CN104266866A - 一种便携式多级抽滤*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种便携式多级抽滤***，包括可与便携式重金属分析仪连接的密封式的便携式抽滤管，便携式抽滤管的上部设置有进样口和抽滤口，进样口位于抽滤口的下方，抽滤口通过抽滤连接管连接有直流微型真空泵，进样口通过密封连接管连接有多级过滤器，多级过滤器连接有进样管，进样管连接有样品杯。其与便携式重金属分析仪配套使用，适合野外实时检测重金属过程中污水样品和固体消解液的抽滤，能够方便野外携带与使用、抽滤速度快、且能避免抽滤过程堵塞。
Description
技术领域
本发明涉及抽滤装置技术领域，尤其涉及一种便携式多级抽滤***。
背景技术
近年来，重金属污染正严重威胁着我们的健康，接连不断出现的水质重金属污染、土壤重金属污染和大米镉污染等事件，使重金属污染监控和治理成为我国当前治污工作的重点。
现有已开发的便携式重金属分析仪可用于野外实时检测可能存在污染的重金属，其能检测的重金属种类可达15种。该便携式重金属分析仪的检测原理为阳极溶出伏安法，这种方法要求待检测的水样无大分子污染物，否则可能导致检测数据出现偏差。然而，在实际的检测过程中，对于污水样品在检测时，由于污水中通常存在较多的絮状悬浮物，这会影响检测的精度。另外，对于土壤和大米等固体样品在检测时，一般需经硝酸和双氧水消解后，固体样品中的重金属才会释放到消解液中。因此，消解液和污水的过滤或抽滤是测定重金属污染物的必要步骤。
目前，常用的抽滤装置主要有两类：一类是真空抽滤装置，该装置由一个提供负压的真空泵和抽滤瓶组成；另一种是手动抽滤装置。其中，真空抽滤装置一般采用交流真空泵，需要220v的交流电压，因而体积较大，在野外使用不方便；并且抽滤瓶多为玻璃装置，且最小容量一般都在250ml左右，不方便野外携带，加之，不同样品之间使用同一个抽滤装置也会造成样品之间的交叉污染。手动抽滤装置虽无需动力且易于携带，但当样品量大或者颗粒物含量较高时(如土壤和食品等固体消解液)，这种抽滤方法非常费时费力，给样品前处理工作带来许多的不便。
发明内容
本发明的目的在于提出一种便携式多级抽滤***，与便携式重金属分析仪配套使用，适合野外实时检测重金属过程中污水样品和固体消解液的抽滤，能够方便野外携带与使用、抽滤速度快、且能避免抽滤过程堵塞。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种便携式多级抽滤***，包括可与便携式重金属分析仪连接的密封式的便携式抽滤管，所述便携式抽滤管的上部设置有进样口和抽滤口，所述进样口位于所述抽滤口的下方，所述抽滤口通过抽滤连接管连接有直流微型真空泵，所述进样口通过密封连接管连接有多级过滤器，所述多级过滤器连接有进样管，所述进样管连接有样品杯。
其中，所述多级过滤器包括多级由上至下依次叠放的滤膜结构，所述滤膜结构包括由上至下密封扣合的顶盖和滤膜衬垫，所述顶盖和所述滤膜衬垫之间设置有滤膜，其中，位于上层的所述滤膜结构的所述滤膜的孔径小于位于下层的所述滤膜结构的所述滤膜的孔径。
其中，所述多级过滤器包括5级所述滤膜结构，其中，5级所述滤膜结构的所述滤膜的孔径依次为0.45μm、0.8μm、3μm、10μm、25μm。
其中，所述滤膜的直径为50mm，所述滤膜为醋酸纤维滤膜。
其中，所述顶盖的顶端设置有连接凸起，所述连接凸起的中央开设有通孔，位于顶层的所述所述滤膜结构的所述顶盖的所述连接凸起与所述密封连接管连接。
其中，所述滤膜衬垫开设有多个细小孔，所述滤膜衬垫为聚丙烯材质的衬垫。
其中，所述便携式抽滤管的容量为70ml，所述便携式抽滤管的底部为平底结构。
其中，所述便携式抽滤管的顶部设置有开口，所述开口设置有密封盖。
