一种模块化汞样品快速前处理流路装置的制作方法

本发明涉及环境监测与样品前处理，特别涉及一种模块化汞样品快速前处理流路装置。

背景技术：

1、汞作为高毒性重金属，其在环境样品中的精准检测是环境监测的重要内容，而样品前处理是汞检测的核心环节，需将样品中不同形态的汞、有机汞、结合态汞等消解为二价汞离子，再还原为可检测的零价汞蒸气。

2、现有汞样品前处理装置存在诸多技术缺陷：其一，样品液、氧化剂、还原剂的加注多依赖蠕动泵或电磁阀粗放控制，定量精度不足，试剂比例易失衡，影响消解与还原反应的彻底性；其二，反应腔容积固定，样品与试剂混合不充分，死体积大，导致反应时间长，前处理效率低下；其三，进样、加药、混合、排出等环节缺乏联动设计，自动化程度低，需大量人工干预，无法实现批量样品的连续处理。

3、针对上述问题，亟需设计一种模块化、定量精准、联动自动化且混合效率高的汞样品快速前处理流路装置，通过结构优化实现样品前处理的高效、自动化运行，提升汞检测的精度与效率。

4、故此，现有的环境监测与样品前处理技术领域需要进一步改善。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了提供一种模块化汞样品快速前处理流路装置，通过中间旋转模块、调节混合腔模块与定量进给模块的联动设计，实现样品液、氧化剂、还原剂的定量精准加注与梯级混合，同时利用自伸缩联动模块与空间梯级联动调节模块实现各环节的自动化联动，有效缩短反应时间，提升前处理效率，且模块化结构便于清洗与维护，降低汞记忆效应。

2、为了达到上述目的，本发明采用以下方案：

3、一种模块化汞样品快速前处理流路装置，包括中间旋转模块，所述中间旋转模块上布置有三个可调空间大小的调节混合腔模块，在所述中间旋转模块外部固定有三个分别用于定量进料的定量进给模块，三个所述定量进给模块能依次连通三个所述调节混合腔模块；三个所述定量进给模块沿所述中间旋转模块顺时针方向布置且最后的所述定量进给模块接着还设置有排出模块，所述中间旋转模块和所述定量进给模块之间设置有自伸缩联动模块；所述中间旋转模块和所述调节混合腔模块之间设置有空间梯级联动调节模块。

4、进一步地，所述中间旋转模块包括圆形阀体，所述圆形阀体内设置有圆形阀腔，所述圆形阀腔内转动设置有转子，所述圆形阀体上端面设置有和所述圆形阀腔连通的轴孔，所述转子上端设置有能和外部电机连接的转轴体，所述转轴体转动安装于所述轴孔内。

5、进一步地，三个所述调节混合腔模块围绕所述中间旋转模块中心圆周均布；

6、所述调节混合腔模块包括设置于所述转子上的径向混合槽，所述径向混合槽内活动设置有用于调节所述径向混合槽空间大小的调节推板，所述径向混合槽一侧和所述圆形阀体外壁设置有导通开口。

7、进一步地，三个所述定量进给模块围绕所述圆形阀体中心均布固定设置于所述圆形阀体外壁；

8、所述定量进给模块包括径向定量通道，所述径向定量通道和对应一个所述导通开口连通，所述径向定量通道内活动设置有进给推板，所述径向定量通道上方设置有补给阀室，所述补给阀室上连接有进给管道，所述进给推板上表面设置有用于断开或连通所述径向定量通道和补给阀室的阻隔挡板。

9、进一步地，所述排出模块包括设置于所述圆形阀体外壁的输出管道，所述圆形阀体外壁和所述圆形阀腔内壁之间设置有排出通道，所述输出管道和所述排出通道连接设置。

10、进一步地，所述自伸缩联动模块包括设置于所述进给推板上的延伸连接杆组件，所述圆形阀体下方设置有圆形开口，所述延伸连接杆组件延伸至所述转子下方，所述转子下表面设置有三叶形控制导槽，所述延伸连接杆组件内端设置有下导向轮，所述下导向轮活动安装于所述三叶形控制导槽内。

