专利名称：黑色金属多元素高速自动分析仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及高速化学分析技术领域。
目前，测量黑色金属化学成分如测量铬、钼、铜、磷、锰、硅、镍等元素含量，大都采用手工操作，测量时间长、手续繁、特别是钢、铁牌号更换频繁的炉前分析，手工操作无法满足快速分析的需要。近年来，已见报道的三元素高速自动分析仪，一次只能测量三种元素、速度慢、精度低、尤其是流体分液器采用不同容积串进行分液，分液不准，其定量加液器有时因漏液使试剂提前流入发色杯，造成化学反应程序混乱，其流动比色皿内有气泡造成比色不准确，测量数据较乱，并且测一种元素就需一只比色计，其清洗装置不能定量供水，易造成仪器淋水，且清洗不净。
本实用新型的目的在于推出一种七元素高精度高速自动分析仪。
本实用新型技术解决方案是母液由液位差分液的流体分液器准确地分到七只发色杯(11)内，活塞式定量加液器将不同试剂对应加入到七只发色本杯(11)内，形成变色的样液，样液被吸入七只比色皿(54)内，变动比色皿(54)的位置，从多用流动比色装置中即可直接读出被测元素的化学成份，如果需要数据，用电脑打印装置将分析结果打印文字，齿轮传动清洗装置自动将分析仪清洗干净，安全装置对真空泵(27)的电机和定量加液器起安全保护作用。
液位差分液的流体分液器是由分液杯(6)分液杯盖(5)以及在液杯盖(5)上设有充气管(4)、截止阀(3)、溢流管(2)、定量漏斗(1)、七根高低位置不同的分液管(7)组成，当从充气管(4)加压时，母液从七根高低位置不同分液管(7)准确地流入发色杯(11)。
活塞式定量加液器由进气管(18)、壳体(17)、活塞(16)、带单向阀(14)的进液管(13)、带单向阀(15)的加液管(12)和试剂皿(10)组成；在14个定量加液器进气管(18)中，7个与电磁阀(20)接通，6个与电磁阀(21)接通，1个与电磁阀(19)接通，进液管(13)置于试剂皿(10)内，当从进气管(18)加负压时，活塞(16)向上移动，单向阀(15)关闭，单向阀(14)打开，试剂皿(10)内的试剂从进液管(13)进入定量加液器壳体(17)，当从进气管(18)加压时，活塞(16)向下移动，单向阀(14)关闭、单向阀(15)打开，试剂从加液管(12)进入发色杯(11)。
多用流动比色装置由比色皿(54)，一只比色计(57)组成，每个比色皿盖(56)上各有一根与各发色杯(11)对应相通的进液管(49)、一根较高位置的抽吸管(48)、一根较低位置抽吸管(47)，抽吸管(48)、(47)用截止阀(46)合并接入抽吸管(45)，将抽吸管(44)、(45)接入废液罐(43)的上部，且抽吸管(45)的位置低于抽吸管(44)，废液罐(43)底部接带单向阀(42)的排液管(41)，当从抽吸管(44)加负压时，单向阀(42)关闭，截止阀(46)使抽吸管(47)关闭，抽吸管(48)打开，将发色杯(11)内的样液从进液管(49)抽入比色皿(54)，这时每个比色皿(54)内分别吸入一种样液，比色皿(54)置于抽斗(50)内，通过手柄(51)可移动比色皿(54)，依靠置于比色计(57)的底板(55)内的弹簧(52)、钢珠(53)可将比色皿(54)准确定位，从比色计(57)的读数表上直接读出被测元素的成份，若需要可用电脑打印机(58)将数据打印成文字。
齿轮传动的清洗装置是由储水罐(37)、定量供水罐(38)、电机(8)带动的传动齿轮(9)组成，7个发色杯(11)对应于传动齿轮(9)上，在定量供水罐(39)上设带单向阀(36)的供水管(35)，一根充气管(40)，一根比供水管(35)位置低的出水管(34)，供水管(35)与储水罐(37)相通，出水管(34)置于发色杯(11)内，由于储水罐(37)的位置高于定量供水罐(38)，水压推动单向阀(36)，，水自动流入定量供水罐(37)内，水到一定位置时，水压减小，单向阀(36)自动关闭。从充气管(40)加压，水被压入发色杯(11)内，同时电机(8)自动启动，带动传动齿轮(9)转动，使发色杯(11)转动，实现自动清洗，定量供水罐(38)内的水压完后出水管(34)里的水珠也被气压吹净，发色杯(11)的水也不外溢，从抽吸管(44)加负压时，发色杯(11)内的水通过进液管(49)流入比色皿(54)，将比色皿(54)清洗，打开截止阀(46)，水从抽吸管(47)吸到废液罐(43)，通过单向阀(42)、排液管(41)排出，使全仪器自动清洗干净。
