一种煤中砷前处理装置的制作方法

1.本发明涉及制煤工艺装备技术领域，更具体地说，涉及一种煤中砷前处理装置。


背景技术：

2.现有技术中的煤中砷前处理装置，放样结构包括内瓶、外瓶及放样盘1，放置样品时，都需要人工拼接并安装，放样操作复杂。而且，煤中砷前处理装置为直线型结构，整体体积大，占用空间大。
3.因此，如何提供一种结构紧凑且方便放样的煤中砷前处理装置，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的是提供一种煤中砷前处理装置，结构紧凑，方便放置样品管。
5.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种煤中砷前处理装置，包括：
7.可转动的放样盘，设有若干个通孔，所述通孔用于放置样品管；
8.位置固定的底板，设于所述放样盘的下方，用于支撑所述样品管；
9.加热炉，设于所述放样盘的上方，所述加热炉设有加热孔，用于对所述样品管进行加热；所述底板对应所述加热孔的位置设有让位孔；
10.可升降的顶升柱，与所述让位孔对应设置，以当所述顶升柱顶升时，将所述样品管顶入所述加热孔内；
11.可升降的超声水槽，设于所述放样盘的下方，所述底板对应所述超声水槽的位置设有缺口，所述缺口处设有底轨，所述底轨的形状与所述通孔的运动轨迹相同，以使所述样品管能够支撑于所述底轨，当所述超声水槽上升时，使所述样品管位于所述超声水槽内进行超声振动。
12.可选地，还包括可升降的取样针，设于所述放样盘的上方，用于对超声振动后的所述样品管内的溶液进行取样。
13.可选地，还包括加盖机构，用于对取样后的所述样品管进行加装试管盖。
14.可选地，所述加盖机构包括：
15.存盖管，用于放置层叠的所述试管盖，所述存盖管的两端开口，且竖直设置；
16.拨叉，设于所述存盖管的下方，且可沿水平方向伸缩，当所述拨叉伸出时，所述拨叉位于所述存盖管的底部，以卡住最底层的所述试管盖；当所述拨叉缩回时，使最底层的所述试管盖落下，盖上所述样品管。
17.可选地，所述加热孔的顶部设有炉盖，所述炉盖穿设有伸入至所述加热孔内的输氧管。
18.可选地，所述输氧管的底部为漏斗状。
19.可选地，所述加热孔内设有导向套管，所述加热孔的底部设有导向扩孔。
20.可选地，所述超声水槽的底部设有接头，所述接头连接蠕动泵，以对所述超声水槽进行换水。
21.可选地，所述底轨的侧部设有风道，所述风道连接散热风扇，以对所述样品管进行散热。
22.可选地，还包括盖块，设于所述放样盘的上方，且与所述超声水槽对应设置，所述盖块设有排气口，所述排气口连接排气扇，以在所述超声水槽对所述样品管进行超声振动时，将挥发性物质排出。
23.本发明提供的煤中砷前处理装置，在进行前处理之前，先将待处理样品存放至多个样品管中，再将多个样品管依次放入放样盘的各个通孔中，使样品管的底部支撑在底板上；然后，使放样盘转动，带动各样品管转动，在此过程中，样品管的底部沿着底板滑动，当样品管到达加热炉下方且对准加热孔时，使顶升柱上升，将样品管顶入加热炉的加热孔中，利用加热炉对样品管进行加热。
24.加热完成后，使顶升柱下降，从而使样品管回落至放样盘的通孔中，放样盘继续转动，使样品管转动至超声水槽上方，此时，样品管的底部支撑在底轨上，此时向样品管输送需要参与反应的溶液，加完液后，使超声水槽上升，进而使样品管位于超声水槽内，可以理解的是，超声水槽内设有超声波振子，因此，利用超声水槽对样品管进行超声振动，使样品与加入的溶液充分反应，即完成前处理操作。
25.由此可以看出，本实施例提供的煤中砷前处理装置，放样时，只需要将样品管放入放样盘的通孔即可，无需人工拼接并安装等，操作简单。而且，本实施例利用放样盘的转动，实现样品管在各个工位(如加热工位和超声振动工位)的切换，结构紧凑，整体体积小，占用空间小。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其它的附图。
27.图1为本发明具体实施例所提供的煤中砷前处理装置的结构示意图；
28.图2为图1中放样盘和底板的结构示意图；
29.图3为图2的剖视图；
30.图4为图1中加热炉和顶升柱的剖视图；
31.图5为图1中超声水槽、风道、加盖机构、取样针以及排气扇的结构示意图(其中，连接排气口和排气扇的软管未示出)；
32.图6为图5的另一视角的结构示意图；
33.图7为图5中的加盖机构的结构示意图。