其中，所述密封连接管与所述抽滤连接管均为内径为4mm、壁厚为3mm的硬质聚丙烯制成的连接管。
其中，所述样品杯、所述进样管、所述多级过滤器、所述便携式抽滤管以及所述密封连接管、所述抽滤连接管均为硬质聚丙烯制成的结构。
本发明的有益效果为：
本发明的便携式多级抽滤***，包括可与便携式重金属分析仪连接的密封式的便携式抽滤管，便携式抽滤管的上部设置有进样口和抽滤口，进样口位于抽滤口的下方，抽滤口通过抽滤连接管连接有直流微型真空泵，进样口通过密封连接管连接有多级过滤器，多级过滤器连接有进样管，进样管连接有样品杯；其通过直流微型真空泵提供动力，并将便携式抽滤管的内部抽成真空负压后，通过进样管从样品杯中抽取原始样品，原始样品经进样管进入多级过滤器进行多级过滤后，经密封连接管进入到便携式抽滤管中，直到便携式抽滤管中的样品足够进行下一步的化验时，直流微型真空泵就可以停止工作，进而完成抽滤，将便携式抽滤管取下即可，其结构简单，体积小，能够方便野外携带与使用、抽滤速度快、且能避免抽滤过程堵塞，能够与便携式重金属分析仪配套使用，适合野外实时检测重金属过程中污水样品和固体消解液的抽滤。
附图说明
图1是本发明的便携式多级抽滤***的结构示意图。
图2是图1中的便携式多级抽滤***安装在便携式重金属分析仪箱体后的结构示意图。
图3是图1中的多级过滤器的分解结构示意图。
图4是图2中的滤膜衬垫的结构示意图。
图中：100-便携式多级抽滤***；200-便携式重金属分析仪；300-抽滤管固定夹；
1-样品杯；2-进样管；3-多级过滤器；4-便携式抽滤管；5-直流微型真空泵；6-密封连接管；7-抽滤连接管；8-第一滤膜；9-第二滤膜；10-第三滤膜；11-第四滤膜；12-第五滤膜；13-顶盖；14-滤膜衬垫。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1至4所示，一种便携式多级抽滤***100，包括可与便携式重金属分析仪200连接的密封式的便携式抽滤管4，便携式抽滤管4的上部设置有进样口和抽滤口，进样口位于抽滤口的下方，抽滤口通过抽滤连接管7连接有直流微型真空泵5，进样口通过密封连接管6连接有多级过滤器3，多级过滤器3连接有进样管2，进样管2连接有样品杯1。其通过直流微型真空泵5提供动力，将便携式抽滤管4、密封连接管7、抽滤连接管6、多级过滤器3、进样管2组成的***的内部抽成真空负压后，通过进样管2从收集待测污水或固体消解液的样品杯1中抽取原始样品，原始样品经进样管2进入多级过滤器3进行多级过滤后，再经密封连接管6进入到便携式抽滤管4中，直到便携式抽滤管4中的样品足够进行下一步的化验时，直流微型真空泵5就可以停止工作，进而完成抽滤，将便携式抽滤管4取下即可，其结构简单，体积小，能够方便野外携带与使用、抽滤速度快、且能避免抽滤过程堵塞，能够与便携式重金属分析仪200配套使用，适合野外实时检测重金属过程中污水样品和固体消解液的抽滤。
优选的，多级过滤器3包括多级由上至下依次叠放的滤膜结构，滤膜结构包括由上至下密封扣合的顶盖13和滤膜衬垫14，顶盖13和滤膜衬垫14之间设置有滤膜，其中，位于上层的滤膜结构的滤膜的孔径小于位于下层的滤膜结构的滤膜的孔径。进一步优选的，在本实施例中，多级过滤器3包括5级滤膜结构，其中，5级滤膜结构的滤膜的孔径依次为0.45μm、0.8μm、3μm、10μm、25μm。也就是说，由下至上的滤膜结构中的滤膜分别为第一滤膜8，孔径为25μm，第二滤膜9，孔径为10μm，第三滤膜10，孔径为3μm，第四滤膜11，孔径为0.8μm，第五滤膜12，孔径为0.45μm，在过滤时，样品依次经过孔径为25μm、10μm、3μm、0.8μm、0.45μm的滤膜进行逐级过滤，并利用孔径为25μm的滤膜用于过滤较大的颗料物、孔径为10μm的滤膜用于过滤较小一些的颗料物、孔径为3μm的滤膜用于过滤更小一些的颗料物、孔径为0.8μm的滤膜用于过滤大分子物质、孔径为0.45μm的滤膜用于过滤更细小的颗料物或大分子物质，这就可避免直接使用0.45μm的滤膜进行抽滤时引起的堵塞问题，也能进一步保证抽滤质量和效率。
