CN105413206B - 蒸发冷凝器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种蒸发冷凝器，其包括外壳和装设于外壳内的加热组件及蒸发冷凝组件，所述蒸发冷凝组件可拆卸固定连接于所述加热组件的上方，所述蒸发冷凝组件包括内筒和设于所述内筒内的多个蒸发冷凝套管，所述每个蒸发冷凝套管包括一个蒸发管和一个冷凝管，所述冷凝管套设于所述蒸发管上，所述加热组件加热液体产生的蒸汽从所述蒸发管中上升至所述冷凝管内冷凝。本发明的蒸发冷凝器，装置简单，拆卸组装方便，方便更换，降低了整个装置的使用和维护成本，延长了使用寿命。

Description

蒸发冷凝器

技术领域

本发明涉及溶液的蒸发冷凝领域，尤其是一种蒸发冷凝器。

背景技术

单一组分溶液中通常会不可避免地混有微量的其他成分，如水溶液中，通常会含有无机盐类，其不影响一般的使用，然而对于化学、生物实验中需要降低杂质的干扰，或者避免溶剂水中混有的电解质盐对导电性的影响，需要利用蒸发冷凝器对水进一步纯化得到蒸馏水；另外对于多组分的溶液，比如分离液体有机物，以及提炼动植物挥油、天然产物、药物等有效成分的低温蒸发分离都会经常使用蒸发冷凝器，以得到特定的组分。

现有的蒸发冷凝器利用液体中各组分的沸点不同，导致其挥发速率不同，沸点低的物质先挥发，挥发的物质遇冷冷凝，从而分离出不同的物质。然而，现有的蒸发冷凝器往往结构比较简单，存在能耗较高，蒸发冷凝效率低等问题，存在较大的提升空间。

发明内容

本发明主要针对现有蒸发冷凝器的上述问题，提供一种能耗低、蒸发冷凝效率高的蒸发冷凝器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种蒸发冷凝器，其包括外壳和装设于外壳内的加热组件及蒸发冷凝组件，所述蒸发冷凝组件可拆卸固定连接于加热组件的上方，所述蒸发冷凝组件包括内筒和设于内筒内的多个蒸发冷凝套管，所述每个蒸发冷凝套管包括一个蒸发管和一个冷凝管，所述冷凝管套设于蒸发管上，所述加热组件加热液体产生的蒸汽从蒸发管中上升至冷凝管内冷凝。

进一步地，所述蒸发管为中空管，蒸发管的下端贯穿于内筒的下端面并与内筒的下端面固定连接，所述冷凝管上端密封，冷凝管下端与内筒的下端固定连接。

进一步地，所述蒸发冷凝组件还包括若干汇流管，所述汇流管将冷凝管相互连通。

进一步地，所述内筒下端面上还开设有一个出液口，所述出液口设于冷凝管内壁与蒸发管外壁之间，通过汇流管汇集到一处后从出液口流出。

进一步地，所述蒸发冷凝器还包括多个支撑柱，其中一个支撑柱上设置有进液管，另一个支撑柱上设置有出液管，所述内筒下端面上还开设有一个进液口，内筒上端面上连通有一个溢流管，所述进液管一端与进液口连接，所述出液管一端与出液口连接。

进一步地，至少两个所述支撑柱的上端面开设有凹槽，内筒底面设置有若干与凹槽相匹配的固定柱。

进一步地，所述凹槽均处于同一个圆周上。

进一步地，所述外壳包括筒体和设置于筒体一端的第二凸缘，所述第二凸缘沿轴向至少开设有两个固定孔。

进一步地，该蒸发冷凝器还包括盖合于外壳上方的上盖，上盖包括本体和设于本体一端的第一凸缘，所述第一凸缘沿轴向对应第二凸缘的固定孔处开设有安装孔。

进一步地，所述冷凝管内壁与蒸发管外壁之间填入部分碎玻璃或者碎瓷片或者沙粒。

本发明的有益效果是：本发明的蒸发冷凝器，包括外壳、装设于外壳内的加热组件、蒸发冷凝组件及盖合于外壳上方的上盖，上盖与外壳密封固定，装置的密封性好，自带加热装置，实现了装置的一体化，通过设置多个蒸发冷凝套管，使冷凝面积增加，提高了蒸发、冷凝效率且耗能低，本发明的蒸发冷凝器，装置简单，拆卸组装方便，方便更换，降低了整个装置的使用和维护成本，延长了使用寿命。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的蒸发冷凝器的立体结构示意图；

