專利名稱：小型消解機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種試驗設備，特別是涉及一種小型消解機。
背景技術：
有機碳、氮和磷是水質，特別是廢水測試的三項最重要的化學指標。有機碳通常是以化學耗氧量(COD)來測量的水樣與等量的含有重鉻酸鹽的濃硫酸混合后，在沸點 148° C消解2小時。標準測試中，酸性蒸餾物會因容器(試管)上部足夠長的冷凝部分冷凝并收集后回流，冷凝器頂端為開口，使得可以在常壓下以一般操作進行工作。為達此目的冷凝部分可能需要1到2米長。1975年JIRKA和CARTER (分析化學47 1397-1402)將該測試方法小型化，使用3. 5ml水樣+1. 5ml試劑，裝在有蓋的16x100mm試管中。之后的商品化方法通常使用標準的2ml水樣+2ml試劑，以濃硫酸和結晶硫酸汞。由于容器是封閉的， 工作起來像一個壓力加熱器。增加的壓力使得有必要用消解儀從外部調節溫度。溫度反應器或稱消解儀，其加熱塊上有凹下的圓孔以容納試管，并將溫度調節為恒溫148° C。在大多數市面上的商業消解儀中，加熱塊上的凹孔通常太深，幾乎將通常裝有一半液體的試管埋住。其結果是管內部的高壓，不僅帶來操作上的危險，而且也會導致部分物質通過高溫高壓下的螺紋管蓋部分逃逸。最終在用比色計測量時COD結果偏離實際值。因此，與滾燙的， 內裝太多含汞濃硫酸的COD試管打交道成了實驗室水質檢測中最危險的操作。在2008 年，德國 Bodart (Labo (Darmstadt) 2/08 18-21)指出，目前的商品 COD 消解器的架構/試管中，其工作方式不僅有悖于DIN，ISO以及US-EPA公布的正式標準方法所指明的蒸餾物低壓冷凝回流，而且也導致不必要的易于產生錯誤結果。根據蒸餾物的冷凝器應該被冷卻而不是被加熱，Bodart指出試管中所裝液體不超過試管三分之一的高度， 該高度足夠使用光度計測試，并且試管插入消解儀的深度僅到液面為止。這樣，試管上部至少三分之二的部分因接觸空氣自然對流而冷卻，結果是降低了氣相部分的溫度和壓力， 因而大大降低了操作中的危險。
實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種安全性能好的小型消解機。為實現上述目的，本實用新型的技術解決方案是本實用新型是一種小型消解機，它包括機殼、冷卻系統、隔熱面板、金屬塊、加熱元件、隔熱板；所述的機殼包括前框和底座，前框布置在底座的前部，前框上的風扇安裝位下部與底座內腔相通；所述的加熱元件安裝在金屬塊的底部，加熱元件與金屬塊一起安裝在底座內腔，在加熱元件與底座內底面之間設有隔熱板，在金屬塊頂面開設有多個供試管插入的沉孔；所述的隔熱面板覆蓋在機殼底座上部的敞開端，在隔熱面板上開設有多個通孔， 該多個通孔與金屬塊頂端的沉孔相對，以便試管插入且套置在金屬塊沉孔內；所述的冷卻系統安裝在前框的冷卻系統安裝位上，冷卻系統的下部氣流通道與底座內腔相通，冷卻系統的上部氣流通道對著裝于隔熱面板上的試管。[0007]所述的冷卻系統為軸流風機。本實用新型還包括控制隔熱面板和控制電路板；所述的控制電路板安裝在機殼的前框內，控制隔熱面板覆蓋在前框上。所述的隔熱面板為特氟龍板或類似的耐高溫耐腐蝕材料。所述的沉孔深度小于試管深度的三分之一。采用上述方案后，由于本實用新型在機殼內設置了一臺風扇，該風扇與加熱試管緊密相鄰，風扇的氣流通道下部與底座內腔相通，為機殼內部散熱降溫，風扇的氣流通道上部對著隔熱面板，風扇的上部氣流可作用于暴露的試管壁，可顯著降低試管內蒸汽溫度和壓力，大大降低操作的危險，使得本實用新型的更加的安全可靠。
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的說明。
