一种自泄压式单模微波反应系统技术方案

一种自泄压式单模微波反应系统，属分析仪器领域。其由磁控管、单模腔组件、单模密封盖组件、密封盖滑动组件、试管组件、磁力搅拌组件、自动泄压组件、红外测温组件及单模腔升降组件构成；由于集成了自动泄压功能，无需在每个消解罐上添加独立的泄压结构，大大降低了反应过程试管爆裂的风险，提高了微波化学反应系统的可靠性；降低了设备制造和维护成本，更容易维护。在消解过程中，如果试管内部压力高于预定的安全压力值，系统能自动泄压，保证了消解过程安全，待试管内部压力降到预定的安全压力值以下后，系统能继续恢复密封工作状态，待消解工作完成后，系统能自动冷却卸压并开盖。可广泛用于微波反应装置的设计和制造领域。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于化学分析仪器领域，尤其涉及一种用于化学分析的微波反应装置。
技术介绍
随着人们对食品药品安全的重视，对于食品及药品等各项指标检测频率及检测要求都越来越高。常规的检测方式是样品在经过微波消解后，经过赶酸定容等处理，直接上样到AASAtomicAbsorptionSpectrometry，原子吸收光谱)或HPLCHighPerformanceLiquidChromatography，高效液相色谱)分析装置进行检测。在上述分析过程中，各个环节操作的不稳定都会影响检测结果的准确性。而在这些环节中，以样品“前处理”步骤的要求最高，因为这个环节目涉及到的不可控因素太多，同时在这些影响因素中，“消解”过程的控制是最重要的。目前各种样品的消解方法基本已经标准化，剩下的就是如何控制好“消解”过程了，“消解”的完全与否会直接影响到检测结果。目前样品“消解”前处理中，普遍应用的都是微波消解，而且随着应用需求的提高，单批次消解数量已从最早的6-10罐(指装有试样或待分析样品的试样容器，业内俗称之为“罐”或“罐子”)一批增加到了40-48罐一批。虽然单批消解量即一次能消解的“罐”的数量得到很大提升，但是也带来了比较多的负面影响。因为目前能一次消解几个甚至几十个样品的微波消解仪使用的炉腔都是多模微波炉腔，再加上消解罐数量的不断增加，所以导致目前市面上使用的高通量消解仪普遍都存在有一个问题，那就是消解的均匀性不够理想。同时微波消解属于高温高压反应，罐子数量的增多，一方面使得操作人员劳动强度不断增加，另一方面也增加了“爆罐”等安全风险。虽然后来出现了可自动泄压的消解罐产品，但其只解决了“爆罐”问题，消解的不均匀性及操作人员繁重的劳动强度问题依然存在。对于微波来说，在一个有边界条件限制的空间(例如谐振腔)内，只能存在一系列独立的具有特定波矢k的平面单色驻波。这种能够存在于腔内的驻波(以波矢k为标志)称为腔内电磁波的模式。一种模式是电磁波运动的一种类型，不同模式以不同的k区分。任意电磁场可看作是一系列单色平面电磁波的线性叠加，或一系列电磁波的本证模式的叠加。在微波应用中，拥有一系列平面电磁波叠加的腔体即称为“多模”腔体，其腔体内的电磁波模式多且分布不规则，相互叠加，使用时无法确定其分布规律，很难对其进行控制。所以在实际使用中，使用尺寸可与波长相比拟的封闭谐振腔选择模式，利用自由电子和电磁波相互作用对单模电磁场进行放大，使腔内某一特定模式增加而其他所有模式很少，即为“单模”。当实现“单模”功能后，就能在这一特定的腔体内形成规则稳定的电磁波模式，提供较高能量用于加热，而且由于其分布规律稳定，能对其进行很好的功率控制。鉴于“多模”与“单模”的区别，所以想要保证每个样品都能在相同条件下快速的均匀消解，那在消解过程中使用单模微波技术是最理想的。但现有的普通消解罐又无法直接应用在单模微波腔内，这主要因为目前大部分普通消解罐内罐材质为PTFEPolytetrafluoroethylene，聚四氟乙烯)，外加PEEKPolyetheretherketones，聚醚醚酮)或玻纤复合套筒，体积较大，不适用在体积比较小的单模腔内部，同时单模腔内微波场强很高，PTFE及PEEK等材质在加工或者使用中一旦存在杂质或被污染，容易在高密度的微波场中发热熔化，失去承压功能，导致消解灌爆裂。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种自泄压式单模微波反应系统，其采用单模微波反应模式，能满足让样品在单模微波场强环境中快速消解的操作要求，在整个消解过程中如果消解罐内部的压力过高，该系统能进行自动泄压，保证消解过程的安全，待罐内压力降到安全值后系统能继续密封工作，待消解完成后，系统能自动冷却卸压，并开盖，整过程快速安全可靠。如果该系统与自动化机械手臂配合，解决试剂及试管的自动添加与取出，就能实现整个微波消解过程的自动化，在提高消解效率，保证消解可靠性的基础上能大大降低操作人员的劳动强度，改善操作人员的工作环境。本技术的技术方案是：提供一种自泄压式单模微波反应系统，其特征是：所述的自泄压式单模微波反应系统由磁控管、单模腔组件、单模密封盖组件、密封盖滑动组件、试管组件、磁力搅拌组件、自动泄压组件、红外测温组件及单模腔升降组件构成；其中，在所述的单模腔组件中，设置有试管组件；所述的试管组件至少包括试管；在所述试管组件的上方，设置有单模密封盖组件和密封盖滑动组件；在所述试管组件的下方，设置有磁力搅拌组件、自动泄压组件及红外测温组件；在所述单模腔组件的下方外周，设置有单模腔升降组件；在所述单模腔组件上，设置有用于产生微波的磁控管；在所述的单模腔组件、试管组件及单模密封盖组件中，设置有系统冷却通道。具体的，所述的单模腔组件包括单模腔体，在单模腔体内设置有腔体加强套，在腔体加强套中设置有腔体内衬套，在腔体内衬套的下方，设置有试管底座和试管底座加强套，在单模腔体上设置有进气管。具体的，所述的单模密封盖组件包括腔体密封盖，在腔体密封盖内设置有密封盖内衬，在腔体密封盖及密封盖内衬上设置有排气管，在腔体密封盖上设置有压力传感器。具体的，所述的密封盖滑动组件包括上横梁、横梁立柱、滑轨和伸缩推杆；其中，所述的上横梁和横梁立柱构成可移动式门型构架，所述的伸缩推杆通过滑轨驱动门型构架。具体的，所述的试管组件包括试管和试管密封盖，所述的试管密封盖设置在试管的开口端。具体的，所述的自动泄压组件包括立柱、滑动盘和泄压弹簧，所述的立柱装在滑动盘上。具体的，所述的红外测温组件包括依次连接的延长套、转接套和红外温度传感器。具体的，所述的单模腔升降组件包括下横梁、限位柱、预紧弹簧、升降推杆和基板，所述的单模腔组件固定在所述基板的下方，所述的升降推杆和下横梁在基板的下方构成可升降式门型架，所述的限位柱设置在下横梁上，所述的预紧弹簧设置在单模腔组件与基板之间。与现有技术比较，本技术的优点是：1.本技术方案设置有专为单模微波反应设计的自泄压结构，在提高微波反应的稳定性及速度的同时，通过所集成的自动泄压功能，大大降低了反应过程试管爆裂的风险，提高了微波化学反应系统的可靠性；2.其试管组件只有试管及密封盖两个部件组成，相比传统消解罐组件特有的框架、套筒、溶样杯、密封盖、顶丝等多达十来种零部件的结构，本技术方案中试管组件的结构更简单，操作更方便，可靠性更高；3.将泄压系统集成在反应系统内，与传统多模消解的单个自泄压罐相比，本技术方案中的试管结构更简单，无需在每个消解罐上添加泄压结构，降低了设备成本，提高了可靠性，更容易维护；4.系统的开盖，关盖，泄压及冷却均由系统自动控制，过程中无需人为干预，相比传统消解方式的全人工操作来说，大大降低了操作人员的工作强度，改善了工作环境；5.本技术方案中对试管及密封盖进行了独特设计，均设有法兰边结构，加上系统的自动开关盖及泄压冷却功能，系统外部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自泄压式单模微波反应系统，其特征是：所述的自泄压式单模微波反应系统由磁控管、单模腔组件、单模密封盖组件、密封盖滑动组件、试管组件、磁力搅拌组件、自动泄压组件、红外测温组件及单模腔升降组件构成；其中，在所述的单模腔组件中，设置有试管组件；所述的试管组件至少包括试管；在所述试管组件的上方，设置有单模密封盖组件和密封盖滑动组件；在所述试管组件的下方，设置有磁力搅拌组件、自动泄压组件及红外测温组件；在所述单模腔组件的下方外周，设置有单模腔升降组件；在所述单模腔组件上，设置有用于产生微波的磁控管；在所述的单模腔组件、试管组件及单模密封盖组件中，设置有系统冷却通道。

