一种清洁环保的土样和植物样品消煮装置的制作方法

本发明涉及一种消煮装置，尤其涉及一种清洁环保的土样和植物样品消煮装置，属于土壤农业化学实验设备技术领域。

背景技术：

传统的农化消煮装置都是将消煮过程中所需用到的各装置先搬移到固定式巨大的通风橱内，再简单拼凑组合成为一套简易的消煮装置，缺乏设备的整体性和统一性，这也导致了在实际消煮的过程中步骤繁杂，拉长了对样品的消煮时间，导致消煮效率偏低，且存在较大的实验风险和安全隐患，如消煮过程中强腐蚀性浓酸的高温喷溅、样品转移冷却过程中消煮管的滑落、样品冷却过程中的强腐蚀性废气的蒸发溢出，其极大地对实验人员身体造成了伤害，并加速了对消煮室其他设备的老化、损坏。此外，传统土壤和植物样品消煮所用到的通风橱，都是简单地对消煮过程中产生的废酸性气体进行抽排，最后将其排到空中或下水道中，对环境造成了极大的污染和破坏。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种清洁环保的土样和植物样品消煮装置，主要统一了消煮操作过程中的步骤，减少了实验的误差和实验时间成本，提高了消煮效率，极大的保障了实验人员的健康和其他设备正常的使用年限，并有效解决了消煮后的酸性废气对大气的污染和破坏，实现有害气体的绿色排放。此外，本发明占地面积小，可搬动，对实验室的空间资源和布局摆放的要求低，可根据实验室实际进行摆放，有效的解决了上述存在的问题。

本发明的技术方案为：一种清洁环保的土样和植物样品消煮装置，它包括箱体，箱体的底端连接有箱底，箱底上设有支座，支座上设有加热炉或铁块，在箱体的前方通过合页连接有侧开门，所述箱体的上部设有净化槽，净化槽内设有中和池，中和池内设有曝气管，在中和池的外部设有风机，在净化槽的底板上设有集气罩，集气罩顶部通过进口管与风机入口连接，风机出口通过出口管与曝气管连通，箱底和净化槽底板之间连接立柱，立柱上设有消煮篮。

所述门左右对称布置，门的材料为透明的玻璃。

所述净化槽的底板和侧壁与箱体固定连接，净化槽的前壁上设有电源控制面板，净化槽的顶部设有顶板，顶板上设有百叶窗、加液管、雾化器和净化器。

所述中和池为六面密封的空腔箱体结构，中和池的两端固定连接在净化槽的侧壁上，在中和池的侧边上设有液体计，曝气管位于中和池的底部并水平布置，曝气管的两端封闭且管壁上设有若干曝气孔，中和池内还设有ph探头，ph探头通过数据线与电源控制面板上的显示屏连接，在中和池的底部侧边上连接有排放管，所述排放管伸出箱体外侧并与排污系统连通，在排放管上设有阀门。

所述加液管的底端伸入中和池内部，加液管的顶端设有螺纹连接的密封盖。

所述雾化器的进口连接有进液管，进液管伸入到中和池的底部，雾化器的出口通过管道连接有喷头，所述喷头位于中和池的内侧顶部，雾化器为一台小流量高扬程的柱塞泵。

所述净化器为圆筒形柱状结构，在净化器的内部分有若干层，每层上放置有活性炭颗粒，层板上有细孔，在净化器的底端通过管道伸入到中和池的内侧顶部。

所述消煮篮包括左右对称的两根连杆、吊钩和管架，连杆的一端固定连接在套环上，套环可自由旋转的活动套接在立柱上，吊钩固定连接在连杆的另一端下方，管架放置在吊钩上，管架位于加热炉的正上方。

所述管架包括横杆、竖杆、连杆一、连杆二、连杆三和孔板，两根横杆对称布置，两根连杆一固定连接在横杆之间，在连杆一之间固定连接均匀分布的五根连杆二，在连杆二的四角上固定连接四根竖杆，竖杆之间固定连接连杆三，在竖杆的顶端固定连接孔板，孔板上均匀分布有管孔，管孔内放置有消煮管。

