一种氰化物、氨氮蒸馏收集器的制作方法

本发明涉及蒸馏预处理装置技术领域，尤其涉及一种氰化物、氨氮蒸馏收集器。

背景技术：

目前随着社会的进步，人们对环境的污染与日俱增，对环境的保护和监测成为人类不可忽视的一项首要工作。对有毒物质的监测是不可忽视的，例如氰化物和氨氮。其中氰化物有剧毒，水源受炼焦、电镀、选矿、冶炼等工业废水污染时，往往含有大量的氰化物，饮用含氰化物浓度高的水，会产生中毒，因此，当水中氰化物含量为0.01mg/L时即不适宜作饮用水源水。而水中的氨氮主要来源于生活污水中含氮有机物的初始污染，受微生物作用可分解成亚硝酸盐氮，继续分解，最终成为硝酸盐氮，完成水的自净过程，一方面微生物的大量繁殖，例如藻类过量繁殖，引起水华赤潮，其代谢产物，例如藻毒素有致肝癌等毒性。另一方面当水中的亚硝酸盐氮过高，饮用此水将和蛋白质结合形成亚硝胺，是一种强致癌物质，长期饮用对身体极为不利。而且氨氮对水生物也会造成危害。因此，需要通过预处理仪器来对氰化物、氨氮进行预处理分析，从而对水质氰化物、氨氮进行测定。

然而现有的实验室蒸馏预处理装置存在以下问题：1、采用现有的成品温控仪进行加热温度控制，这种温控仪的控温一般，在升温到设定温度时过冲较高，对仪器要求的恒温加热不利，操作不方便，多是代码指示，界面呆板；2、采用现有的成品时间继电器进行加热时间控制，这种时间继电器设置时间操作不方便，重新设置时间后需要重新给时间继电器上电，比较麻烦，效率较低。3、真空管压力采用机械压力表显示真空压力，然而机械压力表的指针容易震动损坏，且每个压力表压力指示都有偏差，不好修正，试验准确度较低。4、收集瓶中的蒸馏水蒸气只能自然冷却，无法让蒸馏水蒸气迅速冷却回流，使得样品中待测气体不能得到有效回收，实验准确度较低。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种氰化物、氨氮蒸馏收集器，解决现有蒸馏预处理装置存在的操作不便，实验准确度低，实验效率低的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种氰化物、氨氮蒸馏收集器，包括控制箱、设置在所述控制箱上的石墨加热装置、与所述石墨加热装置连接的蒸馏收集装置、与所述蒸馏收集装置连接的抽真空装置，在所述控制箱设有触摸控制装置，在所述抽真空装置上设有风冷装置；

其中所述触摸控制装置包括触摸显示屏以及与所述触摸显示屏连接的智能控制器，所述智能控制器包括加热温度PID控制单元、加热时间控制单元和真空泵控制单元，其中所述的加热温度PID控制单元、加热时间控制单元分别与所述加热装置相连，所述真空泵控制单元与所述抽真空装置相连；

所述风冷装置包括风箱、设置在所述风箱中的多个风扇以及档位控制开关，其中所述风箱包括风冷面板以及与所述风冷面板连接的风冷后罩，在所述风冷面板上设有沿水平向设置的长条状出风口，所述出风口与所述蒸馏收集装置的收集瓶相对应。

进一步地，所述石墨加热装置包括石墨体以及与所述石墨体紧密接触的加热管，其中所述石墨体设有多个试管孔位，在所述石墨体的外表面上喷涂有特氟龙防腐层。

具体地，所述的加热温度PID控制单元、加热时间控制单元分别与所述加热管相连；所述石墨体上设有温度传感器，所述温度传感器与所述智能控制器相连。

具体地，所述石墨体的外部设有保温隔热结构。

进一步地，所述蒸馏收集装置包括蒸馏试管、设置在所述蒸馏试管中的加液长管以及与所述蒸馏试管相连通的收集瓶；其中所述蒸馏试管与所述收集瓶之间通过过滤咀相连通，所述过滤咀采用PP材料制成，在所述过滤咀的下端设有倾斜开口，在所述过滤咀的上端设有过滤膜；所述风冷装置的出风口与所述过滤咀相对应。

具体地，所述蒸馏试管的顶部设有双口插盖，所述双口插盖通过试管帽固定安装在所述蒸馏试管上。

具体地，所述加液长管的顶部穿过所述双口插盖设置在所述蒸馏试管外部，在所述加液长管的顶端安装有加液漏斗。

进一步地，所述抽真空装置包括真空泵、与所述真空泵连接的真空连接软管、与所述真空连接软管连接的真空管、以及分别设置在所述底座左右两端的真空管立柱，其中所述收集瓶通过蒸馏连接软管与所述真空管相连，在所述蒸馏连接软管与所述真空管的连接处设有微调阀；所述真空泵控制单元与所述真空泵相连。

