专利名称：小型消解机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种试验设备，特别是涉及一种小型消解机。
背景技术：
有机碳、氮和磷是水质，特别是废水测试的三项最重要的化学指标。有机碳通常是以化学耗氧量(COD)来测量的水样与等量的含有重铬酸盐的浓硫酸混合后，在沸点 148° C消解2小时。标准测试中，酸性蒸馏物会因容器(试管)上部足够长的冷凝部分冷凝并收集后回流，冷凝器顶端为开口，使得可以在常压下以一般操作进行工作。为达此目的冷凝部分可能需要1到2米长。1975年JIRKA和CARTER (分析化学47 1397-1402)将该测试方法小型化，使用3. 5ml水样+1. 5ml试剂，装在有盖的16x100mm试管中。之后的商品化方法通常使用标准的2ml水样+2ml试剂，以浓硫酸和结晶硫酸汞。由于容器是封闭的， 工作起来像一个压力加热器。增加的压力使得有必要用消解仪从外部调节温度。温度反应器或称消解仪，其加热块上有凹下的圆孔以容纳试管，并将温度调节为恒温148° C。在大多数市面上的商业消解仪中，加热块上的凹孔通常太深，几乎将通常装有一半液体的试管埋住。其结果是管内部的高压，不仅带来操作上的危险，而且也会导致部分物质通过高温高压下的螺纹管盖部分逃逸。最终在用比色计测量时COD结果偏离实际值。因此，与滚烫的， 内装太多含汞浓硫酸的COD试管打交道成了实验室水质检测中最危险的操作。在2008 年，德国 Bodart (Labo (Darmstadt) 2/08 18-21)指出，目前的商品 COD 消解器的架构/试管中，其工作方式不仅有悖于DIN，ISO以及US-EPA公布的正式标准方法所指明的蒸馏物低压冷凝回流，而且也导致不必要的易于产生错误结果。根据蒸馏物的冷凝器应该被冷却而不是被加热，Bodart指出试管中所装液体不超过试管三分之一的高度， 该高度足够使用光度计测试，并且试管插入消解仪的深度仅到液面为止。这样，试管上部至少三分之二的部分因接触空气自然对流而冷却，结果是降低了气相部分的温度和压力， 因而大大降低了操作中的危险。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种安全性能好的小型消解机。为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是本实用新型是一种小型消解机，它包括机壳、冷却系统、隔热面板、金属块、加热元件、隔热板；所述的机壳包括前框和底座，前框布置在底座的前部，前框上的风扇安装位下部与底座内腔相通；所述的加热元件安装在金属块的底部，加热元件与金属块一起安装在底座内腔，在加热元件与底座内底面之间设有隔热板，在金属块顶面开设有多个供试管插入的沉孔；所述的隔热面板覆盖在机壳底座上部的敞开端，在隔热面板上开设有多个通孔， 该多个通孔与金属块顶端的沉孔相对，以便试管插入且套置在金属块沉孔内；所述的冷却系统安装在前框的冷却系统安装位上，冷却系统的下部气流通道与底座内腔相通，冷却系统的上部气流通道对着装于隔热面板上的试管。[0007]所述的冷却系统为轴流风机。本实用新型还包括控制隔热面板和控制电路板；所述的控制电路板安装在机壳的前框内，控制隔热面板覆盖在前框上。所述的隔热面板为特氟龙板或类似的耐高温耐腐蚀材料。所述的沉孔深度小于试管深度的三分之一。采用上述方案后，由于本实用新型在机壳内设置了一台风扇，该风扇与加热试管紧密相邻，风扇的气流通道下部与底座内腔相通，为机壳内部散热降温，风扇的气流通道上部对着隔热面板，风扇的上部气流可作用于暴露的试管壁，可显著降低试管内蒸汽温度和压力，大大降低操作的危险，使得本实用新型的更加的安全可靠。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。
