CN108579139A - 一种微型压差式沉淀分离装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种微型压差式沉淀分离装置，包括沉淀管组件和沉淀管夹持架，所述的沉淀组件包括沉淀管(1)、岐管(2)和滴头(3)，所述的沉淀管(1)上方具有开口，岐管(2)一端与沉淀管(1)的侧面连通，另一端连接滴头(3)。与现有技术相比，本发明具有结构简单、沉淀分离效果好和易于操作等优点。

Description

一种微型压差式沉淀分离装置
技术领域
本发明涉及一种分离装置，尤其是涉及一种微型压差式沉淀分离装置。
背景技术
固液分离是化学、化工、制药、冶金、环境保护等行业中最常见的操作之一，是非均相分离的重要组成部分，在许多实验操作和生产单元中，过滤与分离装置是影响实验效果和产品质量的重要环节。根据文献资料，目前的固液分离过程可以分为沉降分离和过滤分离，其中沉降分离按照推动力可以分为重力沉降、离心力沉降和电磁力沉降；过滤分离按照推动力可以分为重力过滤、真空过滤、加压过滤和离心力过滤等。在一般实验室分离操作中，实验规模较小，常采用重力沉降、离心沉降和重力过滤等方法。为了避免滤布、滤纸或滤膜对滤液的污染，经常采用重力沉降或离心力沉降。其中离心力沉降需要引入外部推动力，在部分实验条件下无法满足，因此重力沉降常被用作实验室最简单易行的沉淀分离方法。
在实验室中，试管、烧杯等体积狭长的玻璃器皿都可以被用作简单的重力沉降分离装置。当使用这些容器进行中重力沉降分离时，需要借助滴管等工具移取上清液，从而实现固相和液相的分离。增加液体移取工具(例如滴管、移液器等)，不当操作时会扰动或破坏沉淀界面，同时也会增加样品被污染的风险，而一次性滴管、滴头的大量使用又会对环境带来污染。因此如能在一个容器内完成重力沉降与分离两个过程对于实验室的分离操作将会带来极大的便利性。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种微型压差式沉淀分离装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种微型压差式沉淀分离装置，包括沉淀管组件和沉淀管夹持架，所述的沉淀组件包括沉淀管、岐管和滴头，所述的沉淀管上方具有开口，岐管一端与沉淀管的侧面连通，另一端连接滴头。
进一步地，所述的岐管为从沉淀管侧壁引出的折弯管，岐管与沉淀管间的夹角∠A为30°～60°，岐管有一折弯，该折弯处的角度∠B＝∠A。
进一步地，所述的岐管的直径小于沉淀管的直径；所述滴头的直径小于岐管的直径，以此降低液体通过滴头时的流速。
所述的岐管与沉淀管的连接处位于沉淀管从底部向上1/5～1/2处。沉淀管垂直放置时，岐管与沉淀管的交叉点与滴头在同一水平线。沉淀管与岐管均为无机非金属材料的透明管。
所述的沉淀管夹持架包括夹持杆、固定杆和支架，所述的夹持杆通过固定杆安装在支架上，且夹持杆可绕固定杆旋转，所述的沉淀管夹持在夹持杆上，并通过夹持杆的旋转调节沉淀管的倾斜角度。
本发明通过调整沉淀管的倾斜角度，在沉淀管中利用压差完成重力沉降与分离两个过程。其中，在重力沉降分离开始前，将沉淀管倾斜一定角度，该角度约等于∠A的大小，并保证岐管处于垂直向上的位置，此时沿沉淀管上部缓慢加入固液混合物，并确保岐管中的液位不超过岐管折弯处。
静置一定时间，待固液混合物中的固相完全沉降，并确保沉淀管中的固液界面远低于沉淀管与岐管的连接位置。在滴头位置放置盛放液体的容器，同时轻轻旋转整个重力沉降分离装置，此时沉淀管中的澄清液体由于重力作用力从滴头缓缓流出，从而实现固液混合物的重力沉降和分离。
与现有技术相比，本发明装置结构简单，实现重力沉降和分离两个过程用同一容器中完成；无需采用移液器具进行转移，避免不当操作时扰动或破坏沉淀界面，沉淀效果好，降低上层清液被二次污染的风险；减少了一次性移液器材的使用，有利于环境保护；可以在实验室实现重力沉降和分离的批量操作，上层清液流到一定程度后自动停止，操作便利，提高了实验效率。
附图说明
图1为本发明中沉淀管组件的结构示意图；
图2为本发明中微型压差式沉淀分离装置的液固混合物加入沉淀管的初始状态；
图3为静置一定时间重力沉降后的沉淀管内固体和液体状态；
图4为固液分离时的沉淀管状态。
图中：1、沉淀管，2、岐管，3、滴头，4、夹持杆，5、固定杆，6、支架，Ⅰ、起始液位，Ⅱ、放液终点液位，Ⅲ、加液后沉淀管液位，Ⅳ、加液后岐管液位。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
如图1至3所示，一种微型压差式沉淀分离装置，包括沉淀管组件和沉淀管夹持架，所述的沉淀组件包括沉淀管1、岐管2和滴头3，所述的沉淀管1上方具有开口，岐管2一端与沉淀管1的侧面连通，另一端连接滴头3。岐管2为从沉淀管1侧壁引出的折弯管，岐管2与沉淀管1间的夹角∠A为60°，岐管2有一折弯，该折弯处的角度∠B＝∠A。岐管2的直径小于沉淀管1的直径；滴头3的直径小于岐管2的直径。岐管2与沉淀管1的连接处位于沉淀管1从底部向上1/5处。沉淀管1垂直放置时，岐管2与沉淀管1的交叉点与滴头3在同一水平线。沉淀管1与岐管2均为无机非金属材料的透明管。
如图2-4所示，沉淀管夹持架包括夹持杆4、固定杆5和支架6，所述的夹持杆4通过固定杆5安装在支架6上，且夹持杆4可绕固定杆5旋转，所述的沉淀管1夹持在夹持杆4上，并通过夹持杆4的旋转调节沉淀管1的倾斜角度。
结合图1至4，本发明的操作包括以下步骤：
S1，装置的安装组合过程：将固定杆5安装在支架6上，将夹持杆4的一端固定在固定杆5上，另一端夹紧沉淀管1，并旋转夹持杆4使沉淀管1倾斜一定角度，该角度约等于∠A，并保证岐管2处于垂直向上的位置。
S2，加液过程：沿沉淀管1上部缓慢加入待分离的固液混合物，并确保岐管2中的液位不超过其折弯处，此时加液后沉淀管液位Ⅲ与加液后岐管液位Ⅳ处于同一水平面。
S3，重力沉降过程：静置一定时间，沉淀管1和岐管2中的沉淀物在重力作用下开始沉降，待沉淀物完全沉降，并确保沉淀管1中的固液界面远低于沉淀管1与岐管2的连接位置。
S4，固液分离过程：在滴头3下放置盛放液体的容器，缓慢旋转夹持杆4使得沉淀管1垂直放置，此时沉淀管1中的澄清液体在重力作用力从滴头3流入容器，在此过程中起始液位Ⅰ逐渐降到放液终点液位Ⅱ，从而实现固液混合物的重力沉降和分离。
实施例2
岐管2与沉淀管1间的夹角∠A为30°，岐管2与沉淀管1的连接处位于沉淀管1从底部向上1/2处。其余同实施例1。

