一种批量锥形瓶水浴加热辅助装置

技术领域

本发明涉及海洋化学及海水分析化学领域，具体为一种批量锥形瓶水浴加热辅助装置。

背景技术

海洋通过海水养殖、渔业捕捞、港口航运、滨海旅游、石油矿藏、潮汐风电、海洋药物等多种方式为我国的经济社会发展做出了巨大贡献。然而随着经济的快速发展，沿海自然岸线、滨海滩涂湿地不断减少，红树林、珊瑚礁面积大幅减少，海洋生态环境污染状况日趋严重，海水富营养化不断加剧，海洋生态灾害频发，迁徙水鸟及海洋生物多样性面临严重威胁。海洋环境监测是认知海洋和监督管理海洋的重要技术手段。海洋水体环境监测参数众多，其中，高锰酸盐指数作为水环境质量评价的重要参数之一，能够反映水体受到有机物及无机可氧化物质的污染程度。高锰酸盐指数也被称为化学需氧量的高锰酸钾法，是指在酸性或碱性条件下，用高锰酸钾作为氧化剂氧化水样中的部分有机物及无机还原性物质，根据消耗的高锰酸钾量计算相当的氧量。然而，高锰酸盐指数在测定过程中条件控制严格，使用目前市面上在售的水浴加热装置很容易导致测定结果偏差。准确的高锰酸盐指数结果能够更真实的反应水体的污染程度，因此，迫切需要提高高锰酸盐指数的测定结果准确性。

高锰酸盐指数测定方法依据为国标GB 11892-89《水质高锰酸盐指数的测定》。国标中规定取100.0mL水样置于锥形瓶中，加入氧化剂后，将锥形瓶放置于沸水浴内加热30±2 min(水浴沸腾，开始计时)，同时要求沸水浴的水面要高于锥形瓶内的液面且沸水浴的温度为98℃以上。加热时间到则取出锥形瓶进行滴定，滴定时要趁热操作，温度不能低于 80℃。由此可见，水浴温度及加热过程控制对结果的准确性影响较大，且从已报道的研究中发现，加热时间过短或者水浴温度不够，则氧化反应不充分，结果偏低；而加热时间过长，则氧化率过高，测定结果偏高。

目前实验室常用的水浴加热装置即市售恒温水浴锅，对于少量样品的加热测定，市售产品已经完全满足实验要求。然而，在实际监测过程中，尤其是大面环境调查中，每天有二三十个甚至更多样品被采集，这些批量样品的高锰酸盐指数需要当天完成实验分析操作。由于高锰酸盐指数水浴结果时间比较久(30±2min)，如果少量样品依次完成水浴加热后滴定，会大大浪费技术人员的工作时间；即使配备多个水浴锅，仍然无法满足实际工作中的需求，且严重浪费实验空间和成本，且存在其他问题。如果单个恒温水浴锅中放置多个锥形瓶，要保证沸水浴的水面高于锥形瓶内的液面，则在浮力作用下，锥形瓶难免会发生倾倒或侧翻，既有可能造成样品倾倒被污染、强氧化试剂损坏恒温水浴锅，也有可能使锥形瓶内的液面高出沸水浴的水面，导致氧化反应不完全，进而影响实验结果。

