CN103566991A - 一体化万用蒸馏仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种一体化万用蒸馏仪，包括加热装置、冷却装置、壳体及支架，加热装置设有多个独立的加热单元，陶瓷电热器安装在加热箱体的灶架上，炉罩和蒸馏瓶位于陶瓷电热器的上面，蒸馏瓶安装在炉罩内，壳体上设有多个与加热单元相对应的加热控制按键、加热状态指示灯、功能调节按键及其液晶屏，加热单元连接冷却装置，蒸馏瓶连接冷凝瓶，冷凝瓶连接水箱，冷却装置连接控制系统，冷却装置的冷凝瓶的下方设有容量瓶。该装置的集加热、蒸馏、冷凝、接收设计于一体，加热装置采用陶瓷电热器它可以实现单炉单独调节功率、冷却水自动循环、蒸馏终点自动控制、自动防止倒吸控制等功能，实用方便，节能环保，解决了传统装置的很多缺点。
Description
技术领域
本发明涉及一种蒸馏实验用预处理装置，尤其涉及一种一体化万用蒸馏仪。
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、目前实验室中所用蒸馏装置，采用电炉丝或内嵌电热丝的石棉网直接加热蒸馏瓶，由于受热不均易造成蒸馏瓶炸裂，从而导致短路，漏电，危及操作人员的人身安全。
2、当蒸馏瓶炸裂时，大部分液体会洒落到仪器的壳体上或漏到内部，如果不能及时引出，会腐蚀仪器的其它元器件。
3、传统的蒸馏装置不能同时蒸馏多个试样，只能单炉单样品蒸馏。
4、传统的蒸馏装置在蒸馏过程中由于蒸馏瓶吸收的热量不可控制，受热不均匀易爆沸，发生冲样。
5、传统的蒸馏装置冷凝回流装置，采用自来水冷凝但不能循环使用，浪费水资源。
6、传统的蒸馏装置蒸馏终点无法控制，没有防倒吸功能，常导致蒸馏失败，影响工作效率。而目前采用红外感应控制蒸馏终点的技术方法，易受蒸馏出的液滴影响误判蒸馏终点，导致蒸馏终点控制不准确，影响实验效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种一体化万用蒸馏仪，该装置的集加热 、蒸馏、冷凝、接收设计于一体，加热装置采用陶瓷电热器它可以实现单炉单独调节功率、冷却水自动循环、蒸馏终点自动控制、自动防止倒吸控制等功能，实用方便，节能环保，解决了传统装置的很多缺点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种一体化万用蒸馏仪，包括加热装置、冷却装置、壳体及支架，其特征是：加热装置设有多个独立的加热单元，每个加热单元包括陶瓷电热器、灶架、炉罩、蒸馏瓶、加热控制按键、加热状态指示灯、控制电路，陶瓷电热器安装在加热箱体的灶架上，炉罩 和蒸馏瓶位于陶瓷电热器的上面，蒸馏瓶安装在炉罩内，壳体上设有多个与加热单元相对应的加热控制按键、加热状态指示灯、功能调节按键及其液晶屏，当按下加热控制按键时，所对应的加热状态指示灯亮，对应的陶瓷电热器开始加热，功能调节按键可以调节陶瓷电热器的加热功率，并通过液晶屏显示；加热单元连接冷却装置，蒸馏瓶连接冷凝瓶，冷凝瓶连接水箱，冷却装置连接控制系统，冷却装置的冷凝瓶的下方设有容量瓶。
根据所述的一体化万用蒸馏仪，其特征在于：所述蒸馏瓶的顶部安装密封塞。
根据所述的一体化万用蒸馏仪，其特征在于：所述一体化万用蒸馏仪上设有与多个加热单元相对应的独立体积控制装置，体积控制装置包括容量瓶、称重传感器、秤盘支架、秤盘、数据采集模块、控制电路、液晶屏；称重传感器安装在壳体内侧的底座上，称重传感器的上方安装秤盘支架，秤盘支架的上方安装秤盘，容量瓶放置在秤盘内，称重传感器通过数据采集模块将信号传给控制电路，将馏出液的重量信号传给控制电路上的控制芯片，同时将容量瓶内馏出液的时时重量显示在液晶屏上，壳体上的功能调节按键可设定馏出液的重量或体积，当容量瓶内液体到达设定值，控制电路发出指令停止加热，加热状态指示灯灭。
