CN110193390A - 一种防干烧蒸馏瓶加热装置及方法 - Google Patents

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冷远鹏
章明洪
王高俊
张小沁
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    • B01L7/04—Heat insulating devices, e.g. jackets for flasks

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Abstract

本发明涉及一种防干烧蒸馏瓶加热装置及方法，包括底座和设于底座内的加热套(3)，所述加热套(3)形成开口向上的半球形空腔，所述加热套(3)底部设有加热套通孔，还包括红外线测温单元和控制器(12)，所述红外线测温单元通过所述加热套通孔与蒸馏瓶(2)底部相接触，所述控制器(12)分别与加热套(3)和红外线测温单元电连接，所述红外线测温单元监测蒸馏瓶(2)温度，并反馈给控制器(12)，所述控制器(12)控制加热套(3)的加热过程。与现有技术相比，本发明基于无接触的红外测温技术，具有蒸馏过程监控精确实时、过热可保护断电、加热电阻丝不易短路损毁和结构紧凑等优点。

Description

一种防干烧蒸馏瓶加热装置及方法
技术领域
本发明涉及蒸馏领域，尤其是涉及一种防干烧蒸馏瓶加热装置及方法。
背景技术
目前常用的蒸馏加热装置分为传统平式电炉和凹形电热套两种。前者由于能耗较高、热效率低，应用范围不及凹形电热套(可为半球形)，凹面电热套通常由石棉纤维构成，石棉纤维内部包裹电阻丝。但传统凹形电热套由于半包裹蒸馏瓶，不易肉眼观察蒸馏沸腾情况以及装置运行状况，尤其可能在升温过快或漏液短路等情况下造成仪器和周围人员环境的损害。在蒸馏瓶中设置测温仪器(如温度计热电偶、热敏电阻等)在某些情况下可解决该技术问题，但若蒸馏介质是强腐蚀性物质，或蒸馏装置除蒸汽出口管路外必须严格密封，则无法在蒸馏瓶中安装上述测温装置。此外，传统凹形电热套即使安装上述测温装置，还需实验人员及时识别升温异常情况，切断电源。
中国实用新型CN205965900U说明书公开了一种可调恒温的电热套，包括底座、电热套、万能夹、外接电热偶、十字夹、立杆、传热装置、温度接收器、显示板、温度显示窗、温度设定窗，所述的底座与电热套相连接，所述的电热套与外接电热偶相连接，所述的外接电热偶与万能夹相连接，所述的万能夹与十字夹相连接，所述的十字夹与立杆相连接，所述的外接电热偶与传热装置相连接，所述的传热装置与温度接收器相连接，所述的温度接收器与显示板相连接，所述的显示板上设有温度显示窗和温度设定窗，所述的显示板左上设有过高温度报警器，所述的显示板与信号处理电路相连接，所述的信号处理电路通过驱动电路与过高温度报警器相连接。该实用新型可实现对加热过程中温度的监测，但其通过热电偶监测温度，无法监测需要严格密封的强腐蚀性物质的蒸馏温度，且没有温度异常自动切断电源装置。
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防干烧蒸馏瓶加热装置及方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种防干烧蒸馏瓶加热装置，包括底座和设于底座内的加热套，所述加热套形成开口向上的半球形空腔，所述加热套底部设有加热套通孔，还包括红外线测温单元和控制器，所述红外线测温单元通过所述加热套通孔与蒸馏瓶底部相接触，所述控制器分别与加热套和红外线测温单元电连接，所述红外线测温单元监测蒸馏瓶温度，并反馈给控制器，所述控制器控制加热套的加热过程。
所述的红外线测温单元包括衬管、光导纤维和红外线测温探头，所述光导纤维置于衬管内部，所述光导纤维一端与蒸馏瓶底部接触，另一端与红外线测温探头连接，所述红外线测温探头通过光导纤维接收蒸馏瓶产生的红外线，所述红外线测温探头与控制器连接。
所述衬管上端固定设有对蒸馏瓶底部支撑的石英窗，所述石英窗环绕连接于衬管外壁，所述石英窗上端接触蒸馏瓶底部，对蒸馏瓶底部具有一定的支撑托举作用，避免蒸馏瓶底部受损。
所述加热套下部设有加热控制单元，包括弹簧、连接于衬管外壁的磁体和与底座内部连接的板体，所述板体设有与红外线测温单元相对应的通孔，所述通孔上方连接弹簧，所述石英窗通过挤压弹簧实现红外线测温单元的下移，红外线测温单元下移时所述磁体通过磁控开关与控制器连接。
还包括保温套，所述保温套形成开口向上的半球形空腔，所述保温套底部设有与加热套通孔对应的保温套通孔，所述加热套置于保温套内侧，所述底座通过保温套与加热套连接。
所述的弹簧绕设于衬管外壁。
还包括显示屏，所述显示屏与控制器连接，所述显示屏显示控制器传递的温度信息。
一种利用所述的防干烧蒸馏加热装置的防干烧蒸馏方法，该方法包括以下步骤：
步骤S1：红外线测温单元受到压力下移使电路连通；
步骤S2：加热套开始加热，红外线测温单元开始测量温度并传递温度信息给控制器；