34.图1至图7中的附图标记如下：
35.1为放样盘、11为旋转轴、2为底板、3为加热炉、31为加热孔、32为炉盖、33为输氧管、34为导向套管、35为导向扩孔、4为顶升柱、5为超声水槽、6为底轨、7为取样针、8为加盖
机构、81为存盖管、82为拨叉、83为试管盖、9为风道、10为盖块、101为排气口、102为排气扇、01为取样管。
具体实施方式
36.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
37.本发明的核心是提供一种煤中砷前处理装置，结构紧凑，方便放置样品管。
38.请参考图1-图7，图1为本发明具体实施例所提供的煤中砷前处理装置的结构示意图；图2为图1中放样盘和底板的结构示意图；图3为图2的剖视图；图4为图1中加热炉和顶升柱的剖视图；图5为图1中超声水槽、风道、加盖机构、取样针以及排气扇的结构示意图(其中，连接排气口和排气扇的软管未示出)；图6为图5的另一视角的结构示意图；图7为图5中的加盖机构的结构示意图。
39.本发明提供一种煤中砷前处理装置，包括可转动的放样盘1、位置固定的底板2、加热炉3、可升降的顶升柱4以及可升降的超声水槽5，放样盘1设有若干个通孔，通孔用于放置样品管；底板2设于放样盘1的下方，用于支撑样品管的底部；加热炉3设于放样盘1的上方，加热炉3设有加热孔31，加热孔31用于对样品管进行加热；底板2对应加热孔31的位置设有让位孔；顶升柱4与让位孔对应设置，以当顶升柱4顶升时，将样品管顶入加热孔31内；超声水槽5设于放样盘1的下方，底板2对应超声水槽5的位置设有缺口，缺口处设有底轨6，底轨6的形状与通孔的运动轨迹相同，以使样品管能够支撑于底轨6，当超声水槽5上升时，使样品管位于超声水槽5内进行超声振动。
40.在进行前处理之前，先将待处理样品存放至多个样品管中，再将多个样品管依次放入放样盘1的各个通孔中，使样品管的底部支撑在底板2上；然后，使放样盘1转动，带动各样品管转动，在此过程中，样品管的底部沿着底板2滑动，当样品管到达加热炉3下方且对准加热孔31时，使顶升柱4上升，将样品管顶入加热炉3的加热孔31中，利用加热炉3对样品管进行加热。
41.加热完成后，使顶升柱4下降，从而使样品管回落至放样盘1的通孔中，放样盘1继续转动，使样品管转动至超声水槽5上方，此时，样品管的底部支撑在底轨6上，此时向样品管输送需要参与反应的溶液，加完液后，使超声水槽5上升，进而使样品管位于超声水槽5内，可以理解的是，超声水槽5内设有超声波振子，因此，利用超声水槽5对样品管进行超声振动，使样品与加入的溶液充分反应，即完成前处理操作。
42.由此可以看出，本实施例提供的煤中砷前处理装置，放样时，只需要将样品管放入放样盘1的通孔即可，无需人工拼接并安装等，操作简单。而且，本实施例利用放样盘1的转动，实现样品管在各个工位(如加热工位和超声振动工位)的切换，结构紧凑，整体体积小，占用空间小。
43.需要说明的是，本实施例对放样盘1转动的实现方式不做限定，只要能够驱动放样盘1旋转，使放样盘1能够定位至各个工位即可。在一些实施例中，放样盘1连接驱动机构，驱动机构包括步进电机、与步进电机的输出轴相连的同步带传动组件、与同步带传动组件的
输出端相连的旋转轴11，放样盘1与旋转轴11相连。也即，本实施例通过控制步进电机转动，使旋转轴11带动放样盘1转动。
44.进一步地，在一些实施例中，底板2的内侧设有挡板，防止因意外碎裂的样品管碎片落入驱动机构内。
45.可以理解的是，底板2用于防止样品管掉落。
46.另外，本实施例对顶升柱4和超声水槽5各自的升降实现方式不做限定，只要能够实现顶升柱4和超声水槽5的升降即可。在一些实施例中，顶升柱4和超声水槽5均由步进电机及丝杆驱动。
47.另外，本实施例对加热炉3的具体材质及形状不做限定，在一些实施例中，加热炉3为陶瓷纤维材质的方炉。
48.另外，本实施例对加热孔31的具体数量不做限定，加热孔31的数量可以为一个，也可以为两个以上，当加热孔31的数量为两个以上时，可以一次性对多个取样管01进行加热。
49.进一步地，考虑到对反应后的样品取样的方便性，在一些实施例中，该煤中砷前处理装置还包括可升降的取样针7，设于放样盘1的上方，用于对超声振动后的样品管内的溶液进行取样。也就是说，本实施例通过设置取样针7，实现对样品管内的溶液进行自动取样，有利于提升煤中砷前处理装置的自动化及功能多样性。
50.在一些实施例中，取样针7由气缸控制升降。