根据所述的一体化万用蒸馏仪，其特征在于：所述陶瓷电热器的壳体上设有引流孔，引流孔连接引流槽，引流槽通过软管连接废液口。
根据所述的一体化万用蒸馏仪，其特征在于：所述冷却装置采用内置的循环冷却系统，包括水箱、冷凝瓶、风冷设备，风冷设备由冷凝器和轴流风机组成，循环水经过冷凝器的铜管时，风机把循环水的热量快速散发到仪器外空气中，冷凝瓶由冷凝管进汽口、冷凝管出液口、蛇形冷凝管、冷凝管进水口、冷凝管出水口组成，冷凝瓶通过万用夹和固定螺丝安装在横梁上，横梁安装在加热箱体的前侧。
根据所述的一体化万用蒸馏仪，其特征在于：所述冷凝瓶为多个，多个冷凝瓶分成两组，组与组之间并联，各个组中的冷凝瓶串联。
根据所述的一体化万用蒸馏仪，其特征在于：所述水箱的材料为有机玻璃材质，水箱外侧的壳体上设有液位观察窗。
根据所述的一体化万用蒸馏仪，其特征在于：所述一体化万用蒸馏仪上设有防倒吸装置，包括电磁阀与控制电路，电磁阀安装在电磁阀固定座上，电磁阀固定座通过支架用螺丝固定在加热箱体上面，电磁阀连接控制电路，密封塞上部通过软管连接电磁阀，当容量瓶内馏出液的重量或体积到达设定值，控制电路发出信号使陶瓷电热器停止加热同时电磁阀动作，避免馏出液倒吸，所述密封塞通过软管与防倒吸装置密封连通。
根据所述的一体化万用蒸馏仪，其特征在于：所述一体化万用蒸馏仪侧面设有右侧盖、左侧盖、电源座Ⅰ、电源座Ⅱ、水箱加水开关、循环水开关、电源开关Ⅰ、电源开关Ⅱ。
本发明的优点效果在于：1、陶瓷电热器具有防水功能：安全性能好，在发热的状态下，陶瓷电热器基本不受水珠影响，表面的水会瞬间蒸发，不会影响寿命。即使在蒸馏过程中有蒸馏瓶炸裂的现象，也不会发生短路、漏电等事故。2、陶瓷电热器升温迅速、加热均匀：陶瓷电热器是红外线加热方式，具有穿透力，能内外同时加热，辐射均匀度大于96%。不需传热介质传递，热效率良好。最快可于2秒内升温至900℃，大幅缩短预热时间。3、经济效益：所采用的陶瓷加热器，可使75％的电能转换为受热物所吸收热能，同比节能30%，有效的节约了电能。4、脉冲宽度调制：通过调节脉冲的宽度控制陶瓷电热器单位时间所产生的热功，使蒸馏瓶内液体沸腾平稳。5、各加热器可独立控制加热：蒸馏仪的加热装置设有多个加热灶口，在控制面板上有与之对应的加热控制按键，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；由于每个加热器都有独立的加热控制系统，可以根据情况自行调节所需要的加热功率。6、冷凝效果好，回收率高：仪器内置水箱，循环系统有两路独立的冷却水循环回路，并通过冷凝器风冷相结合，制冷效果好；回收率可达12ml/min。7、蒸馏终点控制精确：采用称重方式判断终点，蒸馏体积控制在±2ml之内。8、防倒吸功能：操作员根据不同实验设定容量瓶内的重量，当容量瓶内馏出液重量到达设定值，称重传感器通过数据采集模块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，在蒸馏瓶的顶部增加防倒吸装置电磁阀，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。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的A-A剖视图。
图3为图1的右视图。
图4为图1的左视图。
图5为图1的原理图。
图6为图1中冷凝瓶的结构示意图。
