本實用新型屬于流體取樣用全自動裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種全自動液體取樣裝置。

背景技術(shù)：

取樣是工業(yè)生產(chǎn)過程中對物料分析化驗前的重要操作，目前，在化工、醫(yī)藥、環(huán)保、輕工等領(lǐng)域，對液體物料取樣，一直采用人工取樣或自動取樣的方式。人工取樣的結(jié)果往往誤差較大，不能反映真實的物料特性，尤其當液體在不同深度處密度分布不均時表現(xiàn)最為突出，因此人工取樣往往不具有代表性，且無法連續(xù)取出不同深度處的液體樣品。另外人工取樣還存在手續(xù)繁瑣，工作量大、及時性差等缺點。液體物料的自動取樣往往采用時間控制的自動取樣器，與人工取樣相比，在一定程度上降低了勞動強度，所取出樣品的代表性也明顯優(yōu)于人工取樣，但當液體物料在不同深度處密度分布不均時仍然存在較大的誤差，樣品難以反映物料的真實情況。因此，需要一種能夠適用于液體物料的定點或連續(xù)取樣的全自動液體取樣裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有基于時間控制的自動取樣器在不同深度處密度分布不均時存在較大誤差的問題，提供了一種全自動液體取樣裝置。

本實用新型的技術(shù)方案如下：

一種全自動液體取樣裝置，包括蠕動泵、蠕動泵氣管一、蠕動泵氣管二、留樣容器接氣管、留樣容器、機械密封裝置一、通軸、步進電機、從動齒輪、機械密封裝置二、盛裝容器、吸液管、錐形錘、主動齒輪、留樣容器出液管和通軸取樣通孔；

盛裝容器內(nèi)裝有液體物料，其側(cè)壁上安裝有機械密封裝置二；留樣容器側(cè)壁安裝有機械密封裝置一，通軸一端穿過機械密封裝置二的通孔并與其內(nèi)圈過盈配合，通軸另一端穿過機械密封裝置一的通孔并與其內(nèi)圈過盈配合；通軸中部安裝有一個從動齒輪，通軸與從動齒輪同步轉(zhuǎn)動；通軸下方設(shè)有一個步進電機，步進電機由可編程邏輯控制器發(fā)出的脈沖信號控制其啟停和正反轉(zhuǎn)；步進電機端部安裝有主動齒輪，主動齒輪與從動齒輪嚙合從而實現(xiàn)步進電機驅(qū)動通軸轉(zhuǎn)動；留樣容器的側(cè)壁上還設(shè)有留樣容器接氣管，留樣容器接氣管通過蠕動泵氣管二與蠕動泵相連接，蠕動泵的另一口通過蠕動泵氣管一與大氣相通，蠕動泵由可編程邏輯控制器控制啟停和正反轉(zhuǎn)；留樣容器還設(shè)有留樣容器出液管，留樣容器出液管上設(shè)置有閥門；

通軸中心設(shè)有通軸取樣通孔作為取樣液體的流通通道，吸液管纏繞在通軸上；吸液管一端與通軸固定連接，吸液管的另一端連接有錐形錘，錐形錘內(nèi)部設(shè)有通孔，錐形錘通孔與吸液管、通軸取樣通孔相通。

所述滾軸為圓通狀結(jié)構(gòu)，套裝在通軸外，吸液管纏繞在滾軸上。

所述通軸與滾軸連接處設(shè)有鍵槽，通過安裝在鍵槽內(nèi)的鍵與滾軸連接后可實現(xiàn)通軸與滾軸同步轉(zhuǎn)動。

所述滾軸右側(cè)安裝有鎖緊螺釘和螺釘鎖緊擋圈用以限制滾軸沿軸向移動。

所述吸液管一端套在通軸短接管上，通軸短接管與通軸固定連接；吸液管的另一端套在錐形錘短接管上，錐形錘與錐形錘短接管焊接；錐形錘內(nèi)部設(shè)有通孔，與錐形錘短接管內(nèi)部通孔相通，錐形錘通孔與吸液管、通軸短接管、通軸取樣通孔也相通。