具体地，所述真空管的两端分别与所述的真空管立柱相连，所述真空管通过所述真空管立柱支撑在所述蒸馏收集装置的上方。

具体地，所述触摸显示屏设有加热温度设定按键、加热时间设定按键和真空泵档位设定按键；所述加热温度设定按键与所述加热温度PID控制单元相连，所述加热时间设定按键与所述加热时间控制单元相连，所述真空泵档位设定按键与所述真空泵控制单元相连。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：

本发明提供了一种氰化物、氨氮蒸馏收集器，采用智能控制器进行自动控制，通过加热温度PID控制单元控制石墨加热装置的加热温度，恒温效果好，能够实现自动高温保护；通过加热时间控制单元控制加热装置的加热时间，操作简单，时间控制精度高；通过真空泵控制单元控制真空泵的抽气档位，多档可调，方便使用者根据不同的样品进行操作；本发明还增加了风冷装置，当实验环境温度较高或样品需要消解的温度较高时，通过风冷装置对收集瓶进行冷却，让蒸馏水蒸气迅速冷却回流，提高样品中待测气体的有效回收，提高实验准确度；本发明提供的氰化物、氨氮蒸馏收集器，试验操作简单可靠，能够有效提高实验准确度和实验效率，人机交互良好，能够有效保证试验人员的安全。

附图说明

图1是本发明实施例氰化物、氨氮蒸馏收集器的结构示意图；

图2是本发明实施例氰化物、氨氮蒸馏收集器的触摸控制装置结构示意图；

图3是本发明实施例氰化物、氨氮蒸馏收集器的石墨加热装置结构示意图；

图4是本发明实施例氰化物、氨氮蒸馏收集器的石墨加热装置剖视图；

图5是本发明实施例氰化物、氨氮蒸馏收集器的蒸馏收集装置结构示意图；

图6是本发明实施例氰化物、氨氮蒸馏收集器的蒸馏收集装置的连接结构示意图；

图7是本发明实施例氰化物、氨氮蒸馏收集器的抽真空装置结构示意图；

图8是本发明实施例氰化物、氨氮蒸馏收集器的风冷面板结构示意图；

图9是本发明实施例氰化物、氨氮蒸馏收集器的风冷后罩结构示意图。

图中：1：触摸显示屏；2：电源开关；3：石墨加热装置；4：蒸馏试管；5：加液长管；6：试管帽；7：双口插盖；8：加液漏斗；9：过滤咀；10：收集瓶；11：软管连接头；12：真空管；13：微调阀；14：风冷装置；15：真空连接软管；16：真空管立柱；17：真空泵进出气口；18：真空泵；19：控制箱；20：蒸馏连接软管；31：石墨体；32：试管孔位；141：风冷面板；142：风冷后罩；143：出风口；144：悬挂孔。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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的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。

如图1-9所示，本发明实施例提供的氰化物、氨氮蒸馏收集器，包括控制箱19、设置在所述控制箱19上的石墨加热装置3、与所述石墨加热装置3连接的蒸馏收集装置、与所述蒸馏收集装置连接的抽真空装置，在所述控制箱19中设有触摸控制装置，在所述抽真空装置上设有风冷装置14。

如图1-2所示，所述触摸控制装置包括触摸显示屏1以及与所述触摸显示屏1连接的智能控制器，所述智能控制器包括加热温度PID控制单元、加热时间控制单元、真空泵控制单元、报警单元以及温度反馈单元，其中所述的加热温度PID控制单元、加热时间控制单元分别与所述石墨加热装置相连，所述真空泵控制单元与所述抽真空装置相连。所述触摸显示屏设有加热温度设定按键、加热时间设定按键、真空泵档位设定按键、真空泵开关按键以及加热按键。所述加热温度设定按键与所述加热温度PID控制单元相连，所述加热时间设定按键与所述加热时间控制单元相连，所述真空泵档位设定按键与所述真空泵控制单元相连。使用者可以通过触摸按键对蒸馏收集器进行加热温度设置、加热时间设置、真空泵档位设置、真空泵开关控制，设置完成后点击加热按键，蒸馏收集器开始加热到设定温度并恒温加热，加热完成后报警单元进行报警提示并停止加热。此外，所述触摸显示屏还可以显示真空压力值，通过所述智能控制器能够自动整定加热温度PID控制单元的PID系数并保存，并具有高温保护功能。

