CN107899262A - 一种热循环式溶液快速蒸馏冷凝装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热循环式溶液快速蒸馏冷凝装置，包括底座，底座顶部通过支架固定设置有蒸馏桶；蒸馏桶内底部通过支架固定设置有加热管；蒸馏桶内固定设置有螺旋管，螺旋管底端穿过蒸馏桶侧壁延伸至蒸馏桶外；蒸馏桶顶部通过支架固定设置有支板，支板底部固定设置有压力缸，压力缸右下角连接有通气管，通气管底端穿过蒸馏桶顶壁与螺旋管顶端连接，通气管上还连接有进气管，进气管位于蒸馏桶内；压力缸内滑动设置有活塞，活塞左端面固定连接有活塞杆。本发明通过压力缸对蒸馏桶内的空气进行抽取，使得蒸馏桶内气压降低，溶液沸点降低，提高蒸馏效率；蒸馏过程中压力缸使得蒸汽从螺旋管内通过，热量循环利用。

Description

一种热循环式溶液快速蒸馏冷凝装置

技术领域

本发明涉及化工机械技术领域，具体是一种热循环式溶液快速蒸馏冷凝装置。

背景技术

蒸馏是一种热力学的分离工艺，它利用混合液体或液-固体系中各组分沸点不同，使低沸点组分蒸发，再冷凝以分离整个组分的单元操作过程，是蒸发和冷凝两种单元操作的联合。与其它的分离手段，如萃取、过滤结晶等相比，它的优点在于不需使用系统组分以外的其它溶剂，从而保证不会引入新的杂质。

普通蒸馏装置往往仅通过加热使溶液沸腾的方式进行蒸馏，存在蒸馏速度慢，热利用率低等问题，而且蒸馏后的冷凝速度同样较慢，导致溶液蒸馏整体速度较慢，不利于化工生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热循环式溶液快速蒸馏冷凝装置，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：

一种热循环式溶液快速蒸馏冷凝装置，包括底座，所述底座顶部通过支架固定设置有蒸馏桶；所述蒸馏桶底部连接有第一出液管，第一出液管上设置有阀门，所述蒸馏桶顶部设置有加料口，加料口螺纹连接有密封盖；所述蒸馏桶内底部通过支架固定设置有加热管；所述蒸馏桶内固定设置有螺旋管，螺旋管底端穿过蒸馏桶侧壁延伸至蒸馏桶外；所述蒸馏桶顶部通过支架固定设置有支板，支板底部固定设置有压力缸，所述压力缸右下角连接有通气管，通气管底端穿过蒸馏桶顶壁与螺旋管顶端连接，所述通气管上还连接有进气管，进气管位于蒸馏桶内，所述通气管和进气管上均设置有单向阀，通气管上的单向阀位于进气管下方；所述压力缸内滑动设置有活塞，活塞左端面固定连接有活塞杆，活塞杆穿过压力缸左壁且与压力缸左壁滑动连接；所述支板顶部固定第二减速电机，第二减速电机底端电机轴穿过支板固定连接有圆盘，圆盘底部左侧通过销轴转动连接有连杆，连杆右端与活塞杆左端铰接；所述蒸馏桶顶部中心处还固定设置有第一减速电机，第一减速电机底端电机轴穿过蒸馏桶底壁连接有转轴，所述转轴侧壁固定安装有螺旋叶片，螺旋叶片位于螺旋管内侧；所述底座顶部还通过支架固定设置有冷凝箱，冷凝箱右下角连接有第二出液管，第二出液管上设置有阀门，所述螺旋管底端穿过冷凝箱左壁连接至冷凝箱内；所述冷凝箱顶部通过支架固顶设置有冷却液箱，所述冷凝箱内固定设置有冷凝管；冷凝管进液端和出液端分别穿过冷凝箱顶壁和冷却液箱底壁连接至冷却液箱内，所述冷凝管出液端还连接有水泵，水泵位于冷却液箱与冷凝箱之间。

作为本发明进一步的方案：所述蒸馏桶外侧覆盖有保温层。

作为本发明再进一步的方案：所述螺旋管采用铜管。

作为本发明再进一步的方案：所述压力缸左壁设置有通孔。

作为本发明再进一步的方案：所述冷凝箱底部向右下方倾斜设置。

作为本发明再进一步的方案：所述冷凝管呈螺旋状。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过在蒸馏桶外侧覆盖保温层，从而对蒸馏桶保温，减少蒸馏过程中热量的散失；通过设置螺旋叶片对溶液进行翻滚，从而使得溶液热量分散均匀，便于溶液沸腾；通过压力缸对蒸馏桶内的空气进行抽取，使得蒸馏桶内气压降低，溶液沸点降低，加快溶液沸腾速度，提高蒸馏效率；蒸馏过程中压力缸使得蒸汽从螺旋管内通过，蒸汽热量向外散发，热量循环利用，对溶液进行进一步加热，提高溶液蒸馏速度，提高热利用率，同时也能对蒸汽进行初步冷却；通过冷却液在冷凝管内循环流动从而进行蒸汽冷凝，冷凝管呈螺旋状，与蒸汽接触面积大，冷凝速度更快；冷凝过程中，由于压力缸不断通入蒸汽，使得冷凝箱内气压增大，进一步提高冷凝速度。

