自动萃取装置及其工作方法与流程

[0001]
本发明涉及萃取装置，更具体地说是指自动萃取装置及其工作方法。


背景技术：

[0002]
萃取，又称溶剂萃取或液液萃取，亦称抽提，是利用系统中组分在溶剂中有不同的溶解度来分离混合物的单元操作。即，是利用物质在两种互不相溶或微溶的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使溶质物质从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中的方法。广泛应用于化学、冶金、食品等工业，通用于石油炼制工业。虽然萃取经常被用在化学试验中，但它的操作过程并不造成被萃取物质化学成分的改变或化学反应，所以萃取操作是一个物理过程。
[0003]
萃取是有机化学实验室中用来提纯和纯化化合物的手段之一。通过萃取能从固体或液体混合物中提取出所需要的物质。传统气相、液相及质谱分析中的样品制备主要是依赖人工手动完成的，耗时费力，整个萃取过程是由人工操作完成，效率低。
[0004]
因此，有必要设计一种新的装置，实现自动完成样品萃取制备过程，极大提升样品前处理工作效率，节约时间成本和人工成本。


技术实现要素：

[0005]
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供自动萃取装置及其工作方法。
[0006]
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：自动萃取装置，包括壳体、控制器、超声萃取组件、定容组件、阀门组件，所述控制器、超声萃取组件、定容组件、阀门组件分别位于所述壳体内，所述阀门组件与所述控制器连接，所述超声萃取组件、所述定容组件分别与所述阀门组件连接；所述超声萃取组件以及所述定容组件分别与所述控制器连接，所述超声萃取组件与所述定容组件连接。
[0007]
其进一步技术方案为：所述壳体的上方设有通孔，所述通孔内插设有溶剂瓶，所述溶剂瓶与所述阀门组件连接。
[0008]
其进一步技术方案为：所述阀门组件包括三通切换阀、六通阀以及两个十二通阀，所述三通切换阀与所述六通阀连接，所述六通阀分别与两个所述十二通阀连接，其中一个所述十二通阀与所述超声萃取组件连接；另一个所述十二通阀与定容组件连接。
[0009]
其进一步技术方案为：所述三通切换阀还连接有空气泵以及注射器泵，所述空气泵以及所述注射器泵分别连接于所述壳体内。
[0010]
其进一步技术方案为：所述超声萃取组件包括分流板、萃取移动结构、萃取瓶以及超声波萃取槽，所述超声波萃取槽内设有超声波发生器，所述超声波发生器与所述控制器连接，所述萃取移动结构安装于所述壳体内，所述分流板与所述萃取移动结构连接，所述萃取瓶连接于所述分流板，所述萃取瓶与所述十二通阀连接。
[0011]
其进一步技术方案为：所述萃取移动结构包括萃取丝杆滑台，所述分流板与所述萃取丝杆滑台连接。
[0012]
其进一步技术方案为：所述萃取瓶与所述十二通阀之间通过接插头连接。
[0013]
其进一步技术方案为：所述定容组件包括定容移动结构、定容盘、定容瓶、液位传感器、中间板以及定容连接板，所述中间板以及定容连接板分别与所述定容移动结构连接，所述定容盘位于所述壳体上，所述定容盘通过伸缩导向杆分别与所述中间板以及定容连接板连接，所述定容盘内设有若干个用于放置定容瓶的放置槽，所述液位传感器连接于所述中间板上，所述中间板分别与所述定容连接板以及所述定容瓶连接，所述定容瓶的上端穿过所述中间板，且所述液位传感器设于所述定容瓶的一侧，所述定容连接板的上端通过三通接头分别与所述十二通阀连接以及所述接插头连接。
[0014]
其进一步技术方案为：所述壳体的外侧连接有触摸屏，所述触摸屏与所述控制器连接。
[0015]
本发明还提供了自动萃取装置的工作方法，包括：
[0016]
通过控制器控制阀门组件抽取溶剂，并由阀门组件将溶剂分流至超声萃取组件内进行萃取；控制器控制阀门组件抽取气体，以将超声萃取组件内的液体压入定容组件内，当定容组件内的液体的量达到要求时，定容组件上升，以供操作人员取走定容组件内的液体。
[0017]
本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明通过设置控制器、超声萃取组件、定容组件、阀门组件，利用控制器驱动阀门组件的工作，借助注射器泵以及阀门组件将溶剂瓶内的溶剂抽取到超声波萃取组件内进行超声波萃取，萃取完成后借助空气泵以及阀门组件压入空气，使得超声波萃取组件内萃取后的液体压入定容组件内进行定容，实现自动完成样品萃取制备过程，极大提升样品前处理工作效率，节约时间成本和人工成本。