当前，已有多个已授权发明专利介绍了改进高锰酸盐指数测定中的水浴加热装置或样品固定装置，如CN209406366U公开的一种用于水浴反应的反应瓶固定架、CN107930715A公开的防晃倒锥形瓶水域系统CN204503147U公开的锥形瓶水浴架、然而，这些装置仍存在一些问题未被重视。其一，这些装置仅考虑了锥形瓶的固定，未考虑加热用水的蒸发。当批量锥形瓶被固定于水浴加热装置中，由于沸水浴的温度要求98℃以上，且持续时间为30±2 min，加热过程中会导致恒温水浴锅中加热用水大量蒸发，在实际操作中，往往加热时间还未到，沸水浴中的水面已经低于锥形瓶中样品液面，导致锥形瓶中样品氧化不完全，甚至出现恒温水浴锅中加热用水被蒸干现象。且恒温水浴锅敞口放置的情况下，水浴加热效果很难达到98℃高温。如果仅仅在装置上面加一个防止水蒸发的盖子，则水蒸气遇盖子会冷凝形成大量冷凝水，而锥形瓶瓶口是敞口暴露状态(便于高温状态下气泡逸出)，冷凝水汇集后可能滴入锥形瓶中污染样品。因此，设计批量锥形瓶水浴加热辅助装置时，既要考虑批量锥形瓶的固定，也要保证锥形瓶暴露状态下减少水浴加热装置中水的蒸发。其二，锥形瓶中样品水浴加热后，最终是要取出锥形瓶进行滴定操作，滴定时要趁热操作，此时锥形瓶温度较高，且滴定时温度不能低于80℃，如果样品批量取出，则势必造成后面测定的样品温度降低，如果依次取出，则要考虑取出锥形瓶的方便性和易操作性，而已有的改进装置往往重视锥形瓶的固定忽略了取出的便捷性，给实际操作过程造成较大困扰。

综上所述，该应用于水质高锰酸盐指数测定中的水浴加热辅助装置，需满足以下几个条件：1、不污染样品的前提下能够实现批量锥形瓶在恒温水浴锅中的固定并进行水浴加热，保证沸水浴的水面高于锥形瓶内的液面；2、装置要易于操作，既要易于锥形瓶的放置固定，也要易于取出锥形瓶进行滴定操作；3、在锥形瓶瓶口保持暴露状态下，尽可能减少水浴加热装置中加热用水的蒸发，保障水浴加热效果。目前，尚未看到商品化的类似装置，也未看到类似装置相关发明专利，因此，亟需发明一种批量锥形瓶水浴加热辅助装置，解决技术人员面临的实际问题，在保证人员安全和满足实验分析需求的前提下，节约实验室科研人员的劳动力、提高工作效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种批量锥形瓶水浴加热辅助装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种批量锥形瓶水浴加热辅助装置，包括主体格栅、侧边盖板，所述侧边盖板设置在主体格栅的上端面的侧边，所述主体格栅包括竖板、横板，所述竖板和横板将主体格栅的内部分割成多个加热格，所述竖板和横板上均开有多个水交换孔，且所述水交换孔位置与加热格的位置对应。

优选地，所述侧边盖板上开有伸出孔，所述侧边盖板的两侧设有把手，且所述伸出孔的位置与加热格的位置对应，且所述侧边盖板数量为1个或2个。

优选地，所述主体格栅上还设有中间盖板，所述中间盖板上开有伸出孔，所述中间盖板的两侧设有把手，且所述伸出孔的位置与加热格的位置对应，且所述中间盖板的数量为1 个或多个。

优选地，所述主体格栅上还设有备用盖板，所述备用盖板的两侧设有把手，且所述中间盖板的数量为1个或多个。

优选地，所述主体格栅的四周还设有支撑脚。

优选地，所述把手的材质为塑料或橡胶。

优选地，所述主体格栅、侧边盖板、中间盖板、备用盖板的材质均为不锈钢。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本装置所有主体部件均选用不锈钢材料，易于加工，不易损坏，可以实现多个锥形瓶批量进行水浴加热操作，锥形瓶易于放置固定，也易于取出，除锥形瓶口暴露外，恒温水浴锅基本处于封闭状态，水浴加热温度很容易达到98℃，并能够减少水浴加热装置中加热用水的蒸发，保障水浴加热效果。且由于锥形瓶口伸出并暴露在外，不易被水浴锅中加热用水污染样品，既满足了高锰酸盐指数测定的分析实验需求，又保证了人员安全，同时提高了工作效率，在海洋化学实验室及水质监测实验室开展的水体质量监测调查中具有较高的实际应用价值。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例的俯视图；

