一种全自动蒸发残渣/迁移量测量系统的制作方法

本发明涉及蒸发残渣测定设备技术领域，尤其涉及利用能回收尾气的自动蒸发和测量设备技术领域。

背景技术：

在食品行业或者化工行业中,需要测量各种容器、器具在不同浸泡液中的溶出量，判定此种器具是否适合盛放此浸泡液或含有浸泡液成分的食品或者化工品。在化工行业，溶出物质称为蒸发残渣，食品行业，现在标准称之为迁移量。目前，能够测量蒸发残渣/迁移量的设备不多，而且全部为手动或者半自动设备，操作繁琐，费时费力，测量精度还达不到要求。

下面列出一种半自动测量系统的实现原理：

1.将测量用蒸发皿烘干，然后用风扇冷却、称重，此过程耗费时间为4到5小时，冷却时间较长，而且很难达到预定的温度要求，从而导致称量精度不高；

2.手动将预先做好的浸泡液加入到蒸发皿中，然后将浸泡液蒸干，此过程耗费6到7小时；蒸发过程中由于腔体内有氧气存在，有一定的安全隐患；

3.将蒸干后的蒸发皿和残渣烘干、冷却、称重，类似于第1步骤，也有称重精度不高的缺点；

4.手动或电脑计算最后结果。

从以上步骤看出，这种半自动设备需要在中途手动加料，需要人时刻关注机器的状态和运行时间并及时加料，耗费人力资源；同时其冷却时间过长、称重精度不高、尾气没有回收对环境有一定污染。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种全自动蒸发残渣/迁移量测量系统，以解决现有技术中仪器测量精度不够、效率不高、安全系数低的问题。

为了达到上述目的本发明采用如下技术方案：

一种全自动蒸发残渣/迁移量测量系统，包括加热蒸发腔、冷却测量腔、氮气充入单元、尾气回收单元，及控制系统；

所述尾气回收单元包括尾气回收管、极速冷却箱、冷却散热器、冷却塔、压缩机散热器、制冷压缩机、废液收集管、废液回收箱；尾气回收管一头分有两个接口分别连接在所述加热蒸发腔和冷却测量腔上，另一头连接在极速冷却箱上，极速冷却箱通过第一冷却液管路依次连接冷却散热器、冷却塔、压缩机散热器、制冷压缩机，所述制冷压缩机通过第二冷却液管路依次连接压缩机散热器、冷却塔、极速冷却箱，所述极速冷却箱通过废液收集管连接废液回收箱，废液回收箱设有废液排放管和排放阀；

进一步地，所述氮气充入单元包括热腔氮气充入单元、冷腔氮气充入单元；

所述热腔氮气充入单元包括氮气源，氮气源通过第一充气管依次连接储气罐、第一充气阀门，第一充气管的出口连接在加热蒸发腔；

所述冷腔氮气充入单元包括液氮罐，所述液氮罐通过第二充气管依次连接耐低温阀门、液氮加压器、液氮喷嘴，所述液氮喷嘴位于冷却测量腔内。

进一步地，所述冷腔氮气充入单元还包括压缩空气罐，压缩空气罐通过压缩空气阀连接在所述液氮加压器上。

进一步地，所述加热蒸发腔、冷却测量腔均设有密封门，所述加热蒸发腔、冷却测量腔的门框上均设有密封条，所述密封门下侧通过铰链连接在门框上，密封门的上侧通过强力磁吸装置可分离地连接在门框上，密封门上还设有拉手，密封门的侧边通过阻尼支撑机构连接在门框侧边的阻尼支撑安装板上，密封门的中部是玻璃窗。

进一步地，所述加热蒸发腔和冷却测量腔之间设有通道，通道的两头设置均隔热门，所述隔热门通过连接板连接有气缸，由气缸推拉所述连接板控制隔热门开启或关闭。

所述加热蒸发腔内设有热循环回路、蒸发皿、加料系统、第一水平移动机构，

所述冷却测量腔内设有冷却循环回路、残渣检测装置、第二水平移动机构。

进一步地，所述加热蒸发腔内还设有转盘支撑板，所述转盘支撑板架于所述第一水平移动机构上，所述转盘支撑板上有转盘，所述转盘上开设有若干个存放孔，所述蒸发皿放置在所述存放孔上，所述转盘支撑板下方设有水盘，水盘上开有若干与所述存放孔对应的水浴孔，水浴孔上设有连接套，以对接所述蒸发皿，所述水盘底部设有进水管和排水管，所述水盘内设置有水位传感器和水温传感器；