所述孔板倾斜布置，倾角为15度。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，采用本发明的技术方案，一是提高了实验的效率与质量。本装置消煮篮的有序排布的固定消煮模式对比传统将样品任意摆放消煮方式来说，在同一电炉加热面积上可消煮更多样品，此外本装置统一了样品的消煮环境，减少了一些如样品转移冷却等繁琐的操作步骤，节约了实验时间，即减少了实验消煮过程中的系统误差，缩短了实验时间；二是保障了实验过程的安全。通过本装置进行土样和植物样的消煮工作，能避免样品消煮过程中的强腐蚀性浓酸常发生的喷溅、消煮管转移过程中的滑落、样品冷却过程中强腐蚀性气体的溢出等不安全情况的发生，保障了实验人员的安全；三是实现了气体排放的绿色环保，本装置从废气的收集开始到最终气体的排出，酸腐蚀性酸性废气需经过3个阶段的净化处理，从而达到绿色排放的目的。

附图说明

图1为本发明结构示意图一；

图2为本发明结构示意图二；

图3为本发明顶部局部结构示意图；

图4为本发明净化槽内部结构示意图一；

图5为本发明净化槽内部结构示意图二；

图6为本发明消煮篮结构示意图；

图7为本发明管架结构示意图一；

图8为本发明管架结构示意图二；

图9为本发明的电路接线原理图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将参照本说明书附图对本发明作进一步的详细描述。

实施例1：如附图1～8所示，一种清洁环保的土样和植物样品消煮装置，它包括箱体7，箱体7的底端连接有箱底3，箱底3上设有支座6，支座6上设有加热炉5或铁块4，在箱体7的前方通过合页2连接有侧开门1，所述箱体7的上部设有净化槽10，净化槽10内设有中和池27，中和池27内设有曝气管26，在中和池27的外部设有风机14，在净化槽10的底板上设有集气罩11，集气罩11顶部通过进口管15与风机14入口连接，风机14出口通过出口管16与曝气管26连通，箱底3和净化槽10底板之间连接立柱9，立柱9上设有消煮篮8。

进一步的，门1左右对称布置，门1的材料为透明的玻璃。

进一步的，净化槽10的底板和侧壁与箱体7固定连接，净化槽10的前壁上设有电源控制面板12，净化槽10的顶部设有顶板17，顶板17上设有百叶窗18、加液管24、雾化器21和净化器22。

进一步的，中和池27为六面密封的空腔箱体结构，中和池27的两端固定连接在净化槽10的侧壁上，在中和池27的侧边上设有液体计13，曝气管26位于中和池27的底部并水平布置，曝气管26的两端封闭且管壁上设有若干曝气孔，中和池27内还设有ph探头28，ph探头28通过数据线20与电源控制面板12上的显示屏连接，在中和池27的底部侧边上连接有排放管30，所述排放管30伸出箱体7外侧并与排污系统连通，在排放管30上设有阀门31。

进一步的，加液管24的底端伸入中和池27内部，加液管24的顶端设有螺纹连接的密封盖19。

进一步的，雾化器21的进口连接有进液管25，进液管25伸入到中和池27的底部，雾化器21的出口通过管道连接有喷头23，所述喷头23位于中和池27的内侧顶部，雾化器21为一台小流量高扬程的柱塞泵。

进一步的，净化器22为圆筒形柱状结构，在净化器22的内部分有若干层，每层上放置有活性炭颗粒，层板上有细孔，在净化器22的底端通过连通管221伸入到中和池27的内侧顶部。

进一步的，消煮篮8包括左右对称的两根连杆81、吊钩82和管架83，连杆81的一端固定连接在套环29上，套环29可自由旋转的活动套接在立柱9上，吊钩82固定连接在连杆81的另一端下方，管架83放置在吊钩82上，管架83位于加热炉5的正上方。