11、进一步地，所述三叶形控制导槽包括三个外弧形导槽，三个所述外弧形导槽围绕所述转子中心均布，在相邻两个所述外弧形导槽之间设置有内弧形导槽，相邻的所述外弧形导槽和所述内弧形导槽之间设置有过渡斜导槽连接。

12、进一步地，所述空间梯级联动调节模块包括设置于所述补给阀室上表面的梯级闭环导槽，所述进给推板上表面的上导向轮，所述上导向轮活动安装于所述梯级闭环导槽内。

13、进一步地，所述梯级闭环导槽包括一段内斜弧形槽、二段内斜弧形槽、三段内斜弧形槽和推出弧形槽，所述一段内斜弧形槽、二段内斜弧形槽、三段内斜弧形槽和推出弧形槽围绕所述补给阀室上端面顺时针布置，所述一段内斜弧形槽、二段内斜弧形槽、三段内斜弧形槽分别对齐顺时针的三个所述定量进给模块位置，在所述推出弧形槽连接于所述三段内斜弧形槽和所述一段内斜弧形槽之间，所述推出弧形槽和所述排出通道对齐设置，所述一段内斜弧形槽、二段内斜弧形槽、三段内斜弧形槽和推出弧形槽依次通过连接导槽进行连接。

14、进一步地，所述一段内斜弧形槽、三段内斜弧形槽和推出弧形槽半径逐渐变小，且逐渐靠经所述补给阀室中心位置，所述推出弧形槽从所述三段内斜弧形槽半径位置向外延伸至所述一段内斜弧形槽的半径位置。

15、综上所述，本发明相对于现有技术其有益效果是：

16、本发明解决了现有环境监测与样品前处理技术领域存在的不足，通过本发明的结构设置，具备以下的优点，模块化设计布局合理；定量进给模块通过径向定量通道与阻隔挡板的配合，实现样品液、氧化剂、还原剂的精准定量加注，可通过调节进给推板基准位置或更换定量进给模块型号灵活调整加注量，适配不同浓度汞样品的前处理需求；自伸缩联动模块与空间梯级联动调节模块实现装置的全自动化联动运行，利用转子旋转带动各推板同步运动，无需额外驱动部件，简化结构的同时实现进样、加药、混合、排出的无缝衔接，大幅提升自动化程度；调节混合腔模块采用梯级扩容设计，随转子旋转依次完成样品液、氧化剂、还原剂的混合，使介质在梯度增大的空间内充分接触反应，减少死体积，提升混合与反应效率，大幅缩短前处理时间；排出阶段调节混合腔空间瞬间缩至最小值，利用腔室体积变化实现介质的快速推出，无残留，且排出模块与检测仪器可直接对接，实现前处理与检测的一体化运行。

1.一种模块化汞样品快速前处理流路装置，其特征在于：包括中间旋转模块（1），所述中间旋转模块（1）上布置有三个可调空间大小的调节混合腔模块（2），在所述中间旋转模块（1）外部固定有三个分别用于定量进料的定量进给模块（3），三个所述定量进给模块（3）能依次连通三个所述调节混合腔模块（2）；三个所述定量进给模块（3）沿所述中间旋转模块（1）顺时针方向布置且最后的所述定量进给模块（3）接着还设置有排出模块（4），所述中间旋转模块（1）和所述定量进给模块（3）之间设置有自伸缩联动模块（5）；所述中间旋转模块（1）和所述调节混合腔模块（2）之间设置有空间梯级联动调节模块（6）。