[0018]
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
[0019]
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]
图1为本发明具体实施例提供的自动萃取装置的立体结构示意图一；
[0021]
图2为本发明具体实施例提供的自动萃取装置的立体结构示意图二；
[0022]
图3为本发明具体实施例提供的自动萃取装置的立体结构示意图三(去除门体)；
[0023]
图4为本发明具体实施例提供的自动萃取装置的立体结构示意图三(去除后挡板)；
[0024]
图5为本发明具体实施例提供的超声萃取组件以及定容组件的立体结构示意图一；
[0025]
图6为本发明具体实施例提供的超声萃取组件以及定容组件的立体结构示意图二。
具体实施方式
[0026]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
[0027]
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，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0028]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0029]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0030]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0031]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0032]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。
[0033]
如图1～6所示的具体实施例，本实施例提供的自动萃取装置，采用了控制器80、触摸屏11、精准的液位传感器48和定容瓶44等装置。控制器80根据预先设定的萃取程序自动完成样品萃取制备过程，极大提升样品前处理工作效率。
[0034]
请参阅图1，上述的自动萃取装置，包括壳体10、控制器80、超声萃取组件、定容组件、阀门组件，控制器80、超声萃取组件、定容组件、阀门组件分别位于壳体10内，阀门组件与控制器80连接，超声萃取组件、定容组件分别与阀门组件连接；超声萃取组件以及定容组件分别与控制器80连接，超声萃取组件与定容组件连接。
[0035]
在本实施例中，壳体10内设有纵挡板16以及横挡板17，纵挡板16与横挡板17以及壳体10围合形成第一空间、第二空间、第三空间以及第四空间，其中，壳体10的前侧设有门体14，壳体10的后侧设有后挡板19，第一空间以及第二空间靠近门体14，第三空间以及第四空间靠近后挡板19，且第一空间位于第二空间的上方，第三空间位于第四空间的上方，超声
萃取组件位于第一空间内，定容组件位于第二空间内，且控制器80位于第四空间内，三通阀门、空气泵70以及注射器泵50位于第三空间内，以使得整个壳体10的内部更加整洁。
[0036]
利用控制器80控制阀门组件的工作以及超声萃取组件、定容组件的工作，由超声萃取组件进行溶剂的萃取，并将萃取后的溶剂虹吸压入定容组件进行定容，当定容组件内的液体量达到要去时，定容组件上升，以便于人员拿取，实现自动完成样品萃取制备过程，极大提升样品前处理工作效率，节约时间成本和人工成本。
[0037]
在一实施例中，请参阅图1至图2，上述的壳体10的上方设有通孔，通孔内插设有溶剂瓶20，溶剂瓶20与阀门组件连接。
[0038]
通孔的下方还设有限位板，溶剂瓶20的下端抵接在限位板上，限位板可以支撑溶剂瓶20。控制器80通过控制阀门组件工作，以从溶剂瓶20内吸取溶剂。
[0039]
具体地，一组或多组溶剂瓶20储存一定份量萃取溶剂，萃取之前人工注满萃取溶剂如丙酮、正己烷、甲苯、乙酸乙酯等。
[0040]
在一实施例中，请参阅图3与图4，上述的阀门组件包括三通切换阀61、六通阀60以及两个十二通阀62，三通切换阀61与六通阀60连接，六通阀60分别与两个十二通阀62连接，其中一个十二通阀62与超声萃取组件连接；另一个十二通阀62与定容组件连接。
[0041]
具体地，三通切换阀61还连接有空气泵70以及注射器泵50，空气泵70以及注射器泵50分别连接于壳体10内。
