CN102553666A

CN102553666A - 多功能智能蒸馏仪

Info

Publication number: CN102553666A
Application number: CN2011104461944A
Authority: CN
Inventors: 马振国; 秦承刚; 朱大成; 黄刚; 王志红
Original assignee: SHANGDONG YIYUAN ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHANGDONG YIYUAN ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2012-07-11

Abstract

一种多功能智能蒸馏仪，它包括壳体、支架、加热装置、冷却装置，加热装置为多个相对独立的加热单元，每个加热单元包括加热套、加热棒、加热碗、蒸馏瓶；加热碗设置在加热箱体内，加热碗上部开放端为灶口，蒸馏瓶置于灶口内；加热套固定在加热碗的外围；本发明还设计有测控装置，温度传感器固定在加热碗的顶部，通过信号线与控制电路板连接，将加热温度传给控制电路板上面的控制芯片，液位传感器固定在控制台上，通过光纤感测容量瓶中的液位状态，该仪器可广泛适用于环保、疾控、供排水、高校、科研院所、厂矿企业等各类化学实验室需要蒸馏处理的场所，如挥发酚、氰化物、氨氮、凯氏氮、油中水份等项目的蒸馏处理。

Description

多功能智能蒸馏仪

技术领域

本发明涉及一种蒸馏实验用预处理装置。

背景技术

蒸馏法是实验室分离、纯化液态混合物常用且重要的预处理方法。传统的蒸馏装置虽能实现基本的蒸馏功能，但存在以下问题：

1、传统蒸馏装置，采用电炉丝直接加热蒸馏瓶并在蒸汽出口处连接蛇形冷凝管，极易造成蒸馏瓶炸裂，从而导致短路，漏电，危及操作人员的人身安全。

2、不能同时蒸馏多个试样，只能单炉单样蒸馏。

4、在蒸馏过程中由于温度不可控制，受热不均匀易爆沸，发生冲样。

5、冷凝回流装置，采用自来水冷凝但不能循环使用，浪费水资源。

6、蒸馏终点无法控制，没有防倒吸功能，常导致蒸馏失败，影响工作效率。

发明内容

本发明根据实验室蒸馏处理操作规程，在传统蒸馏装置基础上，结合实际中存在的诸多问题，研制了集加热、蒸馏、冷凝于一体的新型智能蒸馏仪器，它可以实现单炉单独自动控温、恒温加热、冷却水自动循环、蒸馏终点自动控制、终点报警、自动防止倒吸控制等功能，实用方便，节能环保。

本发明的技术方案如下：

一种多功能智能蒸馏仪，它包括壳体、支架、加热装置、冷却装置，其特征在于：加热装置为多个相对独立的加热单元，每个加热单元包括加热套、加热棒、加热碗、蒸馏瓶；加热碗设置在加热箱体内，加热碗上部开放端为灶口，灶口与上盖平齐，蒸馏瓶置于灶口内；加热套固定在加热碗的外围，加热棒位于到加热碗的底部并通过挡片固定；本发明还设计有测控装置，测控装置包括温度传感器、液位传感器、控制电路板、控制面板、液晶模块，温度传感器固定在加热碗的顶部，通过信号线与控制电路板连接，将加热温度传给控制电路板上面的控制芯片，再将加热温度显示在液晶模块上；控制面板上的控制按钮控制各加热孔的工作状态；控制面板上的调节按钮设置加热孔的设定温度，液位传感器固定在控制台上，通过光纤感测容量瓶中的液位状态，容量瓶内液体到达预定位置，控制电路发出指令停止加热。

上述的一种多功能智能蒸馏仪，其特征在于：冷却装置采用循环水冷却，它包括水箱、冷凝瓶、制冷器、冷凝器；水箱为透明材质，它位于箱体内，箱体侧面设有观察水箱液位状态的观察窗；冷凝瓶由冷凝管、输汽管组成，其中冷凝管由管体和位于其中的蛇形管构成，冷凝瓶的瓶口与蒸馏瓶密封连通，输汽管外部为空气管层，输汽管与蛇形管连通，空气管层被可打开的卡箍夹住，卡箍通过支架与上盖固定连接；空气管层通过支撑棒与冷凝管连接，支撑棒使冷凝管与输汽管保持一定的间距；出液口与容量瓶连通；冷凝瓶上设有供冷却水循环的进水口和出水口，进水口、出水口分别通过软管与水泵、水箱连通；制冷器设置在箱体内，它由半导体制冷片和风扇组成；冷凝器设置在箱体内，它由盘旋的铜管和风机组成；循环水通过铜管和铜管上附加的风机，使热量散失到四周的空气中，加速空气流通，迅速散热。

上述的一种多功能智能蒸馏仪，其特征在于：它还包括自动防倒吸装置，该装置包括容量瓶、电磁阀、液位传感器、控制电路板、电磁阀状态指示灯；管体的顶部开口由中空的密封塞密封，密封塞上部通过软管与电磁阀相连，密封塞下部通过支管与输汽管和蛇形管相通，液位传感器通过导线与控制电路板连接，将感应到的液位状态传给控制电路，控制电路发出指令停止加热，并使电磁阀与电磁阀状态指示灯同时打开。