图2是图1所示蒸发冷凝器的上盖的结构示意图；

图3是图1所示蒸发冷凝器的外壳的结构示意图；

图4是本发明蒸发冷凝器筒体的部分结构的透视图；

图5是图1所示蒸发冷凝器的蒸发冷凝组件局部剖视图；

图6是图5所示的蒸发冷凝组件的蒸发冷凝套管的结构示意图；

图7是图1所示蒸发冷凝器的蒸发冷凝组件的仰视图；

图8是图1所示蒸发冷凝器的蒸发冷凝组件的横向剖视图；

图9是图1所示蒸发冷凝器的蒸发冷凝组件俯视透视图。

图中：10、上盖，11、本体，12、第一凸缘，121、安装孔，20、外壳，21、筒体，22、第二凸缘，221、固定孔，30、加热组件，311、隔板，312、支撑柱，3121、凹槽，313、加热管，314、进液管，315、出液管，40、蒸发冷凝组件，41、内筒，411、进液口，412、出液口,413、固定柱，42、蒸发冷凝套管，422、蒸发管，423、冷凝管，43、溢流管，44、汇流管。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

请参照图1-图5，本发明的蒸发冷凝器包括外壳20、装设于外壳20内的加热组件30、蒸发冷凝组件40及盖合于外壳20上方的上盖10，所述蒸发冷凝组件40可拆卸固定连接于加热组件30的上方。本发明以蒸发制备蒸馏水为例说明本发明的蒸发冷凝器的结构及工作原理，可以理解，本发明的蒸发冷凝器同样适用于其他无机、有机、有机无机混合液体或含有固体和颗粒杂质液体的净化、纯化或分离。

上盖10包括本体11和设于本体11一端的第一凸缘12，本实施例中，所述第一凸缘12沿轴向且围绕本体11均布开设有四个安装孔121。可以理解，安装孔121的数量至少有两个。

外壳20包括筒体21和设于筒体21靠近上盖10一端的第二凸缘22，所述第二凸缘22沿轴向对应第一凸缘12的安装孔121处均布开设有四个固定孔221。安装时，利用螺栓和螺母通过安装孔121与固定孔221将上盖10和外壳20固定连接。

加热组件30包括隔板311和加热管313，所述隔板311密封固定于筒体21的下方，隔板311上至少安装一个加热管313，隔板311与筒体21下端面之间留有一段空腔，用作放置加热管313的导线，巧妙利用了本发明的蒸发冷凝器自身的空间，使得蒸发冷凝器更加美观。本实施例中，加热管313的数量为四个。

本发明的蒸发冷凝器还包括多个支撑柱312，本实施例中，支撑柱312的数量为八个，支撑柱312设置于隔板311的边缘处，且沿隔板311的周向均分布，其中一个支撑柱312上设置有进液管314，另一个支撑柱312上设置有出液管315，其余支撑柱312的顶端均开设有凹槽3121。

蒸发冷凝组件40包括内筒41，所述内筒41内设有多个蒸发冷凝套管42，请参照图6所示，每个蒸发冷凝套管42包括一个蒸发管422和一个冷凝管423，所述冷凝管423套设于蒸发管422上，所述蒸发管422为中空管，蒸发管422的下端贯穿于内筒41的下端面并与内筒41的下端面固定连接，所述冷凝管423上端密封，冷凝管423下端与内筒41的下端固定连接，为了使水蒸气能够通过蒸发管422上升，进而进入冷凝管423内凝结成水珠，蒸发管422的高度小于冷凝管423的高度。

请参照图7所示，所述内筒41的底面对应凹槽3121位置处均设有与凹槽3121相匹配的固定柱413，使用时，将固定柱413插接在凹槽3121中，实现将内筒41固定连接在支撑柱312上。可以理解，当支撑柱312只有两个时，这两个支撑柱312上也可以开设凹槽3121，同样的，内筒41底部对应凹槽3121位置处也设有与凹槽3121相匹配的固定柱413。