[0042]
三通切换阀61是一个2位三通电磁阀，三通切换阀61上设有南向接口以及北向接口，南向接口连接空气泵70和注射器泵50，南向接口同一时刻只能选择其中一个端口，北向接口连接六通阀60的中心公共接口。
[0043]
六通阀60设有一个共同的入口或出口，该入口或出口连接到6个不同的接口，通过控制器80控制自动切换，最多可选择6种溶剂，而无需断开后再重新连接管线。
[0044]
十二通阀62是一个多位十二通选择阀，有一个共同的入口连接到12个不同的接口，通过控制器80控制自动切换，最多可选择12种溶剂，而无需断开后再重新连接管线。在本实施例中，采用两个十二通阀62，十二通阀62还可级联扩展多组萃取液瓶34或定容瓶44。
[0045]
通讯总线将以上的各个通道阀连接到控制器80，控制器80通过总线向程序设定的通道阀地址发送/侦听程序控制指令。
[0046]
在一实施例中，请参阅图5，上述的超声萃取组件包括分流板33、萃取移动结构、萃取瓶34以及超声波萃取槽35，超声波萃取槽35内设有超声波发生器，超声波发生器与控制器80连接，萃取移动结构安装于壳体10内，分流板33与萃取移动结构连接，萃取瓶34连接于分流板33连接，萃取瓶34与十二通阀62连接。
[0047]
在本实施例中，萃取瓶34由12支或其他数量的独立玻璃瓶或硼硅酸玻璃瓶组成，萃取瓶34的盖子上插入两根导流管，较长的导流管插入瓶底并与下面的定容组件相连。较短的导流管与十二通阀62的接口相连。12支萃取瓶34的盖子一起固定拧在一块分流板33上，分流板33可以随萃取移动结构上下移动浸入超声波萃取槽35中。每轮萃取完毕之后12支萃取瓶34从超声波萃取槽35中自动上升捞起。
[0048]
超声波萃取槽35内置超声波发生器，超声波萃取槽35入一定量的普通自来水，萃取时，12支萃取液瓶浸泡在池中。导流管采用特氟龙硬管，作为萃取液体传输管路，特氟龙管材化学性质很稳定。
[0049]
在一实施例中，萃取移动结构包括萃取丝杆滑台31，分流板33与萃取丝杆滑台31连接。通过萃取丝杆滑台31实现分流板33的上下移动，分流板33上的萃取瓶34随之上下移动。
[0050]
在一实施例中，上述的萃取瓶34与十二通阀62之间通过接插头32连接。
[0051]
在一实施例中，请参阅图6，上述的定容组件包括定容移动结构、定容盘45、定容瓶44、液位传感器48、中间板47以及定容连接板43，中间板47以及定容连接板43分别与定容移动结构连接，定容盘45位于壳体10上，定容盘45通过伸缩导向杆46分别与中间板47以及定容连接板43连接，定容盘45内设有若干个用于放置定容瓶44的放置槽，液位传感器48连接于中间板47上，中间板47分别与定容连接板43以及定容瓶44连接，所述定容瓶的上端穿过所述中间板47，且所述液位传感器48设于所述定容瓶44的一侧，定容连接板43的上端通过三通接头42分别与十二通阀62连接以及接插头32连接。
[0052]
定容组件是向上定容方案，即刻度线在定容瓶44的瓶口上方，当然，还可以采用向下定容的方式，即将定容盘45改成定容水槽，水可以加热做热水浴，将定容瓶44中的液体快速蒸发，泵入的氮气也可以快速带走定容瓶44中的液体，有助于定容瓶44中液体快速减少到定容瓶44的下刻度线。
[0053]
在本实施例中，液位传感器48为但不局限于红外液位传感器48或气压液位传感器48，其中，红外液位传感器48是运用红外对射折射原理，由一对红外发射和接收器组成，当管路中有液体时改变光的折射率，输出开关信号。
[0054]
在本实施例中，定容瓶44是向上定容的且是12支或其他数量带定容刻度可计量校准的玻璃瓶，每个定容瓶44的瓶口上方有液位传感器48，三通接头42穿过液位传感器48，三通接头42一端与上面的萃取瓶34相连，另外一端与十二通阀62相连。当定容瓶44中收集到程序设定容量的萃取液，萃取液液位刚好停留在定容刻度线附近误差范围内则结束终止本次萃取定容过程。
[0055]
在一实施例中，定容移动结构包括定容丝杆滑台41，中间板47以及定容连接板43分别与定容丝杆滑台41连接。通过定容丝杆滑台41实现47以及定容连接板43的上下移动。
[0056]
在本实施例中，上述的定容瓶33的瓶塞和压盖与中间板连接，压盖内设置缓冲弹簧，在定容丝杆滑台41工作过程中，避免定容瓶44的瓶口被对应的丝杆滑台挤压裂开。
[0057]
横挡板17上设有流体导管18，该流体导管18供导管穿过，导管与接插头32以及三通接头42连接。
[0058]
在一实施例中，请参阅图1，上述的壳体10的外侧连接有触摸屏11，触摸屏11与控制器80连接。
