盖体结构、酸蒸清洗器及酸蒸清洗方法

技术领域

本发明涉及实验器皿清洗设备技术领域，特别涉及一种盖体结构、酸蒸清洗器及酸蒸清洗方法。

背景技术

随着ICP-MS的普及，仪器的检出下限值越来越低，要求实验器皿的空白值越来越低。实验室的痕量、超痕量金属元素分析要求所用器皿必须洁净以避免将污染物带入样品，若器皿不干净，将导致本底值过高而影响实验结果的准确性。

CEM微波消解罐的痕量清洗通常需要借助酸蒸清洗器来完成。目前，市面上绝大部分的酸蒸清洗器都是如图1所示将待清洗的微波消解罐C倒扣在蒸汽管1a上进行清洗（例如中国专利文献CN105436166A中图12也是如此），通过在蒸汽管1a的顶端设有缺口A，能够防止蒸汽管1a的排气口被微波消解罐的底壁封堵住。然而，由于微波消解罐底壁与蒸汽管1a顶端接触的部位受到遮挡，该部位仍可能会出现污染物残留的情况，从而影响了检测结果的可信度。为更好地保证清洗效果，业内通常的做法是在酸蒸过程中每隔一段时间就转动微波消解罐以调整其与蒸汽管1a的接触位置，如此操作极为不便。尤其需要指出的是，由于人工调整微波消解罐与蒸汽管1a接触位置存在较大的随意性/不确定性，还是有可能存在某些部位在多次调整过程中仍被遮挡的情况。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够将待清洗器皿悬置于蒸汽管上方的酸蒸清洗器盖体结构，以避免器皿底壁因与蒸汽管顶端接触受到遮挡而导致的污染物残留问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种盖体结构，包括盖于酸蒸清洗器的清洗腔顶部开口处的本体，此外还包括：

夹持机构，设于所述本体内侧，用于夹持倒扣在蒸汽管上的待清洁器皿的外周面；

操纵机构，设于所述本体外侧并与夹持机构连接，被配置为用于向所述夹持机构施加作用力，促使所述夹持机构夹持住待清洁器皿的外周面并向上提升，以将所述待清洁器皿悬置于蒸汽管的上方。

于本发明一实施例中，所述夹持机构包括：

推板，包括沿轴向开设有多个通孔的板状部件以及垂直连接于板状部件的拉杆，所述通孔的孔径大于待清洁器皿的外径，所述拉杆向上穿过本体并与本体外侧的操纵机构连接；

压套，设于推板与本体之间，其中心处开设有避让孔，所述避让孔的孔径大于待清洁器皿的外径；

夹持部件，包括定位设置在推板与压套之间的第一碟簧，其中心处设有夹持孔，所述夹持孔的孔径大于待清洁器皿的外径，自所述夹持孔的周缘沿径向间隔开设有多个往外延伸的切口，于相连两个切口间形成夹片，所述第一碟簧的两端分别抵靠住推板和压套，向其施加轴向压力能够使所述夹片发生弹性变形并导致夹持孔的有效孔径小于待清洁器皿的外径；

第二碟簧，定位设置在所述压套与本体之间且其弹性系数大于第一碟簧的弹性系数，所述第二碟簧的两端分别抵靠住压套和本体；

所述夹持孔、避让孔及通孔的轴心对齐，所述本体盖住清洗腔顶部开口后，所述待清洁器皿从通孔与夹持孔中穿过；

所述操纵机构通过往上提拉拉杆带动推板靠近本体并向第一碟簧施加轴向压力，致使所述夹片发生弹性变形以夹持住待清洁器皿的外周面并带着其往上移动，进而将所述待清洁器皿悬置于蒸汽管的上方。

于本发明一实施例中，所述操纵机构包括：

把手，其中心开设有盲孔，所述盲孔内设有内螺纹；

所述拉杆的顶端设有外螺纹并与把手螺纹连接，所述把手的底端抵靠住本体的外侧壁；

沿第一方向旋拧所述把手，能够往上提拉所述拉杆并带动推板靠近本体；沿与所述第一方向相反的第二方向旋拧把手，能够往下释放所述拉杆并使得推板远离本体。

优选地，所述通孔为阶梯孔，所述第一碟簧安放在阶梯孔的大孔内，所述本体的内侧壁上开设有定位孔，所述定位孔为盲孔，所述第二碟簧安放在定位孔内，所述压套的底端位于大孔内并抵靠住第一碟簧，所述压套的顶端位于定位孔内并抵靠住第二碟簧。