请参照图8所示，本实施例中，为了提高冷凝效率，蒸发冷凝套管42共设有十九个，内筒41下端面的圆心处设置一个蒸发冷凝套管42，其余的分布在以上述圆心为中心，沿径向向外扩展的两个同心圆上，具体分布情况为：距离该中心38mm处的圆周上，逆时针方向呈30°、90°、150°、210°、270°和330°方向上均布设置六个蒸发冷凝套管，距离该中心76mm处的圆周上，逆时针方向呈0°、30°、60°、90°、120°、150°、180°、210°、240°、270°、300°和330°方向上均布设置十二个蒸发冷凝套管。

请参照图5和图7所示，该蒸发冷凝组件40还包括溢流管43和若干汇流管44，所述溢流管43穿设于内筒41上端面，所述汇流管44两端均连通冷凝管423，具体连通情况为：内筒41下端面中心处以及以该中心为圆心的两个同心圆上的冷凝管423沿30°、90°、150°、210°、270°和330°方向径向连通，最外圈的冷凝管423又沿自身所在的圆周方向连通，以便将该蒸发冷凝器产生的蒸馏产物汇集到同一处。

请参照图6和图8所示，上述内筒41下端面上还分别开设有一个进液口411和一个出液口412，所述进液口411设于内筒41内壁与冷凝管423外壁之间，所述出液口412设于冷凝管423内壁与蒸发管422外壁之间，所述进液口411与进液管314一端连接，出液口412与出液管315一端连接，所述进液管314与出液管315的另一端均穿设于筒体21。

为了促进水蒸气的凝结，可在冷凝管423内壁与蒸发管422外壁之间填入一些干净的碎玻璃或者碎瓷片或者沙粒，从而增加了水蒸气的附着面积，提高冷凝效果。

另外，上述的本体11、筒体21、内筒41、蒸发管422和冷凝管423的材质为玻璃或者金属或者陶瓷，便于观察该蒸发器内部蒸发冷凝情况，作为优选，本实施例中的本体11、筒体21、内筒41、蒸发管422和冷凝管423的材质均为玻璃。

下面结合图1-9说明本发明的蒸发冷凝器的使用过程及原理：

使用时，冷却水从进液管314进入到内筒41内壁与冷凝管423外壁之间的空腔中，当内筒41中的水位到达内筒41上端面时，此时冷却水从内筒41上端面连通的溢流管43中溢出，从而进入到具有加热管313的空间内，此时，冷却水经加热管313加热后产生的水蒸气在蒸发管422中上升，上升的水蒸气碰到冷凝管423时，则会冷凝成蒸馏水小水珠，随着越来越多的水蒸汽冷凝成水珠，此时，众多的小水珠汇成一股股水流，从冷凝管423内壁上流下，从而通过汇流管44汇集到一起，从出液管315流出至该蒸发冷凝器的外部，完成蒸馏水的制备工作。

本发明的蒸发冷凝器，水蒸气在蒸发管422中上升，冷凝水由冷凝管423向下汇集，蒸发与冷凝的过程均具有各自独立的轨道，互不干扰，有利于蒸汽的凝结，并且，通过设置十九个蒸发冷凝套管，在很大程度上增加了水蒸气进入蒸发管422的量，通过在冷凝管423内壁与蒸发管422外壁之间装填碎玻璃或者碎瓷片或者沙，增加了水蒸气的附着面积，提升了冷凝效率。此外，冷凝管423完全浸没在液体中，水蒸气在冷凝管423内壁上凝结时释放出的热量，又可以传递给液体，对内筒41中的液体起到预热作用，从而提高了热量的利用率，降低了能耗成本。毛细管作用，是指液体在细管状物体内侧，由于内聚力与附着力的差异、克服地心引力而上升的现象。

本发明的蒸发冷凝器，不限于制备蒸馏水功能，还可以用于动植物挥发油的提取。因为温度过高会改变挥发油的组成成分，因此只能在低温条件下操作，其工作原理为：使用时，将动植物挥发油母液放入筒体21中，稍微加热一下就停止加热，使母液进行蒸发和冷凝；也可以直接利用昼夜的温差来提取动植物油，即白天气温较高，动植物挥发油母液持续蒸发，夜晚气温相对较低，从而使白天蒸发的蒸汽冷凝成液体，实现提取动植物目的。