[0059]
在本实施例中，纵挡板16上设有升降限位开关90，升降限位开关90与控制器80连接，升降限位开关90分别位于萃取丝杆滑台31以及定容丝杆滑台41的侧边，以起到对萃取丝杆滑台31以及定容丝杆滑台41的上升和下降的限位作用。
[0060]
在一实施例中，请参阅图1，该壳体10的前侧面设有门体14，上述的门体14上设有门把手15，便于操作人员打开门体14。
[0061]
在一实施例中，请参阅图1，门体14上设有观察窗13，便于操作人员观察内部萃取过程。
[0062]
在一实施例中，请参阅图1，壳体10的侧面设有提手12，用于方便于搬运整个装置。
[0063]
整个自动萃取装置的工作过程如下：
[0064]
样品和溶剂准备就绪，首先控制器80通过总线向三通切换阀61发送程序指令，将三通切换阀61切换选中注射器泵50，六通阀60切换选中溶剂瓶20，注射器泵50抽取定量的溶剂，控制器80驱动六通阀60选中超声萃取的十二通阀62，超声萃取十二通阀62程序指令从12支萃取瓶34中选定指定编号的萃取液瓶，注射器泵50向指定编号的萃取瓶34注射程序设定容量的溶剂。若注射器泵50为空则重复抽取程序设定容量的溶剂；重复注射器泵50往萃取瓶34注射程序设定容量的溶剂的步骤，以将剩下的萃取瓶34注射设定容量的溶剂，萃取丝杆滑台31将12支萃取瓶34一起同时放入超声波萃取槽35中，进行第一轮超声萃取，萃取时长通过控制器80程序预设；当第一轮萃取完毕后控制器80通过总线向三通切换阀61发送程序指令，将三通切换阀61切换选中空气泵70，六通阀60程序指令选中超声萃取的十二通阀62，超声萃取的十二通阀62程序指令从12支萃取液瓶中选中指定编号的萃取液瓶；空气泵70向指定编号的萃取瓶34泵入带有一定压强的气体一般是空气或氮气，将超声萃取之后，萃取瓶34中的液体压入或虹吸到下面的定容瓶44。萃取瓶34中的液体全部排空后，萃取丝杆滑台31从超声波萃取槽35中把12支萃取瓶34升上来，重复萃取和液体压入的步骤，进行多轮超声萃取；多轮超声萃取之后，当定容瓶44中收集到程序设定容量的萃取液，萃取液的液位刚好停留在定容刻度线附近误差范围内，液位传感器48感应到定容刻度线液面时则结束终止本次萃取定容过程。定容丝杆滑台41将三通接头42及液位传感器48一起升上来，方便工作人员取出下面的定容瓶44，进行后续实验分析工作。若液位跟程序预设的定容容量偏差较大，则六通阀60程序指令选中定容组件连接的十二通阀62，定容组件的十二通阀62程序指令从12支定容瓶44中选中偏差较大、指定编号的定容瓶44，注射器泵50向指定编号的定容瓶44注射程序设定补偿容量的溶剂原液，直到液位传感器48感应到定容刻度线液面、液位刚好停留在定容刻度线附近误差范围内时，则结束终止本次萃取定容过程。定容丝杆滑台41将12个带液位传感器48的三通接头42一起升上来，方便工作人员取出下面的定容瓶44进行后续实验分析工作。
[0065]
在一实施例中，控制器80与触摸屏11采用串口或hdmi接口通讯；控制器80与三通切换阀61、十二通阀62以及六通阀60采用485总线通讯；控制器80的io口与液位传感器48、升降限位开关90相连；控制器80与丝杆步进电机的驱动器脉冲、方向io口相连；丝杆步进电机的驱动器与萃取丝杆滑台31以及定容丝杆滑台41连接。
[0066]
上述的自动萃取装置，通过设置控制器80、超声萃取组件、定容组件、阀门组件，利用控制器80驱动阀门组件的工作，借助注射器泵50以及阀门组件将溶剂瓶20内的溶剂抽取到超声波萃取组件内进行超声波萃取，萃取完成后借助空气泵70以及阀门组件压入空气，使得超声波萃取组件内萃取后的液体压入定容组件内进行定容，实现自动完成样品萃取制备过程，极大提升样品前处理工作效率，节约时间成本和人工成本。
[0067]
在一实施例中，还提供了自动萃取装置的工作方法，包括：
[0068]
通过控制器80控制阀门组件抽取溶剂，并由阀门组件将溶剂分流至超声萃取组件内进行萃取；控制器80控制阀门组件抽取气体，以将超声萃取组件内的液体压入定容组件内，当定容组件内的液体的量达到要求时，定容组件上升，以供操作人员取走定容组件内的液体。
[0069]
需要说明的是，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，上述自动萃取装置的工
作方法的具体实现过程，可以参考前述的自动萃取装置实施例中的相应描述，为了描述的方便和简洁，在此不再赘述。
[0070]
上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。