本发明的主要功能：

1、蒸馏瓶防炸裂、防漏电功能：蒸馏的加热碗为合金铝材质，可均匀加热，使温度上升平缓，可有效防止蒸馏瓶炸裂现象的出现；另外由于加热碗与电路隔绝，即使在蒸馏过程中有蒸馏瓶炸裂的现象，蒸馏的水样也不会进入加热电路，避免发生短路、漏电等故障。

2、各加热炉可独立控制加热：蒸馏仪的上盖顶部设有多个加热灶口，在控制面板上有与之对应的加热按钮，操作员可以根据试样的情况选择蒸馏多个试样，或是单样品蒸馏；由于每个炉都有独立的加热控制系统，可以实现单炉的自动控温。

3、恒温控制：在蒸馏过程中，加热的温度通过温度传感器将信号传送至控制电路，由控制电路上的A/D转换芯片将模拟量转换成数字量并传送给单片机；单片机内部程序采用自动控制方式中的比例积分微分（简称PID）调节，响应快，跟踪性能好，能有效抑制加热曲线振荡。根据加热温度与设定温度的差值改变加热电流大小，从而使测量温度趋向于设定温度值，实现恒温控制。

4、控制芯片处理速度快、电路板有较好的抗电磁干扰（简称EMI）特性：控制电路板的微处理器单元为STC系列高速单片机，是新一代高速、低功耗、超强抗干扰的单片机；在控制电路和加热电路间采取光电耦合器隔离的措施，防止大电流对控制信号的干扰。

5、测温精度高、测温范围广：在整个蒸馏过程中加热的温度是一系列连续变化的量，为了保证数据处理结果的准确性，A/D转换芯片采用16位精度高速转换器，采样频率20Hz ～500Hz可编程,具有0.0015%的非线性，分辨率为0.0023℃；温度传感器采用K型热电偶，测温范围：-200℃～1300℃；具有测量精度高、测量范围广、构造简单、使用方便的优点。

6、冷凝效果好，回收率高：制冷器采用半导体电子制冷，通过改变电流的方向达到冷却的目的；不使用制冷剂，不污染环境；体积小、重量轻、无噪音等优点。

输汽管的空气管层通过支撑棒与蛇形冷凝管管体连接，并使蛇形冷凝管与输汽管有一定的间距，在蒸馏加热时不影响冷凝瓶中冷却循环水的温度。

7、防倒吸功能：操作员根据情况调节好液位传感器位置，当液位传感器感应到液位信号，将信号传至控制电路，由单片机发出自动停止加热信号；当停止加热后蒸馏瓶温度下降，水蒸汽的输送量减少，导致蛇形管中的汽压下降，使蛇形管与外界大气压形成气压差，引起容量瓶中的馏出液倒吸回蒸馏瓶中。为了防止倒吸现象的出现，在冷凝瓶的顶部增加电磁阀，控制系统自动停止加热的同时发出指令使电磁阀动作，蛇形管的内压差减小，避免馏出液倒吸。

该仪器可广泛适用于环保、疾控、供排水、高校、科研院所、厂矿企业等各类化学实验室需要蒸馏处理的场所，如挥发酚、氰化物、氨氮、凯氏氮、油中水份等项目的蒸馏处理。

附图说明

图1 为本发明整体结构示意图。

图2为图1的左视图。

图3 为图1的右视图。

图4 为图3中冷凝瓶的结构示意图。

图5 为原理结构示意图。

图中 1、控制台 2、底板 3、控制面板 4、控制按钮 5、调节按钮 6、液晶模块 7、工作状态显示区 8、容量瓶 9、蒸馏瓶 10、放气座 11、电磁阀状态指示灯 12、箱体 13、阀门 14、左侧盖 15、加热棒 16、加热碗 17、加热套 18、加热箱体 19、电磁阀 20、温度传感器 21、挡片 22、电源开关 23、循环水开关 24、液位传感器 25、上盖 26、冷凝瓶 27、卡箍 28、支架 29、右侧盖 30、风扇 31、电源座 32、瓶口 33、空气管层 34、进水口 35、出液口 36、蛇形管 37、冷凝管 38、管体 39、出水口 40、密封塞 41、输汽管 42、支撑棒 43、冷凝器 44、水箱 45、制冷器 46、控制电路板。