附图说明

图1为热循环式溶液快速蒸馏冷凝装置的结构示意图。

图2为热循环式溶液快速蒸馏冷凝装置中A处的结构示意图。

图3为热循环式溶液快速蒸馏冷凝装置中螺旋管的结构示意图。

图4为热循环式溶液快速蒸馏冷凝装置中转轴和螺旋叶片的结构示意图。

图中：1-底座、2-保温层、3-蒸馏桶、4-加热管、5-螺旋管、6-螺旋叶片、7-转轴、8-加料口、9-第一减速电机、10-支板、11-圆盘、12-第二减速电机、13-连杆、14-活塞杆、15-活塞、16-压力缸、17-通气管、18-单向阀、19-进气管、20-第一出液管、21-冷却液箱、22-水泵、23-冷凝管、24-冷凝箱、25-第二出液管。

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1～4，本发明实施例中，一种热循环式溶液快速蒸馏冷凝装置，包括底座1，所述底座1顶部通过支架固定设置有蒸馏桶3，蒸馏桶3外侧覆盖有保温层2，起到保温作用；所述蒸馏桶3底部连接有第一出液管20，第一出液管20上设置有阀门，所述蒸馏桶3顶部设置有加料口8，加料口8螺纹连接有密封盖；所述蒸馏桶3内底部通过支架固定设置有加热管4；所述蒸馏桶3内固定设置有螺旋管5，螺旋管5底端穿过蒸馏桶3侧壁延伸至蒸馏桶3外；所述螺旋管5采用铜管，导热性好，便于螺旋管5内蒸汽热量散发；所述蒸馏桶3顶部通过支架固定设置有支板10，支板10底部固定设置有压力缸16，所述压力缸16右下角连接有通气管17，通气管17底端穿过蒸馏桶3顶壁与螺旋管5顶端连接，所述通气管17上还连接有进气管19，进气管19位于蒸馏桶3内，所述通气管17和进气管19上均设置有单向阀18，通气管17上的单向阀18位于进气管19下方；所述压力缸16内滑动设置有活塞15，活塞15左端面固定连接有活塞杆14，活塞杆14穿过压力缸16左壁且与压力缸16左壁滑动连接；所述压力缸16左壁设置有通孔，从而保持活塞15左侧压力缸16内外气压平衡，防止对活塞15左右移动造成影响；所述支板10顶部固定第二减速电机12，第二减速电机12底端电机轴穿过支板10固定连接有圆盘11，圆盘11底部左侧通过销轴转动连接有连杆13，连杆13右端与活塞杆14左端铰接；所述蒸馏桶3顶部中心处还固定设置有第一减速电机9，第一减速电机9底端电机轴穿过蒸馏桶3底壁连接有转轴7，所述转轴7侧壁固定安装有螺旋叶片6，螺旋叶片6位于螺旋管5内侧；所述底座1顶部还通过支架固定设置有冷凝箱24，冷凝箱24底部向右下方倾斜设置，冷凝箱24右下角连接有第二出液管25，第二出液管25上设置有阀门，所述螺旋管5底端穿过冷凝箱24左壁连接至冷凝箱24内；所述冷凝箱24顶部通过支架固顶设置有冷却液箱21，所述冷凝箱24内固定设置有冷凝管23，冷凝管23呈螺旋状，从而增大冷凝管23与蒸汽接触面积，提高冷凝速度；冷凝管23进液端和出液端分别穿过冷凝箱24顶壁和冷却液箱21底壁连接至冷却液箱21内，所述冷凝管23出液端还连接有水泵22，水泵22位于冷却液箱21与冷凝箱24之间。