进一步的，管架83包括横杆835、竖杆832、连杆一833、连杆二834、连杆三836和孔板831，两根横杆835对称布置，两根连杆一833固定连接在横杆835之间，在连杆一833之间固定连接均匀分布的五根连杆二834，在连杆二834的四角上固定连接四根竖杆832，竖杆832之间固定连接连杆三836，在竖杆832的顶端固定连接孔板831，孔板831上均匀分布有管孔837，管孔837内放置有消煮管。

进一步的，孔板831倾斜布置，倾角为15度。

箱体7采用耐腐蚀性塑料制作而成，可以抵御消煮时产生的强腐蚀性气体的腐蚀。

玻璃观察门1可左右侧向打开，起到密封消煮室的作用，同时可通过玻璃观察门1查看消煮室内的消煮情况。

电源控制面板12集成了耐腐蚀风机电源开关、耐腐蚀雾化器电源开关、ph探头28、ph值显示屏为一体的电器控制面板。

ph值显示屏可显示中和池27内溶液的ph数值。

液体计13可通过其观察中和池27内的液体容量，在净化槽10和箱体7的侧壁上液位计13的位置上设有观察孔，可以观察到液位计13的数值。

支座6为可调节式支座（手旋式升降台），可以通过旋钮61的旋转，调节支座6的高度，这样可以使得加热炉5或铁块4正好贴合在消煮管的底部进行加热或冷却。

除了承托中间的两个消煮电热炉5的支座6是通过螺丝固定在消煮室底板上的，其余两侧承托铁块4的支座6则不固定，直接放置在消煮室内。

集气罩11为耐腐蚀塑料抽风导口，可对废气的吸收起到导流作用，导向风机14的入口。

中和液排出管连通中和池27的底部，将其中中和处理后的废液沿管排出。

支座6通过旋钮61，可调节支座6的高低，即实现对电炉和降温金属铁块4与消煮篮的接触。

降温用的金属铁块4，用于消煮完成后，通过金属铁块4的金属热传导作用，快速均衡地降低消煮管的高温。

电加热炉5，起加热作用，将石棉网放置在消煮篮底部承重网上后，达到均匀地对消煮管底部加热的目的。

消煮篮托挂架，用于托挂管架83，可承受一定重量，其连接在套环上。

管架83：用于装载消煮管，管架83斜口平面向内成一定角度，从而防止消煮过程中，消煮管中的强腐蚀性酸性液体向人喷溅危险的发生。

耐腐蚀风机14由耐腐蚀材质制成，将强腐蚀性气体抽离消煮室，并将酸性废气通过通气管运转至中和池27内的碱液中，与碱液完全接触，即达到对废气的第一次酸碱中和处理。风机14型号采用：pf-150w2，生产品牌为：新怡风。

曝气管26：连接耐腐蚀性风机14和中和池27，并斜入中和池27内底部。

散热百叶窗18：对耐腐蚀性风机14产生的热量进行散热，避免耐腐蚀塑料抽风箱体外壳和中和池27中间形成的空腔积累过多热量。

碱液加注管24：可从外部通过碱液加注管24，向中和池（27）中添加碱液。

密封盖19：密封碱液加注管与外界接触。

耐腐蚀性雾化器21：由耐腐蚀材质制成，有体液输入口和输出口，输入口一段连接雾化器吸液管，输出口一端连接雾化口，可将碱液通过吸液管吸入后，由雾化口喷出，形成雾状，进一步加强了碱液与酸性废气的接触，即形成了对废液的第二次酸碱中和处理。

