定池中進行清洗。
[0060]本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述,每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處,各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0061]對所公開的實施例的上述說明,使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的,本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下,在其它實施例中實現。因此,本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例,而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權利要求】
1.一種元素測定儀,其特征在于,包括: 具有樣品蓋(301)的燃燒管(3); 罩設在所述燃燒管(3)外側對所述燃燒管(3)加熱的高溫爐(2); 設置在所述燃燒管(3)內的送樣機構(4),所述送樣機構(4)包括:具有放樣舟(401)的送樣桿(402),所述送料桿(402)上設置有第一導磁塊(403);用于帶動所述第一導磁塊(403)沿所述燃燒管(3)的軸線方向運動的第二導磁塊(602);與所述第二導磁塊(602)相連,并帶動所述第二導磁塊(602)運動的驅動裝置(6); 與所述燃燒管(3)的輸出端相連用于收集氣體的收集裝置(8),所述收集裝置(8)包括:取樣杯;與所述取樣杯的杯壁密封連接且罩設在所述取樣杯杯口的杯蓋,所述杯蓋具有用于與燃燒管(3)輸出端連通的通道;密封設置在所述杯蓋上,且與所述取樣杯連通的密封接頭,所述密封接頭的輸出端與所述取樣杯的杯壁相對; 與所述燃燒管(3)相連的水蒸汽發生器(7),所述水蒸汽發生器(7)包括:加熱爐(703);設置在所述加熱爐(703)上的燒瓶(702),所述燒瓶(702)的出口與所述燃燒管(3)相連;以及與所述燒瓶(702)相連的供水系統; 與所述燃燒管(3)的輸入端相連的氣體供給裝置(5); 分別與所述驅動裝置(6)、所述高溫爐(2)、所述加熱爐(703)和所述氣體供給裝置(5)電連接的控制器。
2.根據權利要求1所述的元素測定儀,其特征在于,所述驅動裝置(6)包括: 驅動電機¢01),所述第二導磁塊(602)設置在所述驅動電機(601)上,所述控制器與所述驅動電機(601)電連接; 與所述驅動電機(601)相連的齒輪; 與所述齒輪嚙合傳動的齒條,所述齒條相對于所述燃燒管(3)固定。
3.根據權利要求2所述的元素測定儀,其特征在于,所述驅動裝置(6)還包括與所述控制器電連接,用于檢測所述第二導磁塊(602)位置,并在所述第二導磁塊(602)到達預設位置時向所述控制器發出信號的位移傳感器。
4.根據權利要求1所述的元素測定儀,其特征在于,所述高溫爐(2)上設置有與所述控制器電連接,用于檢測所述高溫爐(2)的溫度并在溫度達到預設溫度時向所述控制器發出信號的熱電偶。
5.根據權利要求1所述的元素測定儀,其特征在于,還包括置在所述氣體供給裝置(5)的供氣管路上,用于檢測所述氣體供給裝置(5)供氣壓力,并在壓力達到預設壓力時向所述控制器發出信號的壓力傳感器。設的壓力傳感器,所述壓力傳感器與所述控制器電連接。
6.根據權利要求1所述的元素測定儀,其特征在于,所述燒瓶(702)的出口通過防濺球(704)與所述燃燒管(3)相連。
7.根據權利要求6所述的元素測定儀,其特征在于,還包括安裝在所述防濺球(704)上的溫度傳感器和設置在所述防濺球(704)的通路上的泄壓閥(707),且所述溫度傳感器和所述泄壓閥(707)均與所述控制器電連接。
8.根據權利要求7所述的元素測定儀,其特征在于,還包括設置在所述燒瓶(702)與所述供水裝置之間的管路上的溢流閥(706),所述溢流閥(706)與所述控制器相連。
9.根據權利要求1所述的元素測定儀,其特征在于,所述收集裝置(8)與所述燃燒管(3)之間設置有冷凝裝置(1),且所述冷凝裝置(1)包括: 連接所述收集裝置(8)的通道和所述燃燒管(3)的冷凝管(102); 與所述冷凝管(102)相連的冷凝供液器(101)。
10.根據權利要求1所述的元素測定儀,其特征在于,所述控制器為控制開關。
【文檔編號】G01N31/12GK104459016SQ201410497180
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年9月25日 優先權日:2014年9月25日
【發明者】羅建文, 劉曉川, 熊超, 余亮 申請人:長沙開元儀器股份有限公司