【技术特征摘要】
1.一种自泄压式单模微波反应系统，其特征是：
所述的自泄压式单模微波反应系统由磁控管、单模腔组件、单模密封盖组件、密封盖滑动组件、试管组件、磁力搅拌组件、自动泄压组件、红外测温组件及单模腔升降组件构成；
其中，在所述的单模腔组件中，设置有试管组件；所述的试管组件至少包括试管；
在所述试管组件的上方，设置有单模密封盖组件和密封盖滑动组件；
在所述试管组件的下方，设置有磁力搅拌组件、自动泄压组件及红外测温组件；
在所述单模腔组件的下方外周，设置有单模腔升降组件；
在所述单模腔组件上，设置有用于产生微波的磁控管；
在所述的单模腔组件、试管组件及单模密封盖组件中，设置有系统冷却通道。
2.按照权利要求1所述的自泄压式单模微波反应系统，其特征是所述的单模腔组件包括单模腔体，在单模腔体内设置有腔体加强套，在腔体加强套中设置有腔体内衬套，在腔体内衬套的下方，设置有试管底座和试管底座加强套，在单模腔体上设置有进气管。
3.按照权利要求1所述的自泄压式单模微波反应系统，其特征是所述的单模密封盖组件包括腔体密封盖，在腔体密封盖内设置有密封盖内衬，...

【专利技术属性】
技术研发人员：江成德，倪晨杰，
申请(专利权)人：上海屹尧仪器科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31