圖1是本實用新型的軸測圖；圖2是本實用新型的剖視圖。
具體實施方式
如圖1、圖2所示，本實用新型是一種小型消解機，它包括機殼1、冷卻系統2、隔熱面板3、金屬塊4、加熱元件5、隔熱板6、控制面板7和控制電路板8。在本實施例中，冷卻系統2為軸流風機，即風扇2。所述的機殼1包括前框11和底座12。前框11布置在底座12的前部，前框11上的風扇安裝下位與底座12內腔相通。所述的加熱元件5安裝在金屬塊4的底部，加熱元件5與金屬塊4 一起安裝在底座12內腔在加熱元件5與底座12內底面之間設有隔熱板6，在金屬塊4頂面開設有多個供試管10插入的沉孔41 ；所述的隔熱面板3采用特氟龍板，其覆蓋在機殼1底座12上部的敞開端，在隔熱面板3上開設有多個通孔31，該多個通孔31與金屬塊4頂面上的沉孔41相對，以便試管10插入且套置在金屬塊4沉孔41內。所述的風扇2安裝在前框的風扇安裝位上，風扇2的氣流通道F為水平方向，風扇 2的下部氣流通道與底座12內腔相通，風扇2的上部氣流通道對著隔熱面板3，所述的風扇 2的下部氣流通道占總氣流通道的25%，被用于機殼1內部通風，風扇2的上部氣流通道占總氣流通道的75%，被用于冷卻試管10的暴露部分。所述的控制電路板8安裝在機殼1的前框11內，控制面板7覆蓋在前框11上。本實用新型設計細節說明有關裝置包括一個比起目前一般商業產品有重大改進的溫度反應器。設計以使用目的為依據，而不是本末倒置。實用新型的基本部分包括一個廉價、可靠的商用冷卻風扇2， 比如電腦中常見的規格120x120x38mm風扇。風扇2直接緊鄰金屬塊4，后者寬度不超過吹出的氣流覆蓋范圍。金屬塊4上面的試管10距離風扇2僅數厘米。作為一個例子，直徑 16mm高IOOmm的試管10，內裝1. 6ml水樣和1. 6ml硫酸混合物并插入金屬塊4，插入深度 23mm,金屬塊4頂部可以覆蓋一張帶孔的保護薄板，厚度2_5mm，材料為特氟龍(PTFE)，并與金屬塊4之間有約Imm的空氣間隙。作為設計的一部分，試管10插入金屬塊4的深度嚴格遵從其內部的水樣加酸性混合物的液位水平，該液位水平取于試管10能夠在光度計中做有效測試的最低水平。這樣， 試管10的較大部分(沒有裝液體的部分)就因緊鄰冷卻風扇2而得到冷卻。在消解過程中， 試管10內部的蒸汽溫度和壓力得到顯著降低。大多數商用COD消解儀的試管10幾乎全部插入金屬塊4，其上部靠近管蓋部分的蒸汽溫度為120°左右。而在本實用新型裝置中，該溫度降到40°或更低。強大的空氣流作用于曝露的試管10壁，導致內部壓力顯著降低，從而更加接近官方正式方法要求的蒸餾物冷凝回流的開放式系統。蒸餾物得到有效的冷卻， 并作為冷凝物回到下部的148度液體中，這樣不致因為過壓而產生管蓋內襯的物質泄漏， 或因高溫而導致的腐蝕。作為理想的便攜式桌面消解儀，使用了小巧的外殼，但正因為如此，即使金屬塊4得到良好的熱隔離，也會導致熱量的影響。即不僅對外殼材料(金屬或塑料)，而且也對熱敏感的內部電子元器件產生影響，從而可能影響溫控或者時間控制的準確度。本實用新型通過調整風扇2之高度位置解決了此問題氣流下部大約25%部分被用來做殼體內部通風，而其余75%的氣流用來冷卻試管10的曝露部分。水質分析工作者除了需要分析COD外，還常常需要分析作為硝酸鹽和正磷酸鹽的總氮和總磷。后兩者可以做比色法分析，而其在水樣中通常以各種不適合比色分析的形式存在，比如蛋白質和多磷酸鹽。分析中需要首先用過硫酸鹽氧化以將其消解為適合進行比色測試。傳統消解方式最初為100° C，60分鐘，在較新型的消解儀中改進為120° C, 30 分鐘。本實用新型中，由于加熱試管10與冷卻風扇2的強制關聯，消解時間進一步縮短到 15分鐘。之所以如此，是因為將溫度提高到COD的消解溫度即148° C，而在以前，由于沒有類似本實用新型中的強制空氣對流冷卻技術，不可能使用如此高的水溶液溫度。