2.根据权利要求1所述的一种模块化汞样品快速前处理流路装置，其特征在于：所述中间旋转模块（1）包括圆形阀体（101），所述圆形阀体（101）内设置有圆形阀腔（102），所述圆形阀腔（102）内转动设置有转子（103），所述圆形阀体（101）上端面设置有和所述圆形阀腔（102）连通的轴孔（104），所述转子（103）上端设置有能和外部电机连接的转轴体（105），所述转轴体（105）转动安装于所述轴孔（104）内。

3.根据权利要求2所述的一种模块化汞样品快速前处理流路装置，其特征在于：三个所述调节混合腔模块（2）围绕所述中间旋转模块（1）中心圆周均布；

4.根据权利要求3所述的一种模块化汞样品快速前处理流路装置，其特征在于：三个所述定量进给模块（3）围绕所述圆形阀体（101）中心均布固定设置于所述圆形阀体（101）外壁；

5.根据权利要求4所述的一种模块化汞样品快速前处理流路装置，其特征在于：所述排出模块（4）包括设置于所述圆形阀体（101）外壁的输出管道（401），所述圆形阀体（101）外壁和所述圆形阀腔（102）内壁之间设置有排出通道（402），所述输出管道（401）和所述排出通道（402）连接设置。

6.根据权利要求5所述的一种模块化汞样品快速前处理流路装置，其特征在于：所述自伸缩联动模块（5）包括设置于所述进给推板（302）上的延伸连接杆组件（501），所述圆形阀体（101）下方设置有圆形开口（502），所述延伸连接杆组件（501）延伸至所述转子（103）下方，所述转子（103）下表面设置有三叶形控制导槽（503），所述延伸连接杆组件（501）内端设置有下导向轮（504），所述下导向轮（504）活动安装于所述三叶形控制导槽（503）内。

7.根据权利要求6所述的一种模块化汞样品快速前处理流路装置，其特征在于：所述三叶形控制导槽（503）包括三个外弧形导槽（5031），三个所述外弧形导槽（5031）围绕所述转子（103）中心均布，在相邻两个所述外弧形导槽（5031）之间设置有内弧形导槽（5032），相邻的所述外弧形导槽（5031）和所述内弧形导槽（5032）之间设置有过渡斜导槽（5033）连接。

8.根据权利要求7所述的一种模块化汞样品快速前处理流路装置，其特征在于：所述空间梯级联动调节模块（6）包括设置于所述补给阀室（303）上表面的梯级闭环导槽（601），所述进给推板（302）上表面的上导向轮（602），所述上导向轮（602）活动安装于所述梯级闭环导槽（601）内。

9.根据权利要求8所述的一种模块化汞样品快速前处理流路装置，其特征在于：所述梯级闭环导槽（601）包括一段内斜弧形槽（6011）、二段内斜弧形槽（6012）、三段内斜弧形槽（6013）和推出弧形槽（6014），所述一段内斜弧形槽（6011）、二段内斜弧形槽（6012）、三段内斜弧形槽（6013）和推出弧形槽（6014）围绕所述补给阀室（303）上端面顺时针布置，所述一段内斜弧形槽（6011）、二段内斜弧形槽（6012）、三段内斜弧形槽（6013）分别对齐顺时针的三个所述定量进给模块（3）位置，在所述推出弧形槽（6014）连接于所述三段内斜弧形槽（6013）和所述一段内斜弧形槽（6011）之间，所述推出弧形槽（6014）和所述排出通道（402）对齐设置，所述一段内斜弧形槽（6011）、二段内斜弧形槽（6012）、三段内斜弧形槽（6013）和推出弧形槽（6014）依次通过连接导槽（6015）进行连接。

10.根据权利要求9所述的一种模块化汞样品快速前处理流路装置，其特征在于：所述一段内斜弧形槽（6011）、三段内斜弧形槽（6013）和推出弧形槽（6014）半径逐渐变小，且逐渐靠经所述补给阀室（303）中心位置，所述推出弧形槽（6014）从所述三段内斜弧形槽（6013）半径位置向外延伸至所述一段内斜弧形槽（6011）的半径位置。