雾化器21吸液管：由耐腐蚀塑料制成，通过耐腐蚀性雾化器的吸力从废气处理箱内的处理液中吸入碱液至耐腐蚀性雾化器。

ph检测器探头：由耐腐蚀材质制成，检测探头直入到中和池27内的处理液中。

活性炭净化器22：因耐腐蚀抽风电机排风的作用，使得中和池27内气体压强增大，酸性废气经过前两次中和处理后的气体，通过活性炭净化处理器内的两层活性炭吸收可能余留的有害废气并最终向外排出，即形成废气的第三次处理，从而确保对废气的全面净化。

活性炭净化器22：其由通气多孔堆叠片、通气细管、通气粗管、通气细管过滤网组成。通气多孔堆叠片为圆形薄片，以圆心为中心点向外均匀设置8条线段，相邻线段上分别等分设置3个通气孔和4个通气孔，每个通气多孔堆叠片上共设置28个通气孔，主要作用：将活性炭过滤器隔离为不同处理层，同时用于承载支撑活性炭颗粒的重量，通气小孔可使气体穿过形成通气通道。通气细管穿过耐腐蚀塑料抽风箱体外壳，直通到中和池27内；通气粗管内由通气多孔堆叠层隔为三层空腔，第一层为空腔层，其内不放入活性炭颗粒，为气体缓冲层，主要用于降低处理气体进入活性炭层的压强、流速和气体湿度；第二和第三层内均放置活性炭颗粒，为活性炭净化处理层,主要作用：吸收处理气体中残留的有害废气；通气细管过滤网由耐腐蚀性尼龙材料制成具有较小的网孔，其固定在第一层的通气细管处，主要作用：防止上层活性炭小碎屑掉入到废气处理箱内。

酸性废气在中和池27内经过两次中和处理后，经过通气细管到活性炭净化过滤器内的第一层——气体缓冲层，之后再经过其上部第二、第三层的活性炭层，吸收气体中可能还残留的有害废气，最终向外排出，即活性炭净化过滤器对废气进行了第三次处理，确保对废气的全面净化。

斜口消煮篮8的消煮管斜向固定平面与水平面成15°倾斜，消煮管斜向固定平面为正方形，并在纵横方向上设置有4×4，共16个消煮管插口，斜口消煮篮8的消煮管斜向固定平面与由3mm粗的铁丝围成的筐体连接为一体，斜口消煮篮的篮筐由上、中、下3根护栏金属丝在水平方向上沿4根消煮篮斜柱而围成，最下方的一圈护栏金属丝与消煮篮底部承重网相距1cm，形成相距1cm的中间空层，以便沿该层水平向内插入石棉网，，消煮篮底部承重网纵横方向上各等分设置5根3mm粗的铁丝构成20cm×20cm的正方形；实验时需将石棉网放置在消煮篮底部承重网上，其此时消煮篮底部承重网的作用主要用于均匀支撑石棉网及其上方的消煮管重量。消煮篮底部承重网两侧的挂杆与其四个顶角横向延长出的金属棒连接。要求托挂架挂钩的间距略小于消煮篮底部承重网的边长，达到限位作用，以防斜口消煮篮从托挂架上滑落。

升降台保护栏底部一圈由3mm粗的铁丝围成，与升降台平台同大小，且其四个角上设置有小正方形的螺丝孔位铁质固定片，升降台保护栏上部一圈由由3mm粗的铁丝围成，上下两圈铁丝垂直间距5cm，并由四根3mm粗的铁丝将上下两圈连为一体，形成升降台保护栏。其中：承托消煮电炉的手旋式升降台的底座4个顶角上设置螺丝孔位，通过螺丝将升降台底座固定在耐腐蚀性塑料设备箱体内部底板上，升降台平台的4各角上设置有螺丝孔位，通过螺丝将降台保护栏与升降台平台进行固定。