安全装置是由一只真空微型安全阀和压力微型安全阀组成，其真空微型安全阀由阀体(30)，带环形槽的阀芯(29)和弹簧(28)组成。其压力微型安全阀由阀体(24)、阀芯(25)和弹簧(26)组成，真空微型安全阀接入进气管(33)，压力微型安全阀接入出气管(23)，对定量加液器和真空泵(27)的电机起安全保护作用，当定量加液器吸满试剂后，活塞(16)堵住壳体(17)的上接口，进气管(33)负压增大，阀芯(27)压迫弹簧(28)，使阀芯(27)的环形槽与阀体(30)的进气口相通，空气通过真空微型安全阀进入真空泵(27)，进气管(33)负压降低。当定量加液器加试剂时，活塞(16)堵住壳体(17)下接口，出气管(23)压力增大，阀芯(25)压缩弹簧(26)，当阀芯(25)超过阀体(24)出气口时，压力气体从压力微型安全阀排出，使出气管(23)压力下降。
由于流体分液器分液时，母液的流出量是通过分液管(7)的高低位置不同来控制，所以分液准确。
由于定量加液器吸试剂和加液剂是通过活塞运动实现的，所以试剂不外溢，且加试剂量和加入试剂时间得到准确控制。
由于比色皿盖(56)上的抽吸管(48)比进液管(49)的位置高，气泡被抽吸管(48)抽走，所以比色准确。因为采用七个流动比色皿(54)，每个比色皿(54)分别吸入一种样液，通过变换比色皿(54)的位置就可在一只比色计(57)上直接读出被元素的成份，因此实现多用，降低成本。
由于清洗装置采用储水罐(37)和定量供水罐(38)，压入发色杯(11)的水量得到控制，所以水不外溢。因为电机(8)带动传动齿轮(9)，使发色杯(11)在清洗时旋转，同时较高压力直冲杯壁，所以发色杯(11)能被洗净。由于发色杯(11)与比色皿(54)通过进液管(49)相通，加负压时，水吸入比色皿(54)，打开截止阀(46)，水从较低位置的抽吸管(47)吸出，使整个仪器清洗干净。
由于采用安全装置，当定量加液器吸、排试剂时，真空微型安全阀和压力微型安全阀对真空泵(27)的电机和定量加液器起安全保护作用。
利用本实用新型分析元素时，可自动操作，只需78秒钟，化学反应结束，即可进行七种元素的测量，并打印成文字，仪器的波长范围为400～800微米，重现性经7次连续测试，其结果误差小于满量程的0.5％。
下列附图描述了本实用新型的实施例。
图1为本实用新型的总体示意图。
图2为本实用新型的定量加液器的剖面示意图。
图3为本实用新型的比色计和电脑打印机示意图。
1－定量漏斗6－分液杯9－传动齿轮10－试剂器11－发色杯16－活塞17－壳体19、20、21、22、31、32－电磁阀27－真空泵24、30－阀体25、29－阀芯37－储水罐38－定量供水罐43－废液罐54－比色皿57－比色计58－电脑打印机在图1、图2、图3中描述了本实用新型的检测过程。以38CrMoAl、NiCrMoCu标准钢样为例，这两种材料检测过程一样，具体如下将被测材料化成母液，倒入定量漏斗(1)，多余母液从溢流管(2)排出。打开截止阀(3)，母液流入分液杯(6)，启动真空泵(27)、压缩气体通过充气管(4)压入分液杯(6)，截止阀(3)关闭，母液从分液管(7)压入发色杯(11)，每个发色杯(11)的母液量通过分液管(7)的高低位置来精确控制。电磁阀(32)打开真空泵(27)给进气管(18)加负压，使活塞(16)向上移动，单向阀(14)打开，单向阀(15)关闭，试剂皿(10)内的试剂从进液管(13)进入壳体(17)，14个定量加液器分别吸满14种试剂，活塞(16)堵住壳体(17)的上接口，进气管(33)负压增大，阀芯(29)压迫弹簧(28)，使阀芯(29)的环形槽与阀体(30)的进气口相通，空气通过真空微型安全阀进入真空泵(27)，进气管(33)负压降低，真空泵(27)的电机不会烧坏、壳体(17)也不会压碎。电磁阀(20)打开，第一批7个定量加液器工作压缩气体从进气管(18)进入壳体(17)，向下推动活塞(16)，单向阀(15)打开，单向阀(14)关闭，试剂从加液管(12)进入7个发色杯(11)，与母液混合变色。电磁阀(21)打开，第二批6个定量加液器按上述过程给7个发色杯(11)中的6个第二次加试剂，与已变色的液体混合再变色，形成样液。电磁阀(19)打开，第三批一个定量加液器按上述过程给另一发色杯(11)第二次加试剂，与已变色的液体混合再变色，形成样液。定量加液器加完试剂后，活塞(16)堵住壳体(17)下接口，出气管(23)压力增大，阀芯(25)压缩弹簧(26)，当阀芯(25)超过阀体的出气口时，压缩气体从压力微型安全阀排出，出气管(23)压力下降，真空泵(27)的电机不会烧坏，壳体(17)也不会压碎。