步骤S3：控制器接收并分析温度信息，控制加热套加热过程的开始与结束。与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)控制器实时监控红外线测温单元传递的蒸馏瓶温度，干烧过热时自动断电。
(2)通过光导纤维和红外线测温探头进行非侵入性测温，可测量需要严格密封的强腐蚀性物质的蒸馏温度。
(3)抬起蒸馏瓶后磁控开关断开，自动断电停止加热。
(4)安全锁定功能与红外测温防干烧功能整合为一体，缩小了装置整体体积。
(5)漏液时液体不接触加热电阻丝，加热电阻丝不易短路损毁。
(6)弹簧绕设于衬管外壁，对衬管的支撑更加有力和均匀。
(7)红外线测温单元下移后通过磁体使磁控开关闭合，从而导通电路，该方法易于实施。
(8)设有板体，可同时承接漏出液体和保护红外线测温探头不受热损害。
(9)设有显示屏，可实时观察加热温度。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
附图标记：
1为蒸汽管；2为蒸馏瓶；3为加热套；4为保温套；5为石英窗；6为弹簧；7为衬管；8为光导纤维；9为磁体；10为红外线测温探头；11为加热套连接线；12为控制器；13为磁控开关；14为红外线测温探头连接线；15为显示屏；16为板体。
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。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例
一种防干烧蒸馏瓶加热装置，包括底座和设于底座内的加热套3，加热套3形成开口向上的半球形空腔，加热套3底部设有加热套通孔，还包括红外线测温单元和控制器12，红外线测温单元通过所述加热套通孔与蒸馏瓶2底部相接触，控制器12分别与加热套3和红外线测温单元电连接，红外线测温单元监测蒸馏瓶2温度，并反馈给控制器12，控制器12控制加热套3的加热过程。
红外线测温单元包括衬管7、光导纤维8和红外线测温探头10，光导纤维8置于衬管7内部，衬管7和光导纤维8一端与蒸馏瓶2底部接触，另一端与红外线测温探头10连接，红外线测温探头10通过光导纤维8接收蒸馏瓶2产生的红外线，红外线测温探头10与控制器12连接。
红外线测温单元还包括石英窗5，石英窗5环绕连接于衬管7外壁，石英窗5一端接触蒸馏瓶2底部，对蒸馏瓶底部具有一定的支撑托举作用，避免蒸馏瓶底部受损。
热套3下部设有加热控制单元，包括弹簧6、连接于衬管7外壁的磁体9和与底座内部连接的板体16，板体16设有与红外线测温单元相对应的通孔，通孔上方连接弹簧6，石英窗5通过挤压弹簧6实现红外线测温单元的下移，红外线测温单元下移时所述磁体9通过磁控开关13与控制器12连接。
还包括保温套4，保温套4形成开口向上的半球形空腔，保温套4底部设有与加热套通孔对应的保温套通孔，加热套3置于保温套4内侧，底座通过保温套4与加热套3连接。
弹簧6绕设于衬管7外壁。
还包括显示屏15，显示屏15与控制器12连接，显示屏15显示控制器12传递的温度信息。
一种利用防干烧蒸馏加热装置的防干烧蒸馏方法，该方法包括以下步骤：
步骤S1：红外线测温单元受到压力下移使电路连通；
步骤S2：加热套3开始加热，红外线测温单元开始测量温度并传递温度信息给控制器12；
步骤S3：控制器12接收并分析温度信息，控制加热套3加热过程的开始与结束。
如图1所示，一种紧凑型红外监控蒸馏瓶2防干烧装置，包括蒸汽管1、蒸馏瓶2、加热套3、保温套4、石英窗5、弹簧6、衬管7、光导纤维8、磁体9、红外线测温探头10、加热套连接线11、控制器12、磁控开关13、红外线测温探头连接线14、显示屏15和板体16，板体16为隔热板。放下蒸馏瓶2后，弹簧6被压缩，磁体9接触磁控开关13，使磁控开关13闭合，开始加热和监测瓶底温度。其中石英窗5、衬管7、光导纤维8、红外线测温探头10和红外线测温探头10连接线组成温度监控系统，温度监控系统监测点为蒸馏瓶2底部0.1-5.0mm2面积区域。瓶底温度通过光导纤维8传输入红外线测温探头10，实时显示在显示屏15上。
本实施例磁体为磁环。
电热套通常由石棉纤维构成，石棉纤维内部包裹电阻丝。
底座和板体16为隔热材料，如玻璃纤维、石绵等材料。
装上蒸馏瓶2后，石英窗5、衬管7、光导纤维8、磁体9及红外线测温探头10组成的安全锁定及测温装置整体下移，磁体9碰触磁控开关13，控制器12开始工作，控制加热。本实施例中蒸馏瓶2底1mm2范围的红外信号通过光导纤维和石英窗5传输至红外线测温探头10，精确实时监测蒸馏瓶2底温度而不受其它热源干扰。温度实时显示在温度显示屏15上。
当温度到达设定的警戒温度时，例如溶液蒸干出现干烧，控制器12立即切断电源，停止加热。
当蒸馏瓶2底破裂漏液，液体不接触加热电阻丝，直接流入不包含电器元件的装置底部，保护装置不受损害。
本实施例基于无接触的红外测温技术，将安全锁定装置与红外测温防干烧装置整合为一体，缩小了装置整体体积；在抬起蒸馏瓶2后接触磁控开关13随弹簧6弹起，自动断电停止加热；红外测温装置实时监控蒸馏瓶2温度，干烧过热时自动断电；瓶底漏液时液体不接触加热电阻丝，加热电阻丝不易短路损毁。