51.进一步地，考虑到当反应完成后的溶液包含易挥发、有腐蚀性的液体(例如盐酸)时，由于取样管01敞口，将腐蚀整个装置，为了解决这一技术问题，在一些实施例中，该煤中砷前处理装置还包括加盖机构8，用于对取样后的样品管进行加装试管盖83。也就是说，在取样完成后，利用加盖机构8对取样管01加装试管盖83，利用试管盖83盖住取样管01，避免取样管01内反应后的溶液挥发，从而可避免整个装置被腐蚀。
52.需要说明的是，本实施例对加盖机构8的具体结构不做限定，只要能够实现对取样管01的自动加盖即可。
53.在一些实施例中，加盖机构8包括存盖管81和拨叉82，存盖管81用于放置层叠的试管盖83，存盖管81的两端开口，且竖直设置；拨叉82设于存盖管81的下方，且可沿水平方向伸缩，当拨齿伸出时，拨叉82位于存盖管81的底部，以卡住最底层的试管盖83；当拨叉82缩回时，使最底层的试管盖83落下，盖上样品管。也即，当样品管转到存盖管81下方时，拨叉82缩回，使最底层的试管盖83落下，盖上样品管；最底层的试管盖83落下后，拨叉82伸出，卡住下一个最底层的试管盖83，以便于对下一个样品管进行加盖。可见，本实施例利用拨叉82的伸缩运动控制存盖管81的关闭和打开，实现最底层的试管盖83下落至样品管。
54.在一些实施例中，拨叉82由气缸控制伸缩。
55.另外，在利用加热炉3对取样管01进行加热时，为了缩短加热时间，从而缩短样品管01的样品灰化消耗时间，在一些实施例中，加热孔31的顶部设有炉盖32，炉盖32穿设有伸入至加热孔31内的输氧管33。也就是说，加热孔31仅一端开口，用于供取样管01进入，当取样管01进入加热孔31后，由于加热孔31的顶部设有炉盖32，从而可防止加热时的热量流失，使保温性能提高，加热速率提快；同时，在加热时利用输氧管33向样品管01内通入氧气，可确保足够的氧气与样品充分接触，相比于加热孔31敞口结构，不论是加热速度、恒温效率，还是最高温度，都比不加炉盖32和输氧管33时好，同时，也减少了耗能，使样品灰化的消耗
时间缩短至20-30min，大大提高了样品灰化的效率。
56.进一步地，在一些实施例中，输氧管33的底部为漏斗状。可以理解的是，将输氧管33的底部设计为漏斗状，扩大了输氧管33底部的管径，这样，可以使样品管中的样品与氧气接触的更均匀。
57.另外，为了降低整个装置安装时的同心度要求，在一些实施例中，加热孔31内设有导向套管34，加热孔31的底部设有导向扩孔35。也就是说，当顶升柱4将样品管顶升时，导向扩孔35可以对样品管进行导向，导向套管34可以对样品管进行导向和定位，使样品管顺畅地进入加热孔31内。
58.另外，由于超声水槽5的体积通常较小，加热后的样品管直接放置于超声水槽5中，由于样品管的表面温度及超声振动产生的热量，超声水槽5的水会大量发热导致极易蒸发并影响实验结果，为了解决这一技术问题，在一些实施例中，超声水槽5的底部设有接头，接头连接蠕动泵，以对超声水槽5进行换水。也就是说，本实施例利用蠕动泵控制超声水槽5换水，可实现超声水槽5的自动循环换水的功能，免去了人工加水的操作，并且也带走了超声时产生的热量。
59.在一些实施例中，该接头为宝塔接头。
60.可以理解的是，样品管从加热炉3出来后的温度较高，为了在反应前降低样品管的温度，在一些实施例中，底轨6的侧部设有风道9，风道9连接散热风扇，以对样品管进行散热。也就是说，当样品管转动至底轨6时，可利用散热风扇，通过风道9对样品管进行散热，然后再向样品管输送需要参与反应的溶液。
61.另外，当样品管与需要参与反应的溶液反应时，样品管敞口，若样品管中的溶液包含易挥发、有腐蚀性的液体(例如盐酸)时，将腐蚀整个装置，为了解决这一技术问题，在一些实施例中，煤中砷前处理装置还包括盖块10，设于放样盘1的上方，且与超声水槽5对应设置，盖块10设有排气口101，排气口101连接排气扇102，以在超声水槽5对样品管进行超声振动时，将挥发性物质排出。也就是说，当超声水槽5对样品管进行超声振动时，利用排气扇102可以带走挥发腐蚀液体，避免整个装置被腐蚀。
62.在一些实施例中，排气口101通过软管与排气扇102连接。
63.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
64.以上对本发明所提供的煤中砷前处理装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。