Claims (7)

1.一种微型压差式沉淀分离装置，包括沉淀管组件和沉淀管夹持架，其特征在于，所述的沉淀组件包括沉淀管(1)、岐管(2)和滴头(3)，所述的沉淀管(1)上方具有开口，岐管(2)一端与沉淀管(1)的侧面连通，另一端连接滴头(3)。
2.根据权利要求1所述的一种微型压差式沉淀分离装置，其特征在于，所述的岐管(2)为从沉淀管(1)侧壁引出的折弯管，岐管(2)与沉淀管(1)间的夹角∠A为30°～60°，岐管(2)有一折弯，该折弯处的角度∠B＝∠A。
3.根据权利要求1或2所述的一种微型压差式沉淀分离装置，其特征在于，所述的岐管(2)的直径小于沉淀管(1)的直径；所述滴头(3)的直径小于岐管(2)的直径。
4.根据权利要求1所述的一种微型压差式沉淀分离装置，其特征在于，所述的岐管(2)与沉淀管(1)的连接处位于沉淀管(1)从底部向上1/5～1/2处。
5.根据权利要求1所述的一种微型压差式沉淀分离装置，其特征在于，所述的沉淀管(1)垂直放置时，岐管(2)与沉淀管(1)的交叉点与滴头(3)在同一水平线。
6.根据权利要求1至5中任一所述的一种微型压差式沉淀分离装置，其特征在于，所述的沉淀管(1)与岐管(2)均为无机非金属材料的透明管。
7.根据权利要求1所述的一种微型压差式沉淀分离装置，其特征在于，所述的沉淀管夹持架包括夹持杆(4)、固定杆(5)和支架(6)，所述的夹持杆(4)通过固定杆(5)安装在支架(6)上，且夹持杆(4)可绕固定杆(5)旋转，所述的沉淀管(1)夹持在夹持杆(4)上，并通过夹持杆(4)的旋转调节沉淀管(1)的倾斜角度。
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