具体实施方式

如图1—图5所示，一种多功能智能蒸馏仪，它包括壳体、支架、加热装置、冷却装置、自动防倒吸装置，加热装置为多个相对独立的加热单元，每个加热单元包括加热套17、加热棒15、加热碗16、蒸馏瓶9；加热碗16设置在加热箱体18内，加热碗上部开放端为灶口，灶口与上盖25平齐，蒸馏瓶9置于灶口内；加热套17固定在加热碗16的外围，加热棒15位于到加热碗16的底部并通过挡片21固定；本发明还设计有测控装置，测控装置包括温度传感器20、液位传感器24、控制电路板46、控制面板3、液晶模块6，温度传感器20固定在加热碗16的顶部，通过信号线与控制电路板46连接，将加热温度传给控制电路板46上面的控制芯片，再将加热温度显示在液晶模块6上；控制面板上的控制按钮4控制各加热孔的工作状态；控制面板上的调节按钮5设置加热孔的设定温度，液位传感器24固定在控制台1上，通过光纤感测容量瓶中的液位状态，容量瓶内液体到达预定位置，控制电路发出指令停止加热。冷却装置采用循环水冷却，它包括水箱44、冷凝瓶26、制冷器45、冷凝器43；水箱44为透明材质，它位于箱体12内，箱体12侧面设有观察水箱液位状态的观察窗；冷凝瓶由冷凝管37、输汽管41组成，其中冷凝管由管体38和位于其中的蛇形管36构成，冷凝瓶的瓶口32与蒸馏瓶9密封连通，输汽管41外部为空气管层33，输汽管41与蛇形管连通，空气管层33被可打开的卡箍27夹住，卡箍通过支架28与上盖25固定连接；空气管层33通过支撑棒42与冷凝管37连接，支撑棒42使冷凝管与输汽管保持一定的间距；出液口35与容量瓶8连通；冷凝瓶26上设有供冷却水循环的进水口34和出水口39，进水口、出水口分别通过软管与水泵、水箱连通；制冷器45设置在箱体12内，它由半导体制冷片和风扇组成；冷凝器43设置在箱体12内，它由盘旋的铜管和风机组成；循环水通过铜管和铜管上附加的风机，使热量散失到四周的空气中，加速空气流通，迅速散热。自动防倒吸装置包括容量瓶8、电磁阀19、液位传感器24、控制电路板46、电磁阀状态指示灯11；管体38的顶部开口由中空的密封塞40密封，密封塞上部通过软管与电磁阀19相连，密封塞下部通过支管与输汽管和蛇形管相通，液位传感器24通过导线与控制电路板46连接，将感应到的液位状态传给控制电路，控制电路发出指令停止加热，并使电磁阀19与电磁阀状态指示灯11同时打开。

Claims

1.一种多功能智能蒸馏仪，它包括壳体、支架、加热装置、冷却装置，其特征在于：加热装置为多个相对独立的加热单元，每个加热单元包括加热套（17）、加热棒（15）、加热碗（16）、蒸馏瓶（9）；加热碗（16）设置在加热箱体（18）内，加热碗上部开放端为灶口，灶口与上盖（25）平齐，蒸馏瓶（9）置于灶口内；加热套（17）固定在加热碗（16）的外围，加热棒（15）位于到加热碗（16）的底部并通过挡片（21）固定；本发明还设计有测控装置，测控装置包括温度传感器（20）、液位传感器（24）、控制电路板（46）、控制面板（3）、液晶模块（6），温度传感器（20）固定在加热碗（16）的顶部，通过信号线与控制电路板（46）连接，将加热温度传给控制电路板（46）上面的控制芯片，再将加热温度显示在液晶模块（6）上；控制面板上的控制按钮（4）控制各加热孔的工作状态；控制面板上的调节按钮（5）设置加热孔的设定温度，液位传感器（24）固定在控制台（1）上，通过光纤感测容量瓶中的液位状态，容量瓶内液体到达预定位置，控制电路发出指令停止加热。

2.根据权利要求1所述的一种多功能智能蒸馏仪，其特征在于：冷却装置采用循环水冷却，它包括水箱（44）、冷凝瓶（26）、制冷器（45）、冷凝器（43）；水箱（44）为透明材质，它位于箱体（12）内，箱体（12）侧面设有观察水箱液位状态的观察窗；冷凝瓶由冷凝管（37）、输汽管（41）组成，其中冷凝管由管体（38）和位于其中的蛇形管（36）构成，冷凝瓶的瓶口（32）与蒸馏瓶（9）密封连通，输汽管（41）外部为空气管层（33），输汽管（41）与蛇形管连通，空气管层（33）被可打开的卡箍（27）夹住，卡箍通过支架（28）与上盖（25）固定连接；空气管层（33）通过支撑棒（42）与冷凝管（37）连接，支撑棒（42）使冷凝管与输汽管保持一定的间距；出液口(35)与容量瓶(8)连通；冷凝瓶(26)上设有供冷却水循环的进水口（34）和出水口（39），进水口、出水口分别通过软管与水泵、水箱连通；制冷器（45）设置在箱体（12）内，它由半导体制冷片和风扇组成；冷凝器（43）设置在箱体（12）内，它由盘旋的铜管和风机组成。

3.根据权利要求2所述的一种多功能智能蒸馏仪，其特征在于：它还包括自动防倒吸装置，该装置包括容量瓶（8）、电磁阀（19）、液位传感器（24）、控制电路板（46）、电磁阀状态指示灯（11）；管体（38）的顶部开口由中空的密封塞（40）密封，密封塞上部通过软管与电磁阀（19）相连，密封塞下部通过支管与输汽管和蛇形管相通，液位传感器（24）通过导线与控制电路板（46）连接，将感应到的液位状态传给控制电路，控制电路发出指令停止加热，并使电磁阀（19）与电磁阀状态指示灯（11）同时打开。