图3是本发明实施例侧边盖板的结构示意图；

图4是本发明实施例中间盖板的结构示意图；

图5是本发明实施例备用盖板的结构示意图；

图6是本发明实施例主体格栅的结构示意图；

图中：10-主体格栅；11-侧边盖板；12-把手；13-中间盖板；14-水交换孔；15-支撑脚；16-伸出孔；17-加热格；18-竖板；19-横板；20-备用盖板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明实施例中，一种批量锥形瓶水浴加热辅助装置，包括主体格栅 10、侧边盖板11，所述侧边盖板11设置在主体格栅10的上端面的侧边，所述主体格栅10包括竖板18、横板19，所述竖板18和横板19将主体格栅10的内部分割成多个加热格 17，所述竖板18和横板19上均开有多个水交换孔14，且所述水交换孔14位置与加热格17 的位置对应。

所述侧边盖板11上开有伸出孔16，所述侧边盖板11的两侧设有把手12，且所述伸出孔16的位置与加热格17的位置对应，且所述侧边盖板11数量为1个或2个。

所述主体格栅10上还设有中间盖板13，所述中间盖板13上开有伸出孔16，所述中间盖板13的两侧设有把手12，且所述伸出孔16的位置与加热格17的位置对应，且所述中间盖板13的数量为1个或多个；水浴加热时，锥形瓶瓶口可从伸出孔16伸出。

所述主体格栅10上还设有备用盖板20，所述备用盖板20的两侧设有把手12，且所述中间盖板20的数量为1个或多个；当样品数量小于加热格数量时，可将不使用的主体格栅10用备用盖板20盖上。

所述主体格栅10的四周还设有支撑脚15。

所述把手12的材质为塑料或橡胶；可防止操作人员烫伤。

所述主体格栅10、侧边盖板11、中间盖板13、备用盖板20的材质均为不锈钢；容易加工且不易损坏。

本发明的工作原理：先将主体格栅10放置于恒温水浴锅中，向水浴锅中注入适量加热用水，并开启恒温水浴锅开始加热。待恒温水浴锅加热至水沸腾，主体格栅10中的水通过水交换孔14相互交换，可以保证整个恒温水浴锅内部水温度均匀。

按照国标监测方法要求，取100.0mL水样置于250mL锥形瓶中，加入试剂后，将锥形瓶3个为一组放置于主体格栅10的加热格17内，从左至右，先将最左侧3个加热格17中放入锥形瓶，盖上侧面盖板11。锥形瓶口通过锥形瓶伸出孔漏在侧面盖板11外面，锥形瓶在盖板重力作用下被压在加热格17内固定，除锥形瓶口暴露外，其余部分被盖住。

再取3个锥形瓶放置于中间主体格栅10的加热格17内，盖上中间盖板13，中间盖板13尺寸大于对应的主体格栅10尺寸，多出来部分将压紧已放置的侧面盖板。锥形瓶在盖板重力作用下被压在加热格17内固定，除锥形瓶口暴露外，其余部分被盖住。

重复上述操作，直至主体格栅10的加热格17内均放置锥形瓶，并被中间盖板13和侧面盖板11压住。

如此，除锥形瓶口暴露外，恒温水浴锅基本处于封闭状态，水浴加热温度很容易达到 98℃，并能够减少水浴加热装置中加热用水的蒸发，保障水浴加热效果。且由于锥形瓶口伸出并暴露在外，不易被水浴锅中加热用水污染样品。

待水浴加热30±2min后，依次从右至左，先将最右侧的侧面盖板11取下，侧面盖板11和中间盖板13上均有塑料材质把手12，可防止操作人员烫伤。迅速取出最右侧的3个锥形瓶，趁热进行滴定操作。

滴定操作完成后，再握住把手取下中间盖板13，迅速取出对应的3个锥形瓶，趁热进行滴定操作。

重复上述操作，直至所有锥形瓶均被取出并趁热滴定完成。

当样品数量小于15个时，可将不使用的主体格栅10用备用盖板20盖上，防止恒温水浴锅中加热用水蒸发。

为叙述方便，现在对上文所说的方位规定如下：上文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。