附图中：1、电磁阀固定座； 2、冷凝瓶； 3、蒸馏瓶；4、功能调节按键；5、液晶屏； 6、壳体；7、脚垫；8、加热控制按键；9、加热状态指示灯；10、容量瓶；11、液位观察窗；12、电磁阀；13、密封塞；14、加热箱体；15、右侧盖；16、电源座Ⅰ；17、电源座Ⅱ；18、水箱加水开关；19、循环水开关；20、电源开关Ⅰ；21、电源开关Ⅱ；22、固定螺丝；23、固定横梁；24、万用夹； 26、水箱进水口；27、水箱出水口；28、废液口；29、左侧盖；30、支架；31、冷凝器；32、水箱；33、控制电路；34、蛇形冷凝管；35、冷凝管进水口；36、冷凝管出液口；37、冷凝管出水口；38、冷凝管进汽口；39、炉罩；40、陶瓷电热器；41、灶架；42、引流孔；43、引流槽；44、称重传感器；45、秤盘支架；46、秤盘；47、数据采集模块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：
本发明如图1-6所示，该一体化万用蒸馏仪，它包括加热装置、冷却装置、体积控制装置、防倒吸装置、壳体及支架，其特征在于：加热装置采用六个独立的加热单元，每个加热单元包括陶瓷电热器40、灶架41、炉罩39、蒸馏瓶3、加热控制按键8、加热状态指示灯9、控制电路33；陶瓷电热器40固定在加热箱体14所对应的灶架41上，炉罩39位于陶瓷电热器40的上面，蒸馏瓶3置于炉罩39内；壳体6上设有六个加热控制按键8、加热状态指示灯9、功能调节按键4和液晶屏5，当按下加热控制按键4时，所对应的加热状态指示灯9亮，对应的陶瓷电热器40开始加热；还可以通过功能调节按键4设置陶瓷电器40的加热功率，并通过液晶屏5显示。本发明还设计有六个独立的体积控制装置，体积控制装置包括容量瓶10、称重传感器44、秤盘支架45、秤盘46、数据采集模块47、控制电路33、液晶屏5；称重传感器44固定在壳体6内侧的底座上，秤盘46通过秤盘支架45与称重传感器44连接，容量瓶10位于秤盘46上面；称重传感器44通过数据采集模块47将采集的信号转换后通过信号线传给控制电路33，将馏出液的重量信号传给控制电路33的控制芯片，同时将容量瓶10内馏出液的时时重量显示在液晶屏5上；壳体6上功能调节按键4可设定馏出液的重量或体积，当容量瓶10内液体到达设定值，控制电路33发出指令停止加热，加热状态指示灯9灭。
上述的一体化万用蒸馏仪，其特征在于：陶瓷电热器40固定的壳体6上设计有引流孔42，通过引流孔42将废液导到引流槽43中，然后通过软管经废液口28将腐蚀性废液引到仪器外部，避免实验过程中因蒸馏瓶的炸裂腐蚀仪器。
上述的一体化万用蒸馏仪，其特征在于：冷却装置采用内置的循环水冷却系统，它包括水箱32、冷凝瓶2、风冷设备。水箱32为有机玻璃材质，透光性好，它位于箱体内左侧，仪器壳体6设有液位观察窗11；风冷设备固定在箱体内右侧，它由冷凝器31和轴流风机组成，轴流风机的电机安装在叶轮中间达到了最大的冷却效果；循环水经过冷凝器31的铜管时，风机把循环水的热量快速散发到仪器外空气中，有效地降低了循环水的温度；冷凝瓶2的结构是传统经典结构，它的结构是冷凝管进汽口38、冷凝管出液口36、蛇形冷凝管34、冷凝管进水口35、冷凝管出水口37；冷却循环水从水箱32出来分两路从冷凝瓶2的进水口到出水口，更好的保证了冷却效果。冷凝瓶2采用万用夹24固定，万用夹24用固定螺丝22固定在横梁23的固定孔内，横梁23固定在加热箱体14的前侧。此种固定冷凝瓶2的结构使其可以在二维方向上任意调节，调节方便、固定简单；冷凝瓶2与蒸馏瓶3的水平距离约12cm，使两者在空间上有效隔离，有效的减少实验过程中陶瓷电热器对冷却循环水的热辐射。
上述的一体化万用蒸馏仪，其特征在于：它还包含防倒吸装置，该装置主要有电磁阀12与控制电路33组成。电磁阀12固定在电磁阀固定座1上面，通过支架30用螺丝固定在加热箱体14上面，电磁阀12通过电线与控制电路33连接。蒸馏瓶3的顶部有中空的密封塞13，密封塞13上部通过软管与电磁阀12相连，当容量瓶10内馏出液的重量或体积到达设定值，控制电路33发出信号使陶瓷电热器40停止加热同时电磁阀12动作，避免馏出液倒吸。
