用于实验室液体试剂滴加的升降控制机构及液体滴加方法与流程

本发明涉及用于化学实验室液体试剂滴加的升降控制机构及液体滴加方法，属于化学实验室液体试剂滴加设备应用。

背景技术：

1、化学实验室中，液体化学试剂的自动滴加是必不可少的操作，手动滴加精度低，滴加速度及时间很难精确控制，通常采用蠕动泵或注射泵来实现液体试剂的自动滴加。注射泵类似注射器，在推杆后加了电动装置，主要问题是注射器活塞的密封环在有机溶剂介质中极易溶胀，导致推动困难，且溶胀后的密封环强度大幅度降低，与注射器筒壁的摩擦使其很快破裂失效。即使密封环使用氟橡胶或高耐油特殊橡胶，也无法避免有机溶剂溶胀的问题。所以化学实验室更多使用蠕动泵进行自动滴加，但蠕动泵有几个缺点：一、由于弹性软管受到滚轮的高频率挤压，弹性软管容易破裂，导致其使用寿命短，特别是对于滴加强腐蚀性溶液时；一旦弹性软管破裂，造成实验室事故，存在安全隐患；二、随着软管的磨损、腐蚀和溶胀，弹性和内径发生变化，滴加精度差，一般误差为2%；三、流量范围窄，不同的滴加流量需要更换不同流量范围的蠕动泵；四、做多通道滴加时需更换多通道蠕动泵，且多通道的一致性差；五、使用麻烦，滴加前需要将待滴加的液体试剂质量换算成体积，并对滴加速度进行预校准，在滴加过程中也需要经常校准；六、不适合长时间连续滴加，软管在溶剂中寿命只有一二百小时。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服蠕动泵存在的缺点，提供一种使用寿命长，实验安全性高，实验成本低，滴加精度高，滴加流量范围宽，适合多通道滴加，滴加操作方便的用于化学实验室液体试剂滴加的升降控制机构及液体滴加方法。

2、本发明用于化学实验室液体试剂滴加的升降控制机构的技术方案是：包括支撑架，所述的支撑架上设置的升降装置和控制器，所述的控制器上设置显示屏，所述的控制器联接升降装置，所述的升降装置上设置悬挂结构，悬挂结构经升降装置带动上升或者下降。

3、进一步地，所述的升降装置为电动丝杆滑台，或者电动齿轮齿条滑台，或者直线电机滑台，或者电动同步带滑台，或者电动同步链条滑台，或者电动梯形丝杆升降机，或者电动齿轮齿条升降机，或者电动卷扬机，或者电动滚珠丝杆升降机。

4、进一步地，所述的悬挂结构为挂钩或悬挂杆或悬挂绳，或者在所述的悬挂杆或悬挂绳上设置挂钩。

5、进一步地，所述的悬挂结构上吊挂储液量筒，储液量筒为直筒状储液筒，储液量筒的上部开设有进料口，储液量筒底部平面封闭，储液量筒的底部设置出液嘴。

6、本发明用于化学实验室液体试剂滴加的升降控制机构的液体滴加方法：该方法包括以下步骤：

7、步骤一：通过升降装置将挂钩下降至低点；

8、步骤二：将空的储液量筒挂在挂钩上；

9、步骤三：取反应瓶，在反应瓶的进料口上设置滴液口，用一根细软管，一头连接储液量筒底部的出液嘴，另一头连接至反应瓶的滴液口；确保从出液嘴到滴液口的管线任何一点，都不高于滴液口；

10、步骤四：从储液量筒的进料口加入液体试剂，使用升降装置提升储液量筒，当滴液口即将滴出液体时，储液量筒在该位置停止，此时储液量筒内液面与滴液口处于相平状态，量出储液量筒中液体试剂高度，该高度即为储液量筒需要提升的高度；

11、步骤五：将液体试剂高度数值和计划的滴加时间，在控制器的屏幕上输入，即可开始运行；

12、步骤六：运行过程中，升降装置带动悬挂结构运动，悬挂结构带动挂钩以及储液量筒提升，当储液量筒内液面高度高于滴液口时，重力作用使液体试剂从储液量筒流向滴液口，并从滴液口滴出，持续提升储液量筒，液体试剂持续从滴液口滴出；

13、步骤七：经过设定时间的运行，储液量筒被提升的高度就是开始运行前输入的液体高度，此时储液量筒底部与滴液口处于相平状态，储液量筒内液体试剂已全部从滴液口流入反应瓶，滴加完成。

14、与现有技术的蠕动泵相比，本发明的有益效果是：

15、1、虽然也和蠕动泵一样，用软管连接储液容器和反应瓶，但本发明的软管不存在类似蠕动泵滚轮的高频率挤压或类似注射泵活塞密封环与筒壁的摩擦，即使软管被有机溶剂腐蚀或溶胀，因基本不受力，故使用寿命仍很长；如果用高耐腐蚀的四氟软管，仅在四氟软管的二头用一小截弹性软管连接储液容器和反应瓶，更极大降低了溶剂与易被溶胀的弹性软管的接触面积，提高了软管用寿命，提高了实验的安全性，降低了实验成本。