电炉/降温金属铁块置于升降台平台上，升降台保护栏起到防止电炉/降温金属铁块4滑动掉落的作用。

备注：除了承托消煮电炉的手旋式升降台是通过螺丝固定在消煮室底板上的，其余两侧承托金属降温块的手旋式升降台不固定，直接放置在消煮室内。

本装置的工作原理如下：

打开装置顶部的碱液加注盖，将事先配好的碱液沿着碱液加注管倒入中和池27中，并观察装置侧面的液位视察窗，添加碱液至当液位视察窗刻度的二分之一至三分之二处时较为适宜，即可停止加液，盖上碱液加注盖。

打开装置的玻璃观察窗，打开电器控制面板上的抽风电源开关开启排风功能，同时打开性雾化器电源开关，开启碱液雾化功能。将石棉网水放置于斜口消煮篮底部承重网上，依次将装有土样的消煮管插入斜口消煮篮的中，使得消煮管管口向装置内部倾斜（与实验人员形成安全角度，避免消煮过程中强酸沸腾喷溅伤人，同时倾向内更有利于消煮过程中产生的强酸性蒸汽被抽离消煮室）；根据具体实验技术所需，依次向消煮管中加入所需消解酸液（此时强酸所挥发的强腐蚀性气体即被安全的抽离消煮室）；转动消煮篮托挂架，使斜口消煮篮的底部与电炉平面对应好；之后再用手旋式升降台调节电炉的高度，使得电炉的平面略微有支撑力顶住斜口消煮篮的底面；将电炉打开并调节加热大小使加热温度适宜；关上玻璃观察窗，进行消煮。

此时消煮过程中不断产生酸性气体并逸出试管，酸性气体在耐腐蚀性抽风机的抽风作用下，沿着耐腐蚀塑料抽风导口转移到通气管，进而通过曝气管进入到中和池27内的碱液底部与碱液发生充分反应，酸性废气从碱液底部向上移动最终逸出碱液的过程，即是让酸性废气与碱液直接接触并产生酸碱中和反应，完成对废气的第一次酸碱中和处理。气体逸出碱液后继续上升，此时雾化器进水管不断将碱液吸入至雾化器，将碱液进行雾化处理，雾化器雾化喷口端不断喷出水雾状碱液，与中和池27内中经第一步废气处理的气体再次在充分接触，形成对废气的第二次酸碱中和处理。

随着中和池27中的碱液与酸性废气不断发生中和反应，溶液ph值将会逐渐降低，ph检测器通过ph检测探头实时监测溶液的ph值，观察电器控制面板上的ph显示屏，当ph值低于9时，需向中和池27中添加一定量和浓度碱液，使溶液ph值维持在9以上。

经过前两轮酸碱中和处理的废气，因箱内压强作用，将从活性炭净化过滤器净化后向外排出，具体过程：酸性废气在中和池27内经过两次中和处理后，通过通气细管到活性炭净化过滤器内的第一层——气体缓冲层，之后再经过其上部第二、第三层的活性炭层，吸收气体中可能还残留的有害废气，最终向外排出，即活性炭净化过滤器对废气进行了第三次处理，确保对废气的全面净化。

当样品消煮完成后，调节电炉所在的手旋式升降台，使其高度下降，直到电炉加热平面完全脱离斜口消煮篮的底面，再转动消斜口煮篮托挂架，使斜口消煮篮完全转离电炉所在垂直面，即转到电炉的另一侧后，再调节降温金属块所在的手旋式升降台，使其上升，直到降温金属块的上顶面支撑顶住斜口消煮篮的底部。从而利用金属块的金属快速热传导作用，和石棉网的温度缓冲后，达到快速、均匀地降低消煮管高温的目的。当消煮管温度降至室温时，即可将消煮管依次取出，或将斜口消煮篮整体取下。即完成消煮工作。

使用过程中注意观察ph显示屏上的ph数值，向中和池27添加碱液时注意观察侧面的液位观察窗，不得超过液位观察窗的最大液位刻度线。当液位接近最大液位刻度线，且需要添加碱液时，打开中和液排出阀门，将中和池27中的溶液排出，再次添加碱液。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。