盡管在COD消解中，溫度，時間的組合要求都已經標準化，對總氮總磷的消解卻沒有標準的溫度，時間要求。重要的是最終產物，而不論其產生過程和條件。本實用新型提供了一種大大簡化的消解裝置，使用單一的標準148°溫度，而時間設定只有15分鐘和120分鐘兩檔。本實用新型的操作方法本實用新型的工作溫度范圍140° -200° C，加熱對象為直立的，口徑/長度比為1 :3至1 :30的玻璃管，這些玻璃管緊鄰直立的冷卻風扇2或空氣流出口，空氣流被物理地(實體地)分為兩部分，分別冷卻外部的玻璃管壁和機殼內部的加熱塊以及電子元器件。 其風扇2葉面或者氣流出口距離任何玻璃管壁5-200mm。任一玻璃管內液面高度在10到 70mm之間。其加熱塊上的各個放置玻璃管的凹洞深度對應于玻璃管內裝液面高度，誤差 +/- 30%。，吹出的氣流將所有玻璃管之部分部位冷卻至少5° C。通過將風扇2或氣流更改為內置裝置，或者以諸如半導體制冷原件(如Peltier原件)冷卻金屬塊以做成噪音更低的消解儀。COD的消解和總磷，總氮的消解使用一致的反應溫度。對總磷，總氮的消解使用小于30分鐘的反應時間。加熱塊上面有特氟龍(PTEF)保護板，加工板上的各個孔時，該隔熱蓋板3首先緊密安裝在加熱塊上，然后用銳角鉆孔刀，以金屬塊4 (加熱塊)上的孔為機械導向擴孔，從而做到特氟龍板上的孔和下面金屬塊上的孔精準對位。[0031]本實用新型的重點就在于增加了一個緊鄰試管、作為冷卻系統的軸流風機(風扇以上所述，僅為本實用新型較佳實施例而已，風扇的上、下氣流通道的比例可具需要進行調整，故不能以此限定本實用新型實施的范圍，即依本實用新型申請專利范圍及說明書內容所作的等效變化與修飾，皆應仍屬本實用新型專利涵蓋的范圍內。
權利要求1.一種小型消解機，其特征在于它包括機殼、冷卻系統、隔熱面板、金屬塊、加熱元件、隔熱板；所述的機殼包括前框和底座，前框布置在底座的前部，前框上的風扇安裝位下部與底座內腔相通；所述的加熱元件安裝在金屬塊的底部，加熱元件與金屬塊一起安裝在底座內腔，在加熱元件與底座內底面之間設有隔熱板，在金屬塊頂面開設有多個供試管插入的沉孔；所述的隔熱面板覆蓋在機殼底座上部的敞開端，在隔熱面板上開設有多個通孔， 該多個通孔與金屬塊頂端的沉孔相對，以便試管插入且套置在金屬塊沉孔內；所述的冷卻系統安裝在前框的冷卻系統安裝位上，冷卻系統的下部氣流通道與底座內腔相通，冷卻系統的上部氣流通道對著裝于隔熱面板上的試管。
2.根據權利要求1所述的小型消解機，其特征在于所述的冷卻系統為軸流風機。
3.根據權利要求1所述的小型消解機，其特征在于它還包括控制隔熱面板和控制電路板；所述的控制電路板安裝在機殼的前框內，控制隔熱面板覆蓋在前框上。
4.根據權利要求1所述的小型消解機，其特征在于所述的隔熱面板為特氟龍板。
5.根據權利要求1所述的小型消解機，其特征在于所述的沉孔深度小于試管深度的三分之一。
專利摘要本實用新型公開了一種小型消解機，它包括機殼、冷卻系統、隔熱面板、金屬塊、加熱元件、隔熱板。所述的加熱元件安裝在金屬塊的底部，冷卻系統、加熱元件、金屬塊等安裝在機殼內，在加熱元件與機殼底面之間設有隔熱板，在金屬塊頂面開設有多個供插入的沉孔。由于本實用新型在機殼內設置了一臺風扇，該風扇與加熱試管緊密相鄰，風扇的氣流通道下部與底座內腔相通，風扇的氣流通道上部對著隔熱面板，風扇的上部氣流可作用于暴露的試管壁，可顯著降低試管內蒸汽溫度和壓力，大大降低操作的危險，使得本實用新型的更加的安全可靠以及得到準確的測試結果。
文檔編號G01N1/44GK202204721SQ20112027819
公開日2012年4月25日 申請日期2011年8月2日 優先權日2011年8月2日
發明者練育生 申請人:廈門綠安分析儀器有限公司