16、2、可轻易做到精确的储液量筒提升速度控制，滴加速度误差小于0.2%，满足化学实验室一般误差小于0.5%的要求；而蠕动泵的精度受软管内径和弹性影响较大，长时间连续滴加时，软管内径和弹性随磨损和溶胀变化更大，一般误差为2%。所以实验室使用蠕动泵滴加时，通常将待滴加液体试剂容器放置在天平上，随时测量计算实际滴加速度，对蠕动泵进行调整，比较麻烦。

17、3、通过使用不同直径的储液量筒，使得滴加流量具有非常宽的范围；使用小直径的储液量筒，滴加流量可低至数小时一克；使用大直径储液量筒，滴加流量可高至每分钟上千克，其流量范围满足绝大部分情况下实验需求；而采用蠕动泵，为了达到同样流量范围，需要配置好几台不同流量范围的蠕动泵，以及不同管径的软管。

18、4、总负载超过十千克，该滴加量满足实验室绝大部分需求；在总负载以内，可吊挂多个储液量筒，进行多通道滴加，多个储液量筒被提升的速度是一致的，滴加速度完全一致；而用蠕动泵滴加则需要更换成多通道泵，软管的一致性决定滴加速度的差异；也可以将吊挂的多个储液量筒出液嘴用三通串联后连接到一个反应瓶，实现大容量滴加。

19、5、只需要在储液量筒上简单测量待滴加液体试剂的液面高度数值，在控制器中输入该高度数值和计划的滴加时间，即完成设置，简单快捷；而蠕动泵是容积泵，需将液体试剂的质量换算成体积，或者测量出密度计算体积，或者测量出体积，才可以设置蠕动泵，相对比较繁琐。

20、6、通过控制电机运转速度可轻易实现超慢速滴加，比如连续数百甚至上千小时滴加液体试剂，这是蠕动泵和注射泵无法实现的，其软管或密封环在有机溶剂中的寿命最长不过一二百小时。

技术特征：

1.用于实验室液体试剂滴加的升降控制机构，其特征在于，包括支撑架（1），所述的支撑架（1）上设置的升降装置和控制器（11），所述的控制器（11）上设置显示屏（12），所述的控制器（11）联接升降装置，所述的升降装置上设置悬挂结构，悬挂结构经升降装置带动上升或者下降。

2.如权利要求1所述的一种用于实验室液体试剂滴加的升降控制机构，其特征在于，所述的升降装置为电动丝杆滑台（21），或者电动齿轮齿条滑台（22），或者直线电机滑台（23），或者电动同步带滑台（24），或者电动同步链条滑台（25），或者电动梯形丝杆升降机（26），或者电动齿轮齿条升降机（27），或者电动卷扬机（28），或者电动滚珠丝杆升降机（29）。

3.如权利要求1所述的一种用于实验室液体试剂滴加的升降控制机构，其特征在于，所述的悬挂结构为挂钩（6）或悬挂杆（4）或悬挂绳（5），或者在所述的悬挂杆（4）或悬挂绳（5）上设置挂钩（6）。

4.如权利要求1所述的一种用于实验室液体试剂滴加的升降控制机构，其特征在于，所述的悬挂结构上吊挂储液量筒（7），储液量筒（7）为直筒状储液筒，储液量筒（7）的上部开设有进料口（71），储液量筒（7）底部平面封闭，储液量筒（7）的底部设置出液嘴（8）。

5.用于实验室液体试剂滴加的升降控制机构的液体滴加方法，该方法采用如权利要求1—4任一项所述的用于实验室液体试剂滴加的升降控制机构，其特征在于，该方法包括以下步骤：

技术总结用于实验室液体试剂滴加的升降控制机构及液体滴加方法，包括支撑架，所述的支撑架上设置的升降装置和控制器，所述的控制器上设置显示屏，所述的控制器联接升降装置，所述的升降装置上设置悬挂结构，悬挂结构经升降装置带动上升或者下降。本发明的有益效果是：极大降低了溶剂与易被溶胀的弹性软管的接触面积，提高了软管用寿命，提高了实验的安全性，降低了实验成本；可轻易做到精确的储液量筒提升速度控制，滴加速度误差小于0.2%，满足化学实验室一般误差小于0.5%的要求；滴加流量具有非常宽的范围；总负载超过十千克，该滴加量满足实验室绝大部分需求；通过控制电机运转速度可轻易实现超慢速滴加。技术研发人员：郑凌峰受保护的技术使用者：郑凌峰技术研发日：技术公布日：2024/11/14