加热蒸发腔下方设有垂直运动机构，所述垂直运动机构包括第一轴承板，所述第一轴承板上设有水盘推板导向杆、若干第一丝杆，所述水盘推板导向杆和第一丝杆的上端均连接在加热蒸发腔底部的加热蒸发腔支撑板上，第一轴承板下方设有与所述第一丝杆连接的第一丝杆传动轮，水盘推板导向杆和第一丝杆上套接有水盘推板，所述水盘推板上设有若干水盘推杆，所述水盘推杆连接所述水盘支撑板，所述第一轴承板一旁设有第二电机，所述第二电机连接有第二电机传动带轮，所述第二电机通过第二电机传动带轮和第一丝杆传动轮带动所述第一丝杆转动；

蒸发皿的上方对应设有加料筒和进料管，所述加料筒处于加热蒸发腔上方，通过进料管延伸至加热蒸发腔内部为蒸发皿加料，所述进料管上还设有进料阀门。

进一步地，所述热循环回路位于加热蒸发腔顶部，包括第一耐高温电机、第一耐高温叶片，第一耐高温叶片下连接有第一导风罩，所述加热蒸发腔内安装有加热块，所述加热蒸发腔上部连接有第一排气口，所述第一排气口连接在尾气回收管上，所述第一导风罩下部连接有第一隔板，以使热气往下推送，加热蒸发腔内还设有第一温度传感器和温度调节装置。

进一步地，所述第一水平运动机构包括设置在加热蒸发腔侧壁上的第一水平导向条，若干个第一传送轮，所述转盘支撑板两侧设有与所述第一水平导向条相匹配的滑动轮，所述转盘支撑板底部设有与第一传送轮匹配的传送条，所述第一传送轮由第一电机驱动；

所述第二水平运动机构包括设置在冷却测量腔侧壁上的第二水平导向条，若干个第二传送轮，所述转盘支撑板自加热蒸发腔经过隔热门进入冷却测量腔内时架于第二水平导向条上，所述第二传送轮由第一电机驱动。

进一步地，所述残渣检测装置包括天秤安装板、称重天秤、天秤托盘、天秤盖板、安装在所述天秤安装板上的天秤水平调整块，所述称重天秤安装在天秤安装板上，所述天秤盖板安装在称重天秤之上，所述天秤托盘穿过所述天秤盖板，所述天秤水平调整块露在冷却测量腔外；

冷却测量腔下方设有转动机构，转动机构包括第二轴承板，所述第二轴承板上安装有第二丝杆，所述第二轴承板下方安装有与第二丝杆匹配的第二丝杆传动轮，所述第二丝杆上套接有安装板，所述安装板上安装有第三电机、第三电机传动轮、转轴及同步旋转带轮，所述转轴上安装有角度传感器和分度盘，所述第三电机通过第三电机传动轮和同步旋转带轮带动转轴转动，转轴顶端延伸入冷却测量腔内，转轴顶端设有旋转齿轮，所述旋转齿轮与转盘支撑板相匹配，

所述第二轴承板的一旁设有第四电机和第四电机传动轮，第四电机通过第四电机传动轮和第二丝杆传动轮带动第二丝杆转动。

进一步地，所述冷却循环回路位于所述冷却测量腔顶部，包括第二耐高温电机、第二耐高温叶片，第二耐高温叶片下连接有第二导风罩，所述冷却测量腔内安装有制冷模块，所述冷却测量腔上部连接有第二排气口，第二排气口连接在尾气回收管上，所述第二导风罩下部连接有第二隔板，以使冷气往下推送，冷却测量腔内还设有第二温度传感器、第二温度调节装置、湿度传感器。

本发明的优点在于：

1.由控制系统进行自动加料、自动报警、电机自控、气路自控，温度自控，实现了设备的全自动化；

2.引入氮气实行多重保护措施，大大降低了安全风险；

3.独立的加热蒸发、冷却测量单元，减少了测量时间，提高了测量精度；

4.完备的尾气回收单元，使设备完全满足环保要求。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1是本发明实施例剖面结构示意图；