优选的，滤膜为醋酸纤维滤膜，这些滤膜均采用Millipore公司的无任何重金属污染的醋酸纤维滤膜，在过滤的过程中，进样管2的入口须位于样品杯1中的污水样品或固体消解液的上层较清辙的液面中，这样有助于避免进样管堵塞。
进一步地，多级过滤器3的直径为54mm，滤膜的直径为50mm，其体积小，便于携带。更进一步地，顶盖13与滤膜衬垫14间放置滤膜后，利用超声波将顶盖13与滤膜衬垫14密封连接；顶盖13的顶端设置有连接凸起，连接凸起的中央开设有通孔，位于顶层的滤膜结构的顶盖13的连接凸起与密封连接管6连接。再进一步地，滤膜衬垫14开设有多个细小孔，滤膜衬垫14为聚丙烯材质的衬垫，用于支撑滤膜在抽滤过程中的负压，保证滤膜能够有效工作，避免其受损。
便携式抽滤管4的容量为70ml，其可以满足便携式重金属分析仪200中所需要的最大样品量的需求，以更好地与便携式重金属分析仪200合理配套使用；便携式抽滤管4的底部为平底结构，因而可直接放置在平面上，不局限于必须使用抽滤管固定夹300才可以稳定地放置。便携式抽滤管4的顶部设置有开口，开口设置有密封盖。样品抽滤完后，拧开密封盖，倒出滤液，用于后续的样品分析，其结构简单，使用方便。
样品杯1、进样管2、多级过滤器3、便携式抽滤管4以及密封连接管6、抽滤连接管7均为超低重金属含量的硬质聚丙烯制成的结构。进一步地，密封连接管6与抽滤连接管7的内径为4mm、壁厚为3mm，其尺寸小，成本低，便于携带或更换。
本发明的便携式多级抽滤***100，在与便携式重金属分析仪200配套使用时，按图1所示的连接关系，将进样管2、多级过滤器3、便携式抽滤管4和直流微型真空泵5连接，再按图2所示的连接关系，利用便携式重金属分析仪200的箱体中设置的便携式抽滤管4的抽滤管固定夹300，将便携式抽滤管4固定于便携式重金属分析仪200的箱子上，方便野外条件下样品的抽滤，可避免抽滤过程中便携式抽滤管4的倾倒；用样品杯1采集待测的污水或土壤食品等固体物消解液，将取样管2置于污水或固体消解液上层较清辙的液体中，开启微型真空泵5，使多级抽滤***中形成真空，取样管2中的液体样品在负压的作用下通过多级过滤器3，流入便携式抽滤管4中，完成抽滤过程，取出抽滤好的样品倒入便携式重金属分析仪200的样品杯中，用于后续的重金属检测。
此处使用的抽滤管固定夹设置在便携式重金属分析仪的箱体内侧，其包括一个立柱，该立柱连接有水平放置的连接臂，连接臂的悬置端设置有可调节的夹持部，具体就是利用夹持部来夹持抽滤管便携式抽滤管4，进而实现便携式抽滤管4的固定。该抽滤管固定夹300非常小巧，便于携带，可满足野外污染水、土壤和食品重金属现场检测的需求。
在本实施例中，直流微型真空泵5采用12V的可充电电池供电，也可采用车载电源供电，抽滤的气体流量可达到8L/min，绝对真空度可达46kPa，可满足便携式多级抽滤***100过滤污水样品或消解后的土壤或食品样品的要求。
本便携式多级抽滤***100与传统的抽滤方法相比，具有以下优势：
1、便于携带：传统的抽滤装置一包含真空泵和真空抽滤瓶，两者体积都比较大，不方便携带，但该便携式多级抽滤***100体积较小，重量轻，方便携带，抽滤速度快、节省人力、抽滤过程不容易堵塞，适合于野外使用。
2、抽滤效率高：传统的可以用于野外抽滤的装置，是在人工的作用下，通过一次性针头过滤器(0.45μm的滤膜)进行过滤，该方法一般需要10分钟以上才能抽滤一个10mL的样品，而且非常容易堵塞，采用该便携式多级抽滤***100，抽滤一个70mL的样品，一般只需要0.5分钟就可以完成。