其中，所述第一碟簧的小径端抵靠住板状部件、大径端抵靠住压套。

优选地，所述板状部件的底部设有用于引导待清洁器皿进入通孔中的导向口，所述导向口的顶端与通孔相连且其底端开口变大而呈喇叭形。

其中，所述本体、推板、压套、第一碟簧、第二碟簧均由聚四氟乙烯材料制作而成。

此外，所述本体上设有与清洗腔相配合的定位结构，所述定位结构用于限制本体以特定的相对位置盖于清洗腔的顶部开口处。

于本发明一实施例中还涉及一种酸蒸清洗器，其包括清洗腔，所述清洗腔内设有用于提供酸蒸汽的蒸汽管，所述清洗腔顶部开口处设有能够打开的盖体，所述盖体采用上述的盖体结构。

最后，本发明还涉及一种酸蒸清洗方法，采用上面所述的酸蒸清洗器对待清洁器皿进行酸蒸清洗，并包括以下步骤：

1）将待清洁器皿倒扣于所述酸蒸清洗器的蒸汽管上；

2）将所述盖体盖于清洗腔顶部开口处，使得所述待清洁器皿从推板的通孔与第一碟簧的夹持孔中穿过；

3）利用所述操纵机构往上提拉拉杆，带动所述板状部件靠近本体并向第一碟簧施加轴向压力，使得所述第一碟簧的夹片发生弹性变形以夹持住待清洁器皿的外周面并带着其往上移动，进而将所述待清洁器皿悬置于蒸汽管的上方；

4）启动所述酸蒸清洗器，通过所述蒸汽管往待清洁器皿内注入酸蒸汽并完成对待清洁器皿的清洗。

不同于现有技术中任何一种酸蒸清洗器，本发明通过对清洗腔盖体结构进行改进，利用设置在盖子本体外侧的操纵机构控制位于本体内侧的夹持机构夹持住倒扣在蒸汽管上的待清洁器皿并将其往上提升，由此实现了将待清洁器皿悬置于蒸汽管的上方。由于在酸洗过程中待清洁器皿底壁不与蒸汽管顶端接触，因而采用本发明所涉盖体结构后，酸蒸清洗器的蒸汽管可以无需像现有技术中一样在其顶端开设缺口，在简化蒸汽管结构的同时，还避免了蒸汽管顶端与待清洁器皿底壁接触形成遮挡而导致污染物残留的问题，能够更好地保证痕量、超痕量分析结果的可信度与准确性。

附图说明

图1为现有技术中待清洁器皿于清洗腔内的放置方式示意图；

图2为实施例中酸蒸清洗器的整体结构示意图；

图3-4为实施例中酸蒸清洗器的分解结构示意图；

图5-6为实施例中本体的立体结构示意图；

图7-8为实施例中推板的立体结构示意图；

图9-10为实施例中压套的立体结构示意图；

图11为实施例中第一碟簧的立体结构示意图；

图12为实施例中第二碟簧的立体结构示意图；

图13为待清洁器皿被夹持与提升前，酸蒸清洗器的内部结构示意图；

图14为待清洁器皿被夹持与提升后，酸蒸清洗器的内部结构示意图；

图15为图13中I部位的局部放大图；

图16为图14中I部位的局部放大图。

图中：

1——清洁腔                  2——本体

3——推板                    4——压套

5——第一碟簧                6——第二碟簧

7——把手                    1a——蒸汽管

2a——定位孔                 3a——板状部件

3b——拉杆                   4a——避让孔

5a——夹持孔                 5b——切口

5c——夹片                   3a1——通孔

3a2——导向口                A——缺口

B——盖体                    C——CEM微波消解罐。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、 “上”、“下”、 “前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、 “外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

为了便于本领域技术人员更清楚地理解本发明的构思，下面结合实施例和附图来对其作更进一步的说明。需要提前说明的是，为便于描述，以下实施例中的待清洁器皿以实验室中常用的CEM微波消解罐为例来进行说明。