图1是本实用新型的轴测图；图2是本实用新型的剖视图。
具体实施方式
如图1、图2所示，本实用新型是一种小型消解机，它包括机壳1、冷却系统2、隔热面板3、金属块4、加热元件5、隔热板6、控制面板7和控制电路板8。在本实施例中，冷却系统2为轴流风机，即风扇2。所述的机壳1包括前框11和底座12。前框11布置在底座12的前部，前框11上的风扇安装下位与底座12内腔相通。所述的加热元件5安装在金属块4的底部，加热元件5与金属块4 一起安装在底座12内腔在加热元件5与底座12内底面之间设有隔热板6，在金属块4顶面开设有多个供试管10插入的沉孔41 ；所述的隔热面板3采用特氟龙板，其覆盖在机壳1底座12上部的敞开端，在隔热面板3上开设有多个通孔31，该多个通孔31与金属块4顶面上的沉孔41相对，以便试管10插入且套置在金属块4沉孔41内。所述的风扇2安装在前框的风扇安装位上，风扇2的气流通道F为水平方向，风扇 2的下部气流通道与底座12内腔相通，风扇2的上部气流通道对着隔热面板3，所述的风扇 2的下部气流通道占总气流通道的25%，被用于机壳1内部通风，风扇2的上部气流通道占总气流通道的75%，被用于冷却试管10的暴露部分。所述的控制电路板8安装在机壳1的前框11内，控制面板7覆盖在前框11上。本实用新型设计细节说明有关装置包括一个比起目前一般商业产品有重大改进的温度反应器。设计以使用目的为依据，而不是本末倒置。实用新型的基本部分包括一个廉价、可靠的商用冷却风扇2， 比如电脑中常见的规格120x120x38mm风扇。风扇2直接紧邻金属块4，后者宽度不超过吹出的气流覆盖范围。金属块4上面的试管10距离风扇2仅数厘米。作为一个例子，直径 16mm高IOOmm的试管10，内装1. 6ml水样和1. 6ml硫酸混合物并插入金属块4，插入深度 23mm,金属块4顶部可以覆盖一张带孔的保护薄板，厚度2_5mm，材料为特氟龙(PTFE)，并与金属块4之间有约Imm的空气间隙。作为设计的一部分，试管10插入金属块4的深度严格遵从其内部的水样加酸性混合物的液位水平，该液位水平取于试管10能够在光度计中做有效测试的最低水平。这样， 试管10的较大部分(没有装液体的部分)就因紧邻冷却风扇2而得到冷却。在消解过程中， 试管10内部的蒸汽温度和压力得到显著降低。大多数商用COD消解仪的试管10几乎全部插入金属块4，其上部靠近管盖部分的蒸汽温度为120°左右。而在本实用新型装置中，该温度降到40°或更低。强大的空气流作用于曝露的试管10壁，导致内部压力显著降低，从而更加接近官方正式方法要求的蒸馏物冷凝回流的开放式系统。蒸馏物得到有效的冷却， 并作为冷凝物回到下部的148度液体中，这样不致因为过压而产生管盖内衬的物质泄漏， 或因高温而导致的腐蚀。作为理想的便携式桌面消解仪，使用了小巧的外壳，但正因为如此，即使金属块4得到良好的热隔离，也会导致热量的影响。即不仅对外壳材料(金属或塑料)，而且也对热敏感的内部电子元器件产生影响，从而可能影响温控或者时间控制的准确度。本实用新型通过调整风扇2之高度位置解决了此问题气流下部大约25%部分被用来做壳体内部通风，而其余75%的气流用来冷却试管10的曝露部分。水质分析工作者除了需要分析COD外，还常常需要分析作为硝酸盐和正磷酸盐的总氮和总磷。后两者可以做比色法分析，而其在水样中通常以各种不适合比色分析的形式存在，比如蛋白质和多磷酸盐。分析中需要首先用过硫酸盐氧化以将其消解为适合进行比色测试。传统消解方式最初为100° C，60分钟，在较新型的消解仪中改进为120° C, 30 分钟。本实用新型中，由于加热试管10与冷却风扇2的强制关联，消解时间进一步缩短到 15分钟。之所以如此，是因为将温度提高到COD的消解温度即148° C，而在以前，由于没有类似本实用新型中的强制空气对流冷却技术，不可能使用如此高的水溶液温度。