Claims (8)

1.一种防干烧蒸馏瓶加热装置，包括底座和设于底座内的加热套(3)，所述加热套(3)形成开口向上的半球形空腔，所述加热套(3)底部设有加热套通孔，其特征在于，
还包括红外线测温单元和控制器(12)，所述红外线测温单元通过所述加热套通孔与蒸馏瓶(2)底部相接触，所述控制器(12)分别与加热套(3)和红外线测温单元电连接，所述红外线测温单元监测蒸馏瓶(2)温度，并反馈给控制器(12)，所述控制器(12)控制加热套(3)的加热过程。
2.根据权利要求1所述的一种防干烧蒸馏瓶加热装置，其特征在于，所述的红外线测温单元包括衬管(7)、光导纤维(8)和红外线测温探头(10)，所述光导纤维(8)置于衬管(7)内部，所述光导纤维(8)一端与蒸馏瓶(2)底部接触，另一端与红外线测温探头(10)连接，所述红外线测温探头(10)通过光导纤维(8)接收蒸馏瓶(2)底部发出的红外线，所述红外线测温探头(10)与控制器(12)连接。
3.根据权利要求1所述的一种防干烧蒸馏瓶加热装置，其特征在于，所述衬管(7)上端固定设有对蒸馏瓶(2)底部支撑的石英窗(5)。
4.根据权利要求3所述的一种防干烧蒸馏瓶加热装置，其特征在于，所述加热套(3)下部设有加热控制单元，包括弹簧(6)、连接于衬管(7)外壁的磁体(9)和与底座内部连接的板体(16)，所述板体(16)设有与红外线测温单元相对应的通孔，所述通孔上方连接弹簧(6)，所述石英窗(5)通过挤压弹簧(6)实现红外线测温单元的下移，红外线测温单元下移时所述磁体(9)通过磁控开关(13)与控制器(12)连接。
5.根据权利要求4所述的一种防干烧蒸馏瓶加热装置，其特征在于，还包括保温套(4)，所述保温套(4)形成开口向上的半球形空腔，所述保温套(4)底部设有与加热套通孔对应的保温套通孔，所述加热套(3)置于保温套(4)内侧，所述底座通过保温套(4)与加热套(3)连接。
6.根据权利要求4所述的一种防干烧蒸馏瓶加热装置，其特征在于，所述的弹簧(6)绕设于衬管(7)外壁。
7.根据权利要求1所述的一种防干烧蒸馏瓶加热装置，其特征在于，还包括显示屏(15)，所述显示屏(15)与控制器(12)连接，所述显示屏(15)显示控制器(12)传递的温度信息。
8.一种利用权利要求1所述的防干烧蒸馏加热装置的防干烧蒸馏方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤S1：红外线测温单元受到压力下移使电路连通；
步骤S2：加热套(3)开始加热，红外线测温单元开始测量温度并传递温度信息给控制器(12)；
步骤S3：控制器(12)接收并分析温度信息，控制加热套(3)加热过程的开始与结束。
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