图2示出了本实施例中酸蒸清洗器的整体结构，如图2所示，酸蒸清洗器主要包括清洗腔1与盖体B两大部分，与现有的酸蒸清洗器一样，本实施例在清洗腔1内也设有用于提供酸蒸汽的蒸汽管1a，而盖体B则盖于清洗腔1顶部开口处并能够打开。结合图3-4所示分解结构可以看出，本实施例相较于现有酸蒸清洗器的最大改进之处在于盖体B结构的不同。总体而言，盖体B包括盖于清洗腔1顶部开口处的本体2，而在本体2的内侧设置有用于夹持倒扣在蒸汽管1a上的CEM微波消解罐C的外周面的夹持机构，此外，在本体2的外侧还设置有与夹持机构连接的操纵机构，该操纵机构被配置为用于向夹持机构施加作用力，促使夹持机构夹持住待清洁器皿的外周面并向上提升，以将CEM微波消解罐C悬置于蒸汽管1a的上方。

不同于现有技术中任何一种酸蒸清洗器，本实施例中通过对盖体B结构进行改进，利用设置在本体2外侧的操纵机构控制位于本体2内侧的夹持机构夹持住倒扣在蒸汽管1a上的CEM微波消解罐C并将其往上提升，即可将CEM微波消解罐C悬置于蒸汽管1a的上方。这样一来，在酸洗过程中CEM微波消解罐C的底壁将不与蒸汽管1a的顶端接触，因而酸蒸清洗器的蒸汽管1a可以无需像现有技术中一样在其顶端开设缺口A（虽然图3-4及图13-16中蒸汽管1a的顶端开设有缺口A，但本领域技术人员应当明白，本实施例即便不在蒸汽管1a顶端开设缺口A，也不会出现蒸汽出口被CEM微波消解罐C底壁封堵的情况），故本实施例在简化蒸汽管1a结构的同时，还避免了蒸汽管1a顶端与CEM微波消解罐C底壁接触形成遮挡而导致污染物残留的问题，能够更好地保证痕量、超痕量分析结果的可信度与准确性。

具体而言，在本实施例中，如图3-4所示，前述夹持机构包括推板3、压套4、夹持部件及第二碟簧6。从图7-8可以看出，推板3包括沿轴向开设有多个通孔3a1的板状部件3a以及垂直连接于板状部件3a的拉杆3b，前述通孔3a1的孔径大于CEM微波消解罐C的外径，结合图13-16可知，拉杆3b向上穿过本体2并与本体2外侧的操纵机构连接。压套4被设置在推板3与本体2之间，如图9-10所示，在压套4的中心处开设有避让孔4a，设置避让孔4a的目的是为了避免与CEM微波消解罐C的顶端发生干涉，因此避让孔4a的孔径应当大于CEM微波消解罐C的外径。前述夹持部件则主要包括定位设置在推板3与压套4之间的第一碟簧5，第一碟簧5的结构如图11所示，在第一碟簧5的中心处设有夹持孔5a，夹持孔5a的孔径被设计成大于CEM微波消解罐C的外径，自夹持孔5a的周缘沿径向间隔开设有多个往外延伸的切口5b，由此在相连的两个切口5b间形成夹片5c，结合图13-16可以看出，第一碟簧5的两端分别抵靠住推板3和压套4，当向其施加合适的轴向压力后，能够使夹片5c发生弹性变形并导致夹持孔5a的有效孔径（这里的“有效孔径”是指夹持孔5a缩小后所对应的孔径）小于CEM微波消解罐C的外径。第二碟簧6则被定位设置在压套4与本体2之间，为了在推板3往上提升的过程中第一碟簧5先发生弹性形变以使得夹片5c能够在提升过程的前期就夹持住CEM微波消解罐C，第二碟簧6的弹性系数应当大于第一碟簧5的弹性系数（这样在提升过程中第一碟簧5将先于第二碟簧6发生弹性变形），结合图13-16可以看出，第二碟簧6的两端分别抵靠住压套4和本体2，并且前述夹持孔5a、避让孔4a及通孔3a1的轴心对齐，将本体2盖住清洗腔1顶部开口后，CEM微波消解罐C的顶端会从通孔3a1与夹持孔5a中穿过。

结合图13-16可以看出，当利用操纵机构往上提拉拉杆3b后，在提升力作用下，推板3将靠近本体2并向第一碟簧5施加轴向压力，致使夹片5c发生弹性变形以夹持住CEM微波消解罐C的外周面并带着其往上移动，进而将CEM微波消解罐C悬置于蒸汽管1a的上方。