图2是加热蒸发腔的侧面剖面结构示意图；

图3是转盘结构示意图；

图4是尾气回收单元正面结构示意图；

图5是尾气回收单元侧面结构示意图；

图6是热腔氮气充入单元结构示意图；

图7是冷腔氮气充入单元结构示意图；

图8是密封门结构正视图；

图9是密封门结构右视图；

图10是密封门结构左视图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此以本发明的示意性实施例及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1-10所示，一种全自动蒸发残渣/迁移量测量系统，加热蒸发腔1、冷却测量腔2、氮气充入单元、尾气回收单元、及控制系统，

所述尾气回收单元包括尾气回收管31、极速冷却箱32、冷却散热器33、冷却塔34、压缩机散热器35、制冷压缩机36、废液收集管37、废液回收箱38；尾气回收管31一头分有两个接口分别连接在所述加热蒸发腔1和冷却测量腔2上，另一头连接在极速冷却箱32上，极速冷却箱32通过第一冷却液管路311依次连接冷却散热器33、冷却塔34、压缩机散热器35、制冷压缩机36，所述制冷压缩机36通过第二冷却液管路312依次连接压缩机散热器35、冷却塔34、极速冷却箱32，所述极速冷却箱32通过废液收集管37连接废液回收箱38，废液回收箱38设有废液排放管39和排放阀391；极速冷却箱32内设有翅片，尾气回收单元还可设置有压缩气抽空装置。

所述氮气充入单元包括热腔氮气充入单元、冷腔氮气充入单元；

所述热腔氮气充入单元包括氮气源41，氮气源41通过第一充气管依次连接储气罐42、第一充气阀门43，第一充气管的出口44连接在加热蒸发腔1；氮气源可以是氮气罐；

所述冷腔氮气充入单元包括液氮罐51，所述液氮罐51通过第二充气管依次连接耐低温阀门52、液氮加压器53、液氮喷嘴54，所述液氮喷嘴54位于冷却测量腔2内。

所述冷腔氮气充入单元还包括压缩空气罐55，压缩空气罐55通过压缩空气阀56连接在所述液氮加压器53上。

所述加热蒸发腔1、冷却测量腔2均设有密封门，所述加热蒸发腔1、冷却测量腔2的门框68上均设有密封条61，所述密封门下侧通过铰链62连接在门框68上，密封门的上侧通过强力磁吸装置63可分离地连接在门框68上，密封门上还设有拉手64，操作人员拉动拉手64即可打开密封门，密封门的侧边通过阻尼支撑机构65连接在门框68侧边的阻尼支撑安装板66上，密封门的中部是玻璃窗67。

所述加热蒸发腔1和冷却测量腔2之间设有通道3，通道3的两头设置均设有隔热门301，所述隔热门301通过连接板302连接有气缸304，由气缸304推拉所述连接板302控制隔热门301开启或关闭。

所述加热蒸发腔1内设有热循环回路、蒸发皿109、加料系统、第一水平移动机构，

所述冷却测量腔2内设有冷却循环回路、残渣检测装置、第二水平移动机构。

所述加热蒸发腔内还设有转盘支撑板111，所述转盘支撑板111架于所述第一水平移动机构上，所述转盘支撑板111上有转盘110，所述转盘110上开设有8个存放孔110-1，所述蒸发皿109放置在所述存放孔110-1上，所述转盘支撑板111下方设有水盘114，水盘114上开有与所述存放孔110-1对应的水浴孔，水浴孔上设有连接套113，以对接所述蒸发皿109，所述水盘114底部设有进水管131和排水管132，所述水盘114内设置有水位传感器和水温传感器，水盘中的水加热受控制系统调控。

