CN110384955A - 一种实验室用油水分离设备 - Google Patents

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杨德强
王斌
邹纯洁
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
    • B01D17/02—Separation of non-miscible liquids
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Abstract

本发明公开了一种实验室用油水分离设备，包括：外壳组件，其包括底座、外筒和顶盖；分离组件，用于油水混合物的分离，其包括内筒，所述内筒上设置有分离膜；搅拌组件，用于加速油水混合物与内筒内壁之间的作用，其设置于所述外壳组件；用户在对油水乳液进行分离时，通过控制电机的工作，由电机带动搅拌轴正转或反转，对油水乳液进行搅拌，此时油水乳液产生离心力，油水乳液中水(油)通过内筒上的孔经分离膜导入到外筒内，而由分离膜的作用，油(水)无法穿过分离膜，从而快速将油水乳液分离。

Description

一种实验室用油水分离设备
技术领域
本发明涉及油水分离技术领域，具体为一种实验室用油水分离设备。
背景技术
在实验室里，经常会使用无水无氧溶剂作为反应溶剂，通常的处理方式是在溶剂中加入钠和指示剂，进行回流除水，该方法除水耗时长，每次实验前均需要进行溶剂加热无水处理程序，多次的加热回流会存在一定的安全隐患；实验后处理过程中，经常会出现处理液的乳液状态，如萃取步骤，实验室一般通过长时间的静止放置，得到较为清晰的油水分界线，但该方法耗时长，有时还存在无法分离的情况。
为了解决实验室中上述存在的情况，有必要研究一种实验室用油水分离设备，将油水混合物中少量的油或水分离开来。
发明内容
本发明的目的在于提供一种实验室用油水分离设备，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：一种实验室用油水分离设备，包括：
外壳组件，其包括底座、外筒和顶盖；
分离组件，用于油水混合物的分离，其包括内筒，所述内筒上设置有分离膜；
搅拌组件，用于加速油水混合物与内筒内壁之间的作用，其设置于所述外壳组件。
作为本技术方案的进一步优选的：所述内筒由介孔材料、金属网状结构或者具有纳米孔洞的金属板材制成，所述分离膜为亲水疏油材料或疏水亲油材料制成。
作为本技术方案的进一步优选的：所述内筒为顶部具有开口的圆柱体结构。
作为本技术方案的进一步优选的：所述介孔材料是指孔径介于2nm～50nm的多孔材料，包括硅基材料和非硅系介孔材料；所述硅基材料包括纯硅和掺杂其他元素的介孔材料，所述非硅系介孔材料主要包括过渡金属氧化物、磷酸盐和硫化物等。
所述金属网状结构为金属网或金属网包覆织物。
所述纳米孔洞的金属板材的孔为圆形状，进一步的，所述金属板材的孔之间的内壁上具有连接孔与孔的通道，所述通道深度小于板材的厚度；更进一步的，所述通道与水平方向具有一定角度。
作为本技术方案的优选方式之一，所述通道方向具有一致性；方向一致有利于溶液向一个方向搅动，增加离心力。
作为本技术方案的进一步优选的：所述分离膜贴覆在所述内筒的内侧壁。
作为本技术方案的进一步优选的：其特征在于：所述分离膜包覆在所述内筒的外侧壁。
作为本技术方案的进一步优选的：所述底座的顶部设置有所述外筒，所述外筒设置有所述顶盖，所述顶盖的顶部固定连接有第一管体，所述底座的顶部设置有固定筒，所述内筒的底部水平旋转至与所述固定筒连接。
作为本技术方案的进一步优选的：所述搅拌组件包括第一电机，所述第一电机设置于所述顶盖或底座上，所述第一电机的输出轴通过联轴器连接搅拌轴，所述搅拌轴的外侧壁设置有用于混合液体的搅拌叶。
作为本技术方案的进一步优选的：所述搅拌组件包括第二电机，所述第二电机设置于所述底座内部，所述第二电机的输出轴固定连接磁性部，所述内筒的内部设置有磁性搅拌棒。
作为本技术方案的进一步优选的：所述内筒的底部具有外螺纹，所述固定筒的内侧壁具有内螺纹，所述内筒与所述固定筒通过所述外螺纹与所述内螺纹连接。
作为本技术方案的进一步优选的：所述顶盖的顶部设置有第二管体，所述第二管体连接抽气组件。