此外，前述操纵机构包括把手7，在把手7的中心处开设有盲孔，盲孔内设有内螺纹，相应地，在拉杆3b的顶端设有外螺纹，拉杆3b与把手7螺纹连接，安装完成后，把手7的底端将抵靠住本体2的外侧壁。沿第一方向（例如顺时针方向）旋拧把手7，就能够往上提拉拉杆3b并带动推板3靠近本体2，而沿与第一方向相反的第二方向（例如逆时针方向）旋拧把手7，则能够往下释放拉杆3b并使得推板3远离本体2。

上述夹持机构与操纵机构采用了简洁的纯机械结构，使用操作非常方便，夹持机构与操纵机构的结构简单也使得其在长期的使用过程中能够保持稳定可靠，由于未采用复杂的传动结构，使用过程中无需维护保养，即便出现零部件损坏的情况，更换操作亦非常简单。

为了便于盖体B盖上后，夹持孔5a、避让孔4a、通孔3a1能够与蒸汽管1a的轴心对齐以便于CEM微波消解罐C的顶端能够更轻易地插入到通孔3a1与夹持孔5a中，可以在本体2上设有与清洗腔1相配合的定位结构（定位结构可以是于本体2上设置一凸块，于清洗腔1上开设一与凸块相配合的凹槽，将盖体B盖于清洗腔1顶部开口处时，凸块插入凹槽中），通过该定位结构来限制本体2以特定的相对位置盖于清洗腔1的顶部开口处，使得盖体B盖住清洗腔1后，夹持孔5a、避让孔4a、通孔3a1就处在与蒸汽管1a的轴心对齐的位置。同时，还可以如图8所示，在板状部件3a的底部设置用于引导CEM微波消解罐C进入通孔3a1中的导向口3a2，该导向口3a2的顶端与通孔3a1相连且其底端开口变大而呈喇叭形。

最后，作为优选的方案，在上述盖体B中，通孔3a1为阶梯孔，第一碟簧5被安放在该阶梯孔的大孔内，此外，在本体2的内侧壁上开设有定位孔2a（定位孔2a为盲孔），第二碟簧6则被安放在定位孔2a内，压套4的底端位于大孔内并抵靠住第一碟簧5其顶端则位于定位孔2a内并抵靠住第二碟簧6。其中，第一碟簧5的小径端抵靠住板状部件3a、大径端抵靠住压套4，这样一来，当第一碟簧5受压使得夹片5c发生变形时，其前端（夹持面位于夹片5c的前端）将向上移动并在移动过程中夹持住CEM微波消解罐C的外周面，由于夹片5c前端偏移方向与提升方向基本一致，由此能够更好地保证对于CEM微波消解罐C的提升效果（若夹片5c前端移动方向与提升方向相反，将会在一定程度上抵消对于CEM微波消解罐C的提升效果）。另外，为避免盖体B中各零部件因酸蚀而影响使用寿命，前述本体2、推板3、压套4、第一碟簧5、第二碟簧6均采用聚四氟乙烯材料制作而成。

在用上述酸蒸清洗器对CEM微波消解罐C进行痕量清洗时，先将CEM微波消解罐C倒扣于蒸汽管1a上，再将盖体B盖于清洗腔1顶部开口处，使得CEM微波消解罐C从推板3的通孔3a1与第一碟簧5的夹持孔5a中穿过，之后通过操纵机构（例如旋拧把手7）往上提拉拉杆3b，在拉杆3b的带动下，板状部件3a靠近本体并向第一碟簧5施加轴向压力，使得第一碟簧5的夹片5c发生弹性变形以夹持住CEM微波消解罐C的外周面并带着其往上移动，进而将CEM微波消解罐C悬置于蒸汽管1a的上方，完成上述操作后，即可启动酸蒸清洗器，通过蒸汽管1a往CEM微波消解罐C内注入酸蒸汽，即可完成对CEM微波消解罐C的清洗。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

为了让本领域普通技术人员更方便地理解本发明相对于现有技术的改进之处，本发明的一些附图和描述已经被简化，并且为了清楚起见，本申请文件还省略了一些其它元素，本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也可构成本发明的内容。