尽管在COD消解中，温度，时间的组合要求都已经标准化，对总氮总磷的消解却没有标准的温度，时间要求。重要的是最终产物，而不论其产生过程和条件。本实用新型提供了一种大大简化的消解装置，使用单一的标准148°温度，而时间设定只有15分钟和120分钟两档。本实用新型的操作方法本实用新型的工作温度范围140° -200° C，加热对象为直立的，口径/长度比为1 :3至1 :30的玻璃管，这些玻璃管紧邻直立的冷却风扇2或空气流出口，空气流被物理地(实体地)分为两部分，分别冷却外部的玻璃管壁和机壳内部的加热块以及电子元器件。 其风扇2叶面或者气流出口距离任何玻璃管壁5-200mm。任一玻璃管内液面高度在10到 70mm之间。其加热块上的各个放置玻璃管的凹洞深度对应于玻璃管内装液面高度，误差 +/- 30%。，吹出的气流将所有玻璃管之部分部位冷却至少5° C。通过将风扇2或气流更改为内置装置，或者以诸如半导体制冷原件(如Peltier原件)冷却金属块以做成噪音更低的消解仪。COD的消解和总磷，总氮的消解使用一致的反应温度。对总磷，总氮的消解使用小于30分钟的反应时间。加热块上面有特氟龙(PTEF)保护板，加工板上的各个孔时，该隔热盖板3首先紧密安装在加热块上，然后用锐角钻孔刀，以金属块4 (加热块)上的孔为机械导向扩孔，从而做到特氟龙板上的孔和下面金属块上的孔精准对位。[0031]本实用新型的重点就在于增加了一个紧邻试管、作为冷却系统的轴流风机(风扇以上所述，仅为本实用新型较佳实施例而已，风扇的上、下气流通道的比例可具需要进行调整，故不能以此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型专利涵盖的范围内。
权利要求1.一种小型消解机，其特征在于它包括机壳、冷却系统、隔热面板、金属块、加热元件、隔热板；所述的机壳包括前框和底座，前框布置在底座的前部，前框上的风扇安装位下部与底座内腔相通；所述的加热元件安装在金属块的底部，加热元件与金属块一起安装在底座内腔，在加热元件与底座内底面之间设有隔热板，在金属块顶面开设有多个供试管插入的沉孔；所述的隔热面板覆盖在机壳底座上部的敞开端，在隔热面板上开设有多个通孔， 该多个通孔与金属块顶端的沉孔相对，以便试管插入且套置在金属块沉孔内；所述的冷却系统安装在前框的冷却系统安装位上，冷却系统的下部气流通道与底座内腔相通，冷却系统的上部气流通道对着装于隔热面板上的试管。
2.根据权利要求1所述的小型消解机，其特征在于所述的冷却系统为轴流风机。
3.根据权利要求1所述的小型消解机，其特征在于它还包括控制隔热面板和控制电路板；所述的控制电路板安装在机壳的前框内，控制隔热面板覆盖在前框上。
4.根据权利要求1所述的小型消解机，其特征在于所述的隔热面板为特氟龙板。
5.根据权利要求1所述的小型消解机，其特征在于所述的沉孔深度小于试管深度的三分之一。
专利摘要本实用新型公开了一种小型消解机，它包括机壳、冷却系统、隔热面板、金属块、加热元件、隔热板。所述的加热元件安装在金属块的底部，冷却系统、加热元件、金属块等安装在机壳内，在加热元件与机壳底面之间设有隔热板，在金属块顶面开设有多个供插入的沉孔。由于本实用新型在机壳内设置了一台风扇，该风扇与加热试管紧密相邻，风扇的气流通道下部与底座内腔相通，风扇的气流通道上部对着隔热面板，风扇的上部气流可作用于暴露的试管壁，可显著降低试管内蒸汽温度和压力，大大降低操作的危险，使得本实用新型的更加的安全可靠以及得到准确的测试结果。
文档编号G01N1/44GK202204721SQ20112027819
公开日2012年4月25日 申请日期2011年8月2日 优先权日2011年8月2日
发明者练育生 申请人:厦门绿安分析仪器有限公司