本发明的使用情况如图1、2、3、4所示，该一体化万用蒸馏仪，它包括加热装置、冷却装置、体积控制装置、自动防倒吸装置、壳体6及支架30。加热单元的陶瓷电热器40固定在加热箱体14的灶架上41上，对应六个陶瓷电热器40可以放六个蒸馏瓶3，各陶瓷电热器40与控制电路33连接，通过壳体6上面与控制电路33连接的六个加热控制按键8控制是否加热，实现单点单控功能，通过加热状态指示灯9指示加热状态。通过壳体6上的功能调节按键4可自行设定陶瓷电热器的功率、体积、时间，设定界面可以壳体6上的液晶屏5显示，调节操作方便、简单。
冷凝瓶2顶部设有冷凝管进汽口38与蒸馏瓶3的长臂口密封连通，经过冷凝瓶2内部的蛇形冷凝管34在冷凝瓶底部设有冷凝管出液口36，冷凝管出液口36与容量瓶10密封连通。冷凝管进汽口38与冷凝管出液口36两者在同一直线上，保证馏出液到容量瓶10的回流路径最短，使馏出液极易流到容量瓶10不存在蛇形冷凝管34的内部。
冷凝瓶2上设有冷凝管进水口35、冷凝管出水口37，用于冷却水循环。六个冷凝瓶分成两组并联，每三个串联在一起，第三个冷凝瓶的冷凝管进水口35、第一个冷凝瓶的冷凝管出水口37与水箱32连通；第四个冷凝瓶的冷凝管进水口35、第六个冷凝瓶的冷凝管出水口37与水箱32连通。仪器壳体6上设有观察水箱32液位的观察窗11，以便观察水箱的液位及时补充蒸馏水。
蒸馏瓶3的顶部瓶口与中空的密封塞13连通，密封塞13通过软管与电磁阀12密封连通，只有在蒸馏结束后电磁阀才动作。
在容量瓶10的底部壳体6内设有体积控制装置，体制控制装置由容量瓶10、称重传感器44、秤盘支架4、秤盘46、数据采集模块47、控制电路33、液晶屏5组成；，通过调节功能调节按键4设定的馏出液体积并且显示在液晶屏5上。在蒸馏过程中体积的时时变化情况也可通过液晶屏5显示。当馏出液体积到达设定值时，控制电路33检测到此时的数据信息即控制陶瓷电热器40停止加热，；同时相应的电磁阀12动作，防止容量瓶10馏出液倒吸。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和保护范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种一体化万用蒸馏仪，包括加热装置、冷却装置、壳体（6）及支架（30），其特征是：加热装置设有多个独立的加热单元，每个加热单元包括陶瓷电热器（40）、灶架（41）、炉罩(39)、蒸馏瓶(3)、加热控制按键(8)、加热状态指示灯(9)、控制电路(33)，陶瓷电热器（40）安装在加热箱体（14）的灶架（41）上，炉罩(39) 和蒸馏瓶（3）位于陶瓷电热器（40）的上面，蒸馏瓶(3)安装在炉罩(39)内，壳体（6）上设有多个与加热单元相对应的加热控制按键（8）、加热状态指示灯（9）、功能调节按键（4）及其液晶屏（5），当按下加热控制按键（8）时，所对应的加热状态指示灯(9)亮，对应的陶瓷电热器（40）开始加热，功能调节按键（4）可以调节陶瓷电热器（40）的加热功率，并通过液晶屏（5）显示；加热单元连接冷却装置，蒸馏瓶(3)连接冷凝瓶（2），冷凝瓶（2）连接水箱（32），冷却装置连接控制系统（33），冷却装置的冷凝瓶（2）的下方设有容量瓶（10）。
2.根据权利要求1所述的一体化万用蒸馏仪，其特征在于：所述蒸馏瓶(3)的顶部安装密封塞（13）。
3.根据权利要求1所述的一体化万用蒸馏仪，其特征在于：所述一体化万用蒸馏仪上设有与多个加热单元相对应的独立体积控制装置，体积控制装置包括容量瓶（10）、称重传感器（44）、秤盘支架（45）、秤盘（46）、数据采集模块（47）、控制电路（33）、液晶屏（5）；称重传感器（44）安装在壳体（6）内侧的底座上，称重传感器（44）的上方安装秤盘支架（45），秤盘支架（45）的上方安装秤盘（46），容量瓶（10）放置在秤盘（46）内，称重传感器（44）通过数据采集模块（47）将信号传给控制电路（33），将馏出液的重量信号传给控制电路（33）上的控制芯片，同时将容量瓶（10）内馏出液的时时重量显示在液晶屏（5）上，壳体（6）上的功能调节按键（4）可设定馏出液的重量或体积，当容量瓶（10）内液体到达设定值，控制电路（33）发出指令停止加热，加热状态指示灯（9）灭。