本发明的工作原理是：从加料口8处向蒸馏桶3内加入适量溶液，完成后拧紧加料口8上的密封盖，将蒸馏桶3密封；对加热管4通电，加热管4进行加热，对蒸馏桶3内的液体进行煮沸；同时启动第一减速电机9，第一减速电机9铜管转轴7带动螺旋叶片6转动，从而对溶液进行搅拌，带动溶液向上翻滚，使得溶液热量分布更均匀；同时启动第二减速电机12，第二减速电机12带动圆盘11转动，圆盘11通过连杆13带动活塞杆14左右移动，活塞15在压力缸16内左右移动，活塞15向左移动时，蒸馏桶3内的空气通过支板10再通过通气管17进入压力缸16内，蒸馏桶3向右移动时，压力缸16内的空气通过通气管17进入加料口8内，在螺旋向下进入冷凝箱24内，打开第二出液管25上的阀门，将空气排出，从而使得蒸馏桶3内的空气减少，气压降低，溶液沸点降低，加快溶液煮沸蒸馏；当溶液沸腾后，关闭第二出液管25上的阀门，冷凝箱24封闭，压力缸16抽取蒸馏桶3内的蒸汽，蒸汽通过螺旋管5进入冷凝箱24内，蒸汽温度高，在螺旋管5内由上往下螺旋流动时，将热量传导至溶液内，加快溶液蒸发速度，提高蒸馏效率；同时启动水泵22，使得冷却液箱21内的冷却液在冷凝管23内流动，蒸汽在冷凝箱24内冷凝，冷凝管23呈螺旋状设置，增大冷凝管23与蒸汽接触面积，提高冷凝速度，由于蒸汽不断进入冷凝箱24内，使得冷凝箱24内气压升高，从而有利于蒸汽冷凝，当蒸馏桶3内溶液不再沸腾，溶液蒸馏冷凝全部完成，关闭第一减速电机9、第二减速电机12和水泵22，停止对加热管4通电，分别打开第一出液管20和第二出液管25上的阀门，将蒸馏桶3内的液体和冷凝箱24内的液体排出即可。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种热循环式溶液快速蒸馏冷凝装置，包括底座（1），其特征在于，所述底座（1）顶部通过支架固定设置有蒸馏桶（3）；所述蒸馏桶（3）底部连接有第一出液管（20），第一出液管（20）上设置有阀门，所述蒸馏桶（3）顶部设置有加料口（8），加料口（8）螺纹连接有密封盖；所述蒸馏桶（3）内底部通过支架固定设置有加热管（4）；所述蒸馏桶（3）内固定设置有螺旋管（5），螺旋管（5）底端穿过蒸馏桶（3）侧壁延伸至蒸馏桶（3）外；所述蒸馏桶（3）顶部通过支架固定设置有支板（10），支板（10）底部固定设置有压力缸（16），所述压力缸（16）右下角连接有通气管（17），通气管（17）底端穿过蒸馏桶（3）顶壁与螺旋管（5）顶端连接，所述通气管（17）上还连接有进气管（19），进气管（19）位于蒸馏桶（3）内，所述通气管（17）和进气管（19）上均设置有单向阀（18），通气管（17）上的单向阀（18）位于进气管（19）下方；所述压力缸（16）内滑动设置有活塞（15），活塞（15）左端面固定连接有活塞杆（14），活塞杆（14）穿过压力缸（16）左壁且与压力缸（16）左壁滑动连接；所述支板（10）顶部固定第二减速电机（12），第二减速电机（12）底端电机轴穿过支板（10）固定连接有圆盘（11），圆盘（11）底部左侧通过销轴转动连接有连杆（13），连杆（13）右端与活塞杆（14）左端铰接；所述蒸馏桶（3）顶部中心处还固定设置有第一减速电机（9），第一减速电机（9）底端电机轴穿过蒸馏桶（3）底壁连接有转轴（7），所述转轴（7）侧壁固定安装有螺旋叶片（6），螺旋叶片（6）位于螺旋管（5）内侧；所述底座（1）顶部还通过支架固定设置有冷凝箱（24），冷凝箱（24）右下角连接有第二出液管（25），第二出液管（25）上设置有阀门，所述螺旋管（5）底端穿过冷凝箱（24）左壁连接至冷凝箱（24）内；所述冷凝箱（24）顶部通过支架固顶设置有冷却液箱（21），所述冷凝箱（24）内固定设置有冷凝管（23）；冷凝管（23）进液端和出液端分别穿过冷凝箱（24）顶壁和冷却液箱（21）底壁连接至冷却液箱（21）内，所述冷凝管（23）出液端还连接有水泵（22），水泵（22）位于冷却液箱（21）与冷凝箱（24）之间。

2.根据权利要求1所述的热循环式溶液快速蒸馏冷凝装置，其特征在于，所述蒸馏桶（3）外侧覆盖有保温层（2）。

3.根据权利要求1所述的热循环式溶液快速蒸馏冷凝装置，其特征在于，所述螺旋管（5）采用铜管。

4.根据权利要求1所述的热循环式溶液快速蒸馏冷凝装置，其特征在于，所述压力缸（16）左壁设置有通孔。

5.根据权利要求1所述的热循环式溶液快速蒸馏冷凝装置，其特征在于，所述冷凝箱（24）底部向右下方倾斜设置。

6.根据权利要求1所述的热循环式溶液快速蒸馏冷凝装置，其特征在于，所述冷凝管（23）呈螺旋状。