如图3-4所示，所述石墨加热装置包括石墨体31以及与所述石墨体31紧密接触的加热管，所述石墨体31设有12个试管孔位32，方便蒸馏试管高效加热。其中所述加热管分别与所述的加热温度PID控制单元、加热时间控制单元相连，用于控制加热管的工作温度以及工作时间。所述石墨体上设有温度传感器，所述温度传感器与所述智能控制器的温度反馈单元相连，所述温度传感器将测量的石墨体实时温度反馈至所述智能控制器，进而通过加热温度PID控制单元以及加热时间控制单元更加精确的控制石墨加热装置的工作温度以及工作时间。

其中，所述石墨体31采用高纯度等静压石墨，这种石墨密度高、导热性能好，材质环保无污染可重复利用。所述石墨体31的外部设有保温隔热结构，能够提高安全使用性，减少热量损失，提高热效率。在所述石墨体31的外表面上喷涂有特氟龙防腐层，耐酸碱腐蚀性能好。

其中，所述加热管采用单端不锈钢加热管，与石墨体紧密接触，加热效率高，温度均匀，高质量的加热管可以长时间稳定工作，加热管的安装简单且易于更换。

如图5-6所示，所述蒸馏收集装置包括蒸馏试管4、设置在所述蒸馏试管4中的加液长管5以及与所述蒸馏试管4相连通的收集瓶10。其中所述蒸馏试管4与所述收集瓶10之间通过过滤咀9相连通，所述过滤咀9采用PP材料制成，在所述过滤咀9的下端设有倾斜开口，在所述过滤咀9的上端设有疏水性过滤膜。过滤咀9倾斜开口的设置形式，方便冷凝水下流，不会形成水柱堵塞过滤咀。

所述蒸馏试管4的顶部设有双口插盖7，所述双口插盖7通过试管帽6固定安装在所述蒸馏试管4上。所述加液长管5的顶部穿过所述双口插盖7设置在所述蒸馏试管4外部，在所述加液长管5的顶端安装有加液漏斗8。

其中，所述蒸馏试管4采用平底高硼硅蒸馏试管，将所述蒸馏试管4安装在所述石墨体的试管孔位中，所述蒸馏试管4作为样品容器，底部平整受热均匀，受热效率高，瓶口采用螺口，用于安装所述双口插盖7以及试管帽6，双口插盖7的一边口可以插入所述加液长管5，通过所述加液漏斗8来添加试剂，双口插盖7的另一边口用于连接过滤咀9，进而通过过滤咀9将所述蒸馏试管4与所述收集瓶10相连通，接口均带锥度以保证连接的气密性，并可直接拔插，方便连接。所述蒸馏试管4上还设样品刻度线，方便样品定量。

其中，所述收集瓶10上端连接有蒸馏连接软管20，可以方便液体流出，所述蒸馏连接软管20通过软管连接头11与所述收集瓶10相连。所述收集瓶10下端连接所述过滤咀9，在所述过滤咀9的上端与所述收集瓶10的连接处安装有疏水性过滤膜。所述收集瓶10设置为流线型，内设定量刻度线，方便收集液定量。

此外，所述收集瓶10采用有机玻璃制成，所述的过滤咀9、双口插盖7、加液漏斗8以及加液长管5均采用PP材料制成，耐高温抗变形能力强。所述疏水性过滤膜的采用聚四氟乙烯制成厚度为2mm、直径为6.5mm圆形膜片,所述疏水性过滤膜上分布有若干孔隙,其孔隙直径为20um。

如图7所示，所述抽真空装置包括真空泵18、与所述真空泵18连接的真空连接软管15、与所述真空连接软管15连接的真空管12、以及分别设置在所述底座19左右两端的真空管立柱16。其中所述真空泵18设置在所述控制箱19中，所述收集瓶10通过蒸馏连接软管20与所述真空管12相连，在所述蒸馏连接软管20与所述真空管12的连接处设有微调阀13。所述真空管12的两端分别与所述的真空管立柱16相连，所述真空管12通过所述真空管立柱16支撑在所述蒸馏收集装置的上方。

其中，所述抽真空装置具有体积小,噪音低，工作稳定性高，使用寿命长的优点，可长时间持续抽真空，抽气速率可调，可同时多个通道抽真空，且可以通过所述微调阀13灵活调节各通道，具有很强实用性。

其中，所述真空泵18与所述智能控制器的真空泵控制单元相连。所述抽真空装置还设有压力传感器，所述压力传感器与所述智能控制器相连，所述压力传感器将测得的压力数据反馈至智能控制器，进而通过所述真空泵控制单元更加精确的控制所述抽真空装置的抽真空压力。其中所述抽真空装置的抽气档位可调1～9档，真空度高为-70Kpa，通过所述触摸显示屏1显示实时真空度，可调节12个调压阀，用于控制12个通道抽真空，可同时对12个水样中的氰化物、氨氮的测定提供有效的真空压力，真空泵采用无碳刷电机驱动，体积小，噪音低，工作稳定性高，使用寿命长。