所述吸液管的另一端套在錐形錘短接管上，并用喉箍進行固定。

本實用新型的顯著效果在于：

本實用新型的全自動液體取樣裝置主要適用于液體物料的定點或連續(xù)取樣，結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，拆裝方便，可廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、環(huán)保、輕工等領(lǐng)域。通過改變?nèi)友b置的結(jié)構(gòu)形式，達到能夠精確取出所需液體樣品的目的，實現(xiàn)對液體物料的定點或連續(xù)取樣。通過可編程邏輯控制器(PLC)對取樣裝置進行自動控制以保證取出液體樣品的真實性和代表性，能夠?qū)崿F(xiàn)取樣過程自動進行，且能有效保證每次取樣后液體在取樣管路內(nèi)無殘留，對下一次取樣不造成影響。具有性能穩(wěn)定可靠、結(jié)構(gòu)穩(wěn)固、拆裝方便、適應(yīng)性強等優(yōu)點。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中通軸與周圍連接件組裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1中金屬錐形錘與吸液管組裝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1.蠕動泵；2.蠕動泵氣管一；3.蠕動泵氣管二；4.留樣容器接氣管；5.留樣容器；6.機械密封裝置一；7.通軸；8.步進電機；9.從動齒輪；10.機械密封裝置二；11.滾軸；12.鎖緊螺釘；13.螺釘鎖緊擋圈；14.盛裝容器；15.吸液管；16.錐形錘；17.主動齒輪；18.留樣容器出液管；19.鍵；20.通軸短接管；21.通軸取樣通孔；22.錐形錘短接管；23.喉箍。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明。

本實施例提供了一種全自動液體取樣裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括蠕動泵1、蠕動泵氣管一2、蠕動泵氣管二3、留樣容器接氣管4、留樣容器5、機械密封裝置一6、通軸7、步進電機8、從動齒輪9、機械密封裝置二10、滾軸11、鎖緊螺釘12、螺釘鎖緊擋圈13、盛裝容器14、吸液管15、金屬錐形錘16、主動齒輪17、留樣容器出液管18、鍵19、通軸短接管20、通軸取樣通孔21、錐形錘短接管22和喉箍23。

如附圖1所示，盛裝容器14內(nèi)裝有液體物料，其側(cè)壁上安裝有機械密封裝置二10；本實施例的全自動液體取樣裝置還設(shè)有留樣容器5，留樣容器5側(cè)壁安裝有機械密封裝置一6，通軸7一端穿過機械密封裝置二10的通孔并與其內(nèi)圈過盈配合，另一端穿過機械密封裝置一6的通孔并與其內(nèi)圈過盈配合。通軸7中部固定安裝有一個從動齒輪9，通軸7與從動齒輪9同步轉(zhuǎn)動。通軸下方設(shè)有一個步進電機8，步進電機8由可編程邏輯控制器(PLC)發(fā)出的脈沖信號控制其啟停和正反轉(zhuǎn)。在步進電機8端部安裝有主動齒輪17，主動齒輪17與從動齒輪9嚙合從而實現(xiàn)步進電機8驅(qū)動通軸7轉(zhuǎn)動。留樣容器5的側(cè)壁上還設(shè)有留樣容器接氣管4，留樣容器接氣管4通過蠕動泵氣管二3與蠕動泵1相連接，蠕動泵1的另一口通過蠕動泵氣管一2與大氣相通，蠕動泵1由可編程邏輯控制器(PLC)控制啟停和正反轉(zhuǎn)。留樣容器5設(shè)有留樣容器出液管18，留樣容器出液管18上設(shè)置有可以開閉的閥門。

如附圖2所示，通軸7中心設(shè)有通軸取樣通孔21作為取樣液體的流通通道。通軸7右側(cè)設(shè)有鍵槽，通過安裝在鍵槽內(nèi)的鍵19與滾軸11連接后可實現(xiàn)通軸7與滾軸11同步轉(zhuǎn)動，滾軸11右側(cè)安裝有鎖緊螺釘12和螺釘鎖緊擋圈13用以限制滾軸11沿軸向移動。吸液管15為塑料軟管，纏繞在滾軸11上，其一端套在通軸短接管20上，通軸短接管20與通軸7焊接。如附圖3所示，吸液管15的另一端套在錐形錘短接管22上，并用喉箍23進行固定，金屬錐形錘16與錐形錘短接管22焊接，錐形錘16內(nèi)部設(shè)有通孔，與錐形錘短接管22內(nèi)部通孔相通，因此金屬錐形錘16通孔與吸液管15、通軸短接管20、通軸取樣通孔21也相通。

由于本專利中使用的步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰频碾姍C，步進電機的轉(zhuǎn)速和停止時機只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，與其他因素無關(guān)，因此可以通過控制滾軸11的角位移實現(xiàn)精準控制金屬錐形錘16在盛裝容器14中下沉深度的目的。

本實施例的全自動液體取樣裝置的工作原理為：本自動取樣裝置可實現(xiàn)對液體物料的定點或連續(xù)取樣，現(xiàn)分別就這兩種取樣方式予以說明。

本實施例還提供了一種采用上述全自動液體取樣裝置進行定點取樣的方法，定點取樣指的是在盛裝容器14某一指定深度處取樣。該方法依次包含如下步驟：

步驟1.使用上述全自動液體取樣裝置前，留樣容器出液管18處的閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，金屬錐形錘16應(yīng)在如附圖1所示的初始位置，即金屬錐形錘16處于液面以上；