电磁阀(31)打开给抽吸管(44)加负压，单向阀(42)关闭，拨动截止阀(46)，使抽吸管(47)关阀，通过废液罐(43)、抽吸管(45)、(48)，负压被加到比色皿(54)内，通过进液管(49)，分别将7个发色杯(11)内的样液抽到7个比色皿(54)内，因抽吸管(48)的位置比进液管(49)高，样液气泡从抽吸管(48)抽到废液罐(43)内。手抓住手柄(51)，前后调节抽斗(50)的位置，通过置于底板(55)内的弹簧(52)、钢珠(53)定位，可调整置于抽斗(50)内的比色皿(54)的位置，可从比色计(57)的读数表上读出被测元素的含量，若需要文字数据，可通过电脑打印机(58)将检测结果打印出来，见下附表1。
电磁(22)打开，压缩空气通过充气管(40)进入定量供水罐(38)，水通过出水管(34)被压入发色杯(11)，同时电机(8)启动带动传动齿轮(9)转动，使发色杯(11)转动，实现自动清洗，定量供水罐(38)内的水压完后，出水管(34)里的水珠也吹净，发色杯(11)的水不外溢。电磁阀(31)开，负压气体进入抽吸管(44)，发色杯里的水通过进液管(49)抽入比色皿(54)，将比色皿(54)清洗，打开截止阀(46)，水从抽吸管(47)吸到废液罐(43)，通过单向阀(42)，排水管(41)排出，使全仪器自动清洗干净。
本实用新型的主要零件由下列材料制成
定量漏斗(1)、分液杯(6)、发色杯(11)、试剂皿(10)壳体(17)、比色皿(54)的材料均为玻璃。
所有管道材料均为耐腐蚀橡胶或塑料。
权利要求1.一种用于测量黑色金属化学成份的高速自动分析仪其特征在于该分析仪由液位差分液的流体分液器、活塞式定量加液器，七只发色杯、多用流动比色装置、分析结果电脑打印装置、齿轮传动清洗装置和安全装置所组成。
2.按权利要求1所述的分析仪，其特征在于液位差分液的流体分液器是由分液杯(6)、分液杯盖(5)以及在分液杯盖(5)上设有充气管(4)和截止阀(3)、定量漏斗(1)、溢流管(2)、七根高低位置不同的分液管(7)组成。
3.按权利要求1所述的分析仪，其特征在于活塞式定量加液器是由进气管(8)、壳体(17)、活塞(16)、带单向阀(14)的进液管(13)、带单向阀(15)的加液管(12)和试剂皿(10)组成；在14个定量加液器进气管(18)中，7个与电磁阀(20)接通，6个与电磁阀(21)接通，1个与电磁阀(19)接通进液管(13)置于试剂皿(10)内。
4.按权利要求1所述的分析仪，其特征在于多用流动比色装置是由比色皿(54)，一只比色计(57)组成；比色皿(54)置于抽斗(50)内，抽斗(50)底部设有7个半圆球孔，在比色计(57)的底板(55)上设有弹簧(52)、钢珠(53)，每个比色皿盖(56)上各有一根与各发色杯(11)对应相通的进液管(49)、一根较高位置的抽吸管(48)、一根较低位置的抽吸管(47)，抽吸管(47)(48)用截止阀(46)合并接入抽吸管(45)，将抽吸管(44)(45)接入废液罐(43)的上部，且抽吸管(45)的位置低于抽吸管(44)，废液罐(43)底部接带单向阀(42)的排液管(41)。
5.按权利要求1所述的分析仪，其特征在于齿轮传动的清洗装置是由储水罐(37)、定量供水罐(38)、电机(8)带动的传动齿轮(9)组成，7个发色杯(11)对应置于传动齿轮(9)上在定量供水罐(39)上设带单向阀(36)的供水管(35)、一根充气管(40)、一根比供水管(35)位置低的出水管(34)，供水管(35)与储水罐(37)相通，供水管(34)置于发色杯(11)内。
6.按权利要求1所述的分析仪，其特征在于安全装置是由一只真空微型安全阀和压力微型安全阀组成，其真空微型安全阀由阀体(30)、带环形槽的阀芯(29)和弹簧(28)组成，其压力微型安全阀由阀体(24)、阀芯(25)和弹簧(26)组成，真空微型安全阀接入进乞管(33)，压力微型安全阀接入出气管(23)。
专利摘要本实用新型提供一种多元素高速自动分析仪，一次可快速自动检测黑色金属中七种元素的化学成分，其检测精度高、操作方便、特别适用于钢铁牌号更换频繁的炉前分析。
文档编号G01N21/78GK2077545SQ9021718
公开日1991年5月22日 申请日期1990年7月30日 优先权日1990年7月30日
发明者陈玉琨 申请人:安徽省水利机械疏浚工程公司