4.根据权利要求1所述的一体化万用蒸馏仪，其特征在于：所述陶瓷电热器（40）的壳体（6）上设有引流孔（42），引流孔（42）连接引流槽（43），引流槽（43）通过软管连接废液口（28）。
5.根据权利要求1所述的一体化万用蒸馏仪，其特征在于：所述冷却装置采用内置的循环冷却系统，包括水箱（32）、冷凝瓶(2)、风冷设备，风冷设备由冷凝器（31）和轴流风机组成，循环水经过冷凝器（31）的铜管时，风机把循环水的热量快速散发到仪器外空气中，冷凝瓶（2）由冷凝管进汽口（38）、冷凝管出液口（36）、蛇形冷凝管（34）、冷凝管进水口（35）、冷凝管出水口（37）组成，冷凝瓶(2)通过万用夹（24）和固定螺丝（22）安装在横梁（23）上，横梁（23）安装在加热箱体（14）的前侧。
6.根据权利要求5所述的一体化万用蒸馏仪，其特征在于：所述冷凝瓶(2)为多个，多个冷凝瓶(2)分成两组，组与组之间并联，各个组中的冷凝瓶(2)串联。
7.根据权利要求5所述的一体化万用蒸馏仪，其特征在于：所述水箱（32）的材料为有机玻璃材质，水箱（32）外侧的壳体（6）上设有液位观察窗（11）。
8.根据权利要求1或2所述的一体化万用蒸馏仪，其特征在于：所述一体化万用蒸馏仪上设有防倒吸装置，包括电磁阀（12）与控制电路（33），电磁阀（12）安装在电磁阀固定座（1）上，电磁阀固定座（1）通过支架（30）用螺丝固定在加热箱体（14）上面，电磁阀（12）连接控制电路（33），密封塞（13）上部通过软管连接电磁阀（12），当容量瓶（3）内馏出液的重量或体积到达设定值，控制电路（33）发出信号使陶瓷电热器（40）停止加热同时电磁阀（12）动作，避免馏出液倒吸，所述密封塞（13）通过软管与防倒吸装置密封连通。
9.根据权利要求1所述的一体化万用蒸馏仪，其特征在于：所述一体化万用蒸馏仪侧面设有右侧盖（15）、左侧盖（29）、电源座Ⅰ（16）、电源座Ⅱ（17）、水箱加水开关（18）、循环水开关（19）、电源开关Ⅰ（20）、电源开关Ⅱ（21）。
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Denomination of invention: Integrated universal distiller Effective date of registration: 20191021 Granted publication date: 20150422 Pledgee: Industrial Commercial Bank of China Ltd. Zaozhuang branch Pledgor: SHANDONG YIYUAN ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2019370000070 |
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Denomination of invention: All-in-one universal distillation apparatus Effective date of registration: 20220802 Granted publication date: 20150422 Pledgee: Postal Savings Bank of China Co., Ltd. Zaozhuang Branch Pledgor: SHANDONG YIYUAN ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2022980011791 |