本发明的蒸发冷凝器，广泛用于蒸馏水的制取及动植物油的提取。装置主要由外壳20、装设于外壳20内的加热组件、蒸发冷凝组件及盖合于外壳20上方的上盖10组成，上盖10可取下，蒸发冷凝组件可从外壳20内取出，因此便于清洗和更换，减低了维护成本，延长了使用寿命。本发明的蒸发冷凝器结构简洁，设计精巧，外形美观大方，操作简单，能耗低且冷凝效率高，适合推广使用。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本发明的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种蒸发冷凝器，其特征在于：包括外壳(20)和装设于外壳(20)内的加热组件(30)及蒸发冷凝组件(40)，所述蒸发冷凝组件(40)可拆卸固定连接于加热组件(30)的上方，所述加热组件(30)包括加热管(313)，所述蒸发冷凝组件(40)包括内筒(41)和设于内筒(41)内的多个蒸发冷凝套管(42)，所述内筒(41)的下端面开设有一个进液口(411)，所述内筒(41)的上端面还连通有一个溢流管(43)，所述每个蒸发冷凝套管(42)包括一个蒸发管(422)和一个冷凝管(423)，所述冷凝管(423)套设于蒸发管(422)上，所述蒸发管(422)为中空管，蒸发管(422)的下端贯穿于内筒(41)的下端面并与内筒(41)的下端面固定连接，所述冷凝管(423)上端密封，冷凝管(423)下端与内筒(41)的下端固定连接，所述蒸发冷凝组件(40)还包括若干汇流管(44)，所述汇流管(44)将冷凝管(423)相互连通，所述内筒(41)下端面上还开设有一个出液口(412)，所述出液口(412)设于冷凝管(423)内壁与蒸发管(422)外壁之间，所述进液口(411)与所述内筒(41)和所述冷凝管(423)组成的空腔连通，液体从进液口(411)进入内筒(41)内，从溢流管(43)中溢出进入加热管(313)所在空间，所述加热管(313)加热液体产生的蒸汽从蒸发管(422)中上升至冷凝管(423)内冷凝，通过汇流管(44)汇集到一处后从出液口(412)流出。

2.如权利要求1所述的蒸发冷凝器，其特征在于：所述加热组件(30)还包括隔板(311)，所述蒸发冷凝器还包括多个支撑柱(312)，所述隔板(311)密封固定于外壳(20)的下方，隔板(311)上至少安装一个加热管(313)，所述支撑柱(312)固定设于隔板(311)边缘处。

3.如权利要求2所述的蒸发冷凝器，其特征在于：其中一个支撑柱(312)上设置有进液管(314)，另一个支撑柱(312)上设置有出液管(315)，所述进液管(314)一端与进液口(411)连接，所述出液管(315)一端与出液口(412)连接。

4.如权利要求3所述的蒸发冷凝器，其特征在于：至少两个所述支撑柱(312)的上端面开设有凹槽(3121)，内筒(41)底面设置有若干与凹槽(3121)相匹配的固定柱(413)。

5.如权利要求4所述的蒸发冷凝器，其特征在于：所述凹槽(3121)均处于同一个圆周上。

6.如权利要求5所述的蒸发冷凝器，其特征在于：所述隔板(311)上均布设有八个支撑柱(312)。

7.如权利要求6所述的蒸发冷凝器，其特征在于：所述外壳(20)包括筒体(21)和设于筒体(21)一端的第二凸缘(22)，所述第二凸缘(22)沿轴向至少开设有两个固定孔(221)。

8.如权利要求7所述的蒸发冷凝器，其特征在于：该蒸发冷凝器还包括盖合于外壳(20)上方的上盖(10)，上盖(10)包括本体(11)和设于本体(11)一端的第一凸缘(12)，所述第一凸缘(12)沿轴向对应第二凸缘(22)的固定孔(221)处开设有安装孔(121)。

9.如权利要求8所述的蒸发冷凝器，其特征在于：所述隔板(311)与筒体(21)下端面之间留有一段空腔，用作放置加热管(313)的导线。

10.如权利要求1所述的蒸发冷凝器，所述冷凝管(423)内壁与蒸发管(422)外壁之间填入部分碎玻璃或者碎瓷片或者沙粒。