3、成本低：与传统的真空抽滤装置相比，该***是由进样管2，多级过滤器3，便携式抽滤管4，抽滤连接管7以及密封连接管6组成，成本不超过5元；且该***的直流微型真空泵5，价格非常低，120元/台，且携带可充电的电池，也可利用车载的电源供电。而传统的真空抽滤装置主要由一台真空泵(价格约为：500元/台)和一组真空过滤装置(价格约为：1000元/组)组成，抽滤不同样品时，每次都需要对过滤装置采用20％的硝酸浸泡12个小时以上，才能去除原有样品中的重金属污染，才能避免不同样品的交叉污染。而该便携式多级抽滤***100成本比传统的抽滤装置更低。
综上所述，该便携式多级抽滤***100可以用于污水样品和消解后土壤或食品的快速抽滤，与便携式重金属分析仪200配套使用，可扩展该仪器的使用领域，降低重金属检测过程中大分子物质的干扰，增加重金属检测的灵敏度、准确度和重复性；构造简单、小巧、便于携带、抽滤速度快、操作简单、节省人力、成本低，可作为一次性用品，使用过程中不会造成样品间的污染，采用超小型直流真空泵提供动力，抽滤速度快，解决了便携式重金属分析仪200在野外现场检测过程中，污水过滤、消解后的土壤样品和食品样品的快速抽滤问题。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种便携式多级抽滤***，其特征在于，包括可与便携式重金属分析仪(200)连接的密封式的便携式抽滤管(4)，所述便携式抽滤管(4)的上部设置有进样口和抽滤口，所述进样口位于所述抽滤口的下方，所述抽滤口通过抽滤连接管(7)连接有直流微型真空泵(5)，所述进样口通过密封连接管(6)连接有多级过滤器(3)，所述多级过滤器(3)连接有进样管(2)，所述进样管(2)连接有样品杯(1)。
2.根据权利要求1所述的便携式多级抽滤***，其特征在于，所述多级过滤器(3)包括多级由上至下依次叠放的滤膜结构，所述滤膜结构包括由上至下密封扣合的顶盖(13)和滤膜衬垫(14)，所述顶盖(13)和所述滤膜衬垫(14)之间设置有滤膜，其中，位于上层的所述滤膜结构的所述滤膜的孔径小于位于下层的所述滤膜结构的所述滤膜的孔径。
3.根据权利要求2所述的便携式多级抽滤***，其特征在于，所述多级过滤器(3)包括5级所述滤膜结构，其中，5级所述滤膜结构的所述滤膜的孔径依次为0.45μm、0.8μm、3μm、10μm、25μm。
4.根据权利要求2所述的便携式多级抽滤***，其特征在于，所述滤膜的直径为50mm，所述滤膜为醋酸纤维滤膜。
5.根据权利要求2所述的便携式多级抽滤***，其特征在于，所述顶盖(13)的顶端设置有连接凸起，所述连接凸起的中央开设有通孔，位于顶层的所述所述滤膜结构的所述顶盖(13)的所述连接凸起与所述密封连接管(6)连接。
6.根据权利要求2所述的便携式多级抽滤***，其特征在于，所述滤膜衬垫(14)开设有多个细小孔，所述滤膜衬垫(14)为聚丙烯材质的衬垫。
7.根据权利要求1所述的便携式多级抽滤***，其特征在于，所述便携式抽滤管(4)的容量为70ml，所述便携式抽滤管(4)的底部为平底结构。
8.根据权利要求1所述的便携式多级抽滤***，其特征在于，所述便携式抽滤管(4)的顶部设置有开口，所述开口设置有密封盖。
9.根据权利要求1所述的便携式多级抽滤***，其特征在于，所述密封连接管(6)与所述抽滤连接管(7)均为内径为4mm、壁厚为3mm的硬质聚丙烯制成的连接管。
10.根据权利要求1所述的便携式多级抽滤***，其特征在于，所述样品杯(1)、所述进样管(2)、所述多级过滤器(3)、所述便携式抽滤管(4)以及所述密封连接管(6)、所述抽滤连接管(7)均为硬质聚丙烯制成的结构。
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