加热蒸发腔下方设有垂直运动机构，所述垂直运动机构包括第一轴承板123，所述第一轴承板123上设有水盘推板导向杆128、若干第一丝杆122，所述水盘推板导向杆128和第一丝杆122的上端均连接在加热蒸发腔底部的加热蒸发腔支撑板116上，第一轴承板123下方设有与所述第一丝杆122连接的第一丝杆传动轮124，水盘推板导向杆128和第一丝杆122上套接有水盘推板121，所述水盘推板121上设有若干水盘推杆119，所述水盘推杆119连接所述水盘支撑板115，所述第一轴承板123一旁设有第二电机125，所述第二电机125连接有第二电机传动带轮126，所述第二电机125通过第二电机传动带轮126和第一丝杆传动轮124带动所述第一丝杆122转动。

蒸发皿109的上方对应设有加料筒133和进料管135，所述加料筒处于加热蒸发腔上方，通过进料管135延伸至加热蒸发腔内部为蒸发皿109加料，所述进料管135上还设有进料阀门134。

所述热循环回路位于加热蒸发腔顶部，包括第一耐高温电机103、第一耐高温叶片104，第一耐高温叶片104下连接有第一导风罩106，所述加热蒸发腔1内安装有加热块107，所述加热蒸发腔1上部连接有第一排气口105，所述第一排气口105连接在所述尾气回收管上，所述第一导风罩106下部连接有第一隔板108，以使热气往下推送，加热蒸发腔内还设有第一温度传感器和第一温度调节装置。

所述第一水平运动机构包括设置在加热蒸发腔侧壁上的第一水平导向条，若干个第一传送轮136，所述转盘支撑板111两侧设有与所述第一水平导向条相匹配的滑动轮，所述转盘支撑板111底部设有与第一传送轮136匹配的传送条112，所述第一传送轮136由第一电机231驱动；

所述第二水平运动机构包括设置在冷却测量腔侧壁上的第二水平导向条，若干个第二传送轮，所述转盘支撑板111自加热蒸发腔经过隔热门301进入冷却测量腔内时架于第二水平导向条209上，所述第二传送轮由第一电机231驱动，

所述第一传送轮136和第二传送轮可以是传动轮、齿轮的结构形式，所述传送条112可以是传输带、齿条的结构形式。当第一传送轮136和第二传送轮是传动轮时，传送条112是传输带；当第一传送轮136和第二传送轮是齿轮时，传送条112是齿条。

所述残渣检测装置包括天秤安装板212、称重天秤211、天秤托盘210、天秤盖板215、安装在所述天秤安装板212上的天秤水平调整块213，所述称重天秤211安装在天秤安装板212上，所述天秤盖板215安装在称重天秤211之上，所述天秤托盘210穿过所述天秤盖板215，所述天秤水平调整块213露在冷却测量腔外。

冷却测量腔2下方设有转动机构，所述转动机构包括第二轴承板228，所述第二轴承板228上安装有第二丝杆226，所述第二轴承板228下方安装有与第二丝杆226匹配的第二丝杆传动轮225，所述第二丝杆226上套接有安装板227，所述安装板227上安装有第三电机229、第三电机传动轮230、转轴217及同步旋转带轮224，所述转轴217上安装有角度传感器和分度盘221，所述第三电机229通过第三电机传动轮230和同步旋转带轮224带动转轴217转动，转轴217顶端延伸入冷却测量腔内，转轴217顶端设有旋转齿轮216，所述旋转齿轮216与转盘支撑板111相匹配，

所述第二轴承板228的一旁设有第四电机222和第四电机传动轮223，第四电机222通过第四电机传动轮223和第二丝杆传动轮225带动第二丝杆226转动。

所述冷却循环回路位于所述冷却测量腔顶部，包括第二耐高温电机202、第二耐高温叶片203，第二耐高温叶片203下连接有第二导风罩207，所述冷却测量腔2内安装有制冷模块201，所述冷却测量腔2上部连接有第二排气口204，第二排气口204连接在所述尾气回收管上，所述第二导风罩207下部连接有第二隔板208，以使冷气往下推送，冷却测量腔内还设有第二温度传感器、第二温度调节装置、湿度传感器。