其中，所述真空管12采用PPR材料制成，具有节材、环保、轻质高强、耐腐蚀、内壁光滑不结垢、使用寿命长的优点。所述真空连接软管15以及所述蒸馏连接软管20均采用医用硅胶软管。

如图8-9所示，所述风冷装置包括风箱、设置在所述风箱中的多个风扇以及档位控制开关，其中所述风箱包括风冷面板141以及与所述风冷面板141扣合连接的风冷后罩142，在所述风冷面板141上设有沿水平向设置的长条状出风口143。其中所述出风口143与所述蒸馏收集装置的过滤咀9相对应，使得蒸馏水蒸气能够迅速冷却回流，提高了样品中待测气体的有效回收，提高了实验准确度。所述风冷面板141的两边设有悬挂孔144，所述风冷装置通过悬挂孔144挂设在所述抽真空装置的真空管立柱16上，拆卸方便，将风冷装置插头直接插到主机风冷接口，风冷装置即可开始工作。

在氨氮实验时，加热温度高，样品蒸馏量大，采用风冷装置对收集瓶进行降温，使蒸馏出的水蒸气迅速冷凝并回流，让待测气体顺利通过疏水性过滤膜，使收集液达到高效回收待测气体的目的。

其中，所述风冷装置设有多个静音风扇，在风箱回旋后通过出风口143均匀吹出，保证每个收集瓶均匀冷却。

其中，所述风冷装置的档位控制开关设有高、低两档，向上拨动开关为高档，向下拨动为低档，根据环境温度25℃时使用低档，30℃时使用高档。

综上所述，本发明实施例提供的氰化物、氨氮蒸馏收集器，具有如下优点：

1、利用疏水性过滤膜可透过非水性气态物质使水蒸汽被隔离的特点，将其应用于仪器收集瓶中，从而达到将复杂络合物转化、分离的目的。

2、采用真空负压，给收集溶液收集气体提供辅助，让蒸馏待测气体顺利通过疏水性过滤膜，让整个蒸馏收集过程达到蒸馏气体压力与收集压力平衡，完成整个收集系统的高效回收。

3、通过智能控制器改变真空泵档位调节总抽气速率，通过触摸显示屏显示当前真空度，真空管上安装有12个微调阀，每个微调阀可连接一个需要抽气真空的通路，可以完成同时对12个通路的同时抽真空，调节微调阀可以改变对应收集瓶速率。

4、石墨加热装置恒温定时加热，加热完成后通过所述报警单元自动报警提醒并停止加热，石墨体各个孔位的温差为±1℃，在石墨体表面喷涂特氟龙耐酸碱腐蚀，使得整个加热装置具有良好的保温及隔温效果，保证仪器升温迅速，恒温稳定，运行可靠。

5、对氨氮样品的收集，使蒸馏试管中的样品在较高温度下充分蒸馏，采用风冷装置使蒸馏出的水蒸气迅速冷凝并回流，让待测气体顺利通过疏水性过滤膜，使收集液达到高效回收待测气体的目的。

6、本发明各个部件材质及结构设计，安全可靠，各部件之间方便连接，同时具有良好的气密性。

7、收集瓶可重复利用，只需简单更换疏水性过滤膜即可，减少资源浪费，保护环境。

8、本发明的样品测定，适用于地表水、地下水、生活污水、工业废水及土壤中氰化物、氨氮样品的预处理。其中样品的数量为6～12个，样品容量为50ml。加热时间可设置为0～4小时，加热功率为1500W。恒温控制时室温为～260℃，控制精度为±1℃。氰化物测量范围为0.016～0.25mg/L，氨氮测量范围为0.01～2.0mg/L。

9、石墨体传导热量效率高、升温快速、温度均一性好，各个孔位最大温差为1℃。石墨体设有恒温控制系统，控温精度高，加热时间可设置，温度传感器的测温范围为0～1000℃，测温准确，范围宽，整个加热装置对各种样品的加热、消解、蒸馏可以达到理想的效果。

10、操作方便，蒸馏收集装置气密性好，添加试剂方便，无气体泄漏，收集装置无需冷凝水，样品随即蒸发随即被收集液收集，可同时对多个样品蒸馏，设备的可靠性高，在符合国家标准的条件下使样品的收集和制备更方便、更准确，为样品的分析提供有力的保证，达到高效、洁净、低成本的目的。

11、真空泵抽气速率可达15L/min，速率可调1～9档，真空度高为-70Kpa，压力显示为0～-100Kpa，体积小，噪音低，工作稳定性高，使用寿命长。

12、通过智能控制器进行自动控制，通过触摸显示屏实现触摸按键控制，方便操作，使用简单，人机交互良好，能够有效保证试验人员的安全。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。