步驟2.由可編程邏輯控制器(PLC)發(fā)出脈沖信號驅(qū)動步進電機8正轉(zhuǎn)，從而帶動主動齒輪17、從動齒輪9、通軸7和滾軸11轉(zhuǎn)動。由于吸液管15纏繞在滾軸11上，金屬錐形錘16會連同吸液管15向下移動，當金屬錐形錘16到達待取樣的指定地點后，由PLC發(fā)出指令使步進電機8停止轉(zhuǎn)動；

步驟3.由PLC控制蠕動泵1正轉(zhuǎn)，蠕動泵1正轉(zhuǎn)過程中，蠕動泵氣管一2排氣，蠕動泵氣管二3吸氣，液體會沿著金屬錐形錘16、吸液管15、通軸短接管20、通軸取樣通孔21流入留樣容器5中；

步驟4.待液體樣品量足夠后，控制蠕動泵1停止轉(zhuǎn)動，然后再由PLC發(fā)出脈沖信號驅(qū)動步進電機8反轉(zhuǎn)，待金屬錐形錘16返回至初始位置后步進電機8停止轉(zhuǎn)動；

步驟5.由PLC控制蠕動泵1反轉(zhuǎn)，蠕動泵1反轉(zhuǎn)過程中，蠕動泵氣管一2吸氣，蠕動泵氣管二3排氣，殘存在通軸取樣通孔21和吸液管15內(nèi)的液體會被反吹至盛裝容器14內(nèi)，取樣管路無殘留，反吹1min后蠕動泵1停止轉(zhuǎn)動；

步驟6.打開留樣容器出液管18處的閥門即可將液體樣品取出，取樣結(jié)束。

本實施例還提供了一種采用上述全自動液體取樣裝置進行連續(xù)取樣的方法，連續(xù)取樣指的是在盛裝容器14某一深度范圍內(nèi)連續(xù)取出樣品，樣品能夠反映某一深度范圍內(nèi)液體的整體屬性。該方法依次包含如下步驟：

步驟1.使用該自動取樣裝置前，留樣容器出液管18處閥門處于關(guān)閉狀態(tài)；金屬錐形錘16在未執(zhí)行取樣任務(wù)前應(yīng)在如附圖1所示的初始位置，即金屬錐形錘16處于液面以上；

步驟2.由可編程邏輯控制器(PLC)發(fā)出脈沖信號驅(qū)動步進電機8正轉(zhuǎn)，從而帶動主動齒輪17、從動齒輪9、通軸7和滾軸11轉(zhuǎn)動，由于吸液管15纏繞在滾軸11上，金屬錐形錘16會連同吸液管15向下移動；

步驟3.當金屬錐形錘16到達待取樣指定深度范圍的最高點時，由PLC控制蠕動泵1正轉(zhuǎn)，蠕動泵1正轉(zhuǎn)過程中，蠕動泵氣管一2排氣，蠕動泵氣管二3吸氣，液體會沿著金屬錐形錘16、吸液管15、通軸短接管20、通軸取樣通孔21流入留樣容器5中；

步驟4.當金屬錐形錘16到達待取樣指定深度范圍的最低點時，由PLC控制蠕動泵1和步進電機8停止轉(zhuǎn)動；5～10S后，由PLC控制步進電機8反轉(zhuǎn)，待金屬錐形錘16返回至初始位置后步進電機8停止轉(zhuǎn)動；然后由PLC控制蠕動泵1正轉(zhuǎn)，將取樣管路內(nèi)的剩余液體大部分吸至留樣容器5內(nèi)；

步驟5.蠕動泵1正轉(zhuǎn)30S后停止轉(zhuǎn)動，再過5～10S后由PLC控制蠕動泵1反轉(zhuǎn)，蠕動泵1反轉(zhuǎn)過程中，蠕動泵氣管一2吸氣，蠕動泵氣管二3排氣，殘存在通軸取樣通孔21和吸液管15內(nèi)的液體會被反吹至盛裝容器14內(nèi)，取樣管路無殘留，反吹1min后蠕動泵1停止轉(zhuǎn)動；

步驟6.打開留樣容器出液管18處的閥門即可將液體樣品取出，取樣結(jié)束。

本實用新型技術(shù)方案的優(yōu)點為：采用PLC控制步進電機和蠕動泵，有效地保證了取樣的準確性，能夠?qū)崿F(xiàn)對液體物料的定點或連續(xù)取樣，取樣過程自動運行，取樣后管路無液體殘留。性能穩(wěn)定可靠、結(jié)構(gòu)穩(wěn)固、適應(yīng)性強、維護方便。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。倘若這些修改和變型屬于本實用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。