至于支撑板、支撑架或者支柱等必要常规部件，本领域技术人员可根据本说明书能够理解并根据需要设计出来，此处不一一赘述。

本发明的工作情况如下：

实验前试样放在特定溶液中浸泡；将蒸发皿109清洗、蒸干，置于加热蒸发腔1内的存放孔110-1中，第二电机125通过第二电机传动带轮126和第一丝杆传动轮124带动所述第一丝杆122转动，水盘114上升，蒸发皿109套入连接套113中；同时氮气从氮气罐中出来先进入储气罐，再经第一充气阀门进入加热蒸发腔中，把加热蒸发腔内的氧气从第一排气口排走进入尾气回收单元中，使加热蒸发腔充满氮气，加热块107快速发热产生热能，氮气受热，第一耐高温电机103驱动第一耐高温叶片104把热的氮气沿第一导风罩106往下吹送，在第一导风罩106、第一隔板108、的导向下加热蒸发腔内形成一个热循环回路，使加热蒸发腔1内的温度快速上升且腔内各处热度均匀；蒸发皿109在水浴和热风双重加热下得以干燥；腔内产生的废气从第一排气口105出来经尾气回收管进入尾气回收单元，经过极速冷却箱的冷却，尾气变成废液，经废液收集管进入废液回收箱，积累到一定量后，控制系统使废液排放阀开启，排放废液进行下一步处理，达到系统设定时长后，第二电机125作用，把水盘114下降，蒸发皿109脱离连接套113，水浴、热风加热暂停，气缸304拉开隔热门301，同时第一电机231驱动第一传送轮136和第二传送轮，因传送条112与第一传送轮136的相互作用，转盘支撑板111的滑动轮在第一水平导向条滑动上，转盘支撑板111向冷却测量腔2移动，转盘支撑板111运动到第二水平导向条上，因第二传送轮和传送条112的作用，转盘支撑板111在第二水平导向条209上移动到指定位置，气缸304驱动隔热门301复位，液氮从液氮罐出来经第二充气管到液氮加压器，经液氮喷嘴气化喷入冷却测量腔内，必要时还与从压缩空气罐中出来的压缩空气进行混合再进入冷却测量腔内，制冷模块201快速制冷，第二耐高温电机202驱动第二耐高温叶片203把冷风往下吹送，第二导风罩207、第二隔板208、使冷却测量腔内成一个冷却循环回路对蒸发皿109冷却至室温；腔内的废气可从第二排气口204出来经尾气回收管进入尾气回收单元进行回收处理；第四电机222通过第四电机传动轮223和第二丝杆传动轮225带动第二丝杆226转动，使安装板227、第三电机229、转轴217上升，转轴217上的旋转齿轮216与转盘支撑板111配合，再继续上升至限定位置，在角度传感器的作用下，第三电机229驱动第三电机传动轮230,和同步旋转带轮224使转轴217按系统设定的角度转动，蒸发皿109能够逐个在天秤托盘210上进行测量，系统记录数据；测量完毕后，第二丝杆226转动，转轴217下降，转盘支撑板111重新落在第二水平导向条209上，第一电机231驱动第二传送轮转动，气缸304驱动隔热门301打开，转盘支撑板111向加热蒸发腔1移动，按前述工作过程再次进行加热干燥-冷却测量，直至蒸发皿109达到恒重，系统记录每个空蒸发皿109的质量数据；接着系统自动把加料筒133的一定量的样品液加进蒸发皿内109，然后蒸干，然后再加、再蒸干，反复进行，直至样品罐中的液体加完；蒸发完后，按上述加热蒸发-冷却测量过程，对蒸发皿109内的残渣进行干燥，然后称重；然后再干燥、再称重，反复进行，直至恒重；该质量减去相应的空蒸发皿109的质量即为蒸发残渣的质量。

本发明在工作过程中，由控制系统控制自动加料、温度自控、气路自控、电机自控、自动称重、计算，也能自动报警，实现全自动测试，大大节约人力成本和时间成本；充入氮气等多重有效的保护措施保证设备使用的安全系数；从第一排气口105和第二排气口204出来的废气由尾气回收单元处理，免得污染环境，满足环保要求，也免得溶剂在空气中挥发如遇电火花会发生爆炸，消除安全隐患。

通过将加热蒸发与冷却测量两个工序独立隔离，蒸发皿109自动传输来回于两个腔内进行不同的工序，实现高效快速精准的检测出残渣量。整个检测过程全是自动进行，无需人工参与，且结构简单，操作方便，误差小，所得数据精准，所需成本低，不存在安全隐患。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。