作为本技术方案的进一步优选的：所述抽气组件包括真空泵和气管，所述真空泵的抽气端连接所述气管的一端，所述气管的另一端连接所述第二管体，所述真空泵的电性输入端与外部电源通过导线连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：用户在对油水乳液进行分离时，通过控制电机的工作，由电机带动搅拌轴正转或反转，使搅拌轴上的搅拌叶对油水乳液进行搅拌，此时油水乳液产生离心力，油水乳液中水/油通过内筒上的孔经分离膜导入到外筒内，而由分离膜的作用，油/水无法穿过分离膜，从而快速将油水乳液分离。
用户在对溶剂进行无水处理时，通过控制电机的工作，由电机带动搅拌轴正转或反转，使搅拌轴上的搅拌叶对溶剂进行搅拌，此时溶剂产生离心力，油水乳液中水过内筒上的孔经分离膜快速导入到外筒内，而由分离膜的作用，油无法穿过分离膜，从而快速将溶剂中的水去除，获得无水溶剂，无水溶剂级别可达到10ppm。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的实施例1的一种结构示意图；
图3为本发明的实施例1的另一种结构示意图；
图4为本发明的实施例2结构示意图；
图5为本发明中的内筒与固定筒拆分图。
图中：10、外壳组件；11、底座；12、外筒；13、顶盖；14、第一管体；15、固定筒；16、第二管体；20、分离组件；21、内筒；22、分离膜；30，40、搅拌组件；31、第一电机；32、联轴器；33、搅拌轴；34、搅拌叶；41、第二电机；42、磁性部；43、磁性搅拌棒；50、抽气组件；51、真空泵；52、气管。
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。
实施例1
请参阅图1、2、3和5，本发明提供一种技术方案：
一种实验室用油水分离设备，包括：外壳组件10，其包括底座11、外筒12和顶盖13，所述底座11的顶部设置有所述外筒12，所述外筒12设置有所述顶盖13，所述顶盖13的顶部固定连接有第一管体14，所述底座11的顶部设置有固定筒15；
分离组件20，其包括内筒21，所述内筒21的底部水平旋转至与所述固定筒15连接，所述内筒21上开设有规则排列的孔，所述内筒21上设置有分离膜22；
内筒21为顶部具有开口的圆柱体结构，由介孔材料、金属网状结构或者具有纳米孔洞的金属板材制成，分离膜22为亲水疏油材料或疏水亲油材料制成。所述分离膜贴覆在所述内筒的内侧壁。
所述介孔材料是指孔径介于2nm～50nm的多孔材料，包括硅基材料和非硅系介孔材料；所述硅基材料包括纯硅和掺杂其他元素的介孔材料，所述非硅系介孔材料主要包括过渡金属氧化物、磷酸盐和硫化物等。
所述金属网状结构为金属网或金属网包覆织物。
所述纳米孔洞的金属板材的孔为圆形状，进一步的，所述金属板材的孔之间的内壁上具有连接孔与孔的通道，所述通道深度小于板材的厚度；更进一步的，所述通道与水平方向具有一定角度。
搅拌组件30，其设置于所述外壳组件10。
本实施例中，具体的：所述搅拌组件30包括第一电机31，所述第一电机31设置于所述顶盖13上，所述第一电机31的输出轴通过联轴器32连接搅拌轴33，所述搅拌轴33的外侧壁设置有用于混合液体的搅拌叶34；由第一电机31的工作，可带动搅拌轴33正转或者反转。
本实施例另一种方式，具体的：所述搅拌组件30包括第一电机31，所述第一电机31设置于所述底座11上，所述第一电机31的输出轴通过联轴器32连接搅拌轴33，所述搅拌轴33的外侧壁设置有用于混合液体的搅拌叶34；由第一电机31的工作，可带动搅拌轴33正转或者反转。
上述搅拌叶34为单组或多组对称搅拌叶。
工作原理或者结构原理：用户在对油水乳液进行分离时，首先，将油水乳液经第一管体14导入到内筒21内，控制第一电机控制器，其中第一电机控制器未在说明书附图中体现，使第一电机31正转或反转，第一电机31输出轴带动联轴器32转动，使搅拌轴33也随之转动，由搅拌轴33外侧的搅拌叶34，使油水乳液产生离心力，其次，油水乳液中水通过内筒21上的孔经分离膜22导入到外筒12内，而由分离膜22的作用，油液无法穿过分离膜22，从而快速将油水乳液分离，在分离的过程中，通过真空泵51的工作，使外筒12内的气体经气管52导出，从而便于油水乳液快速分离。
用户在对溶剂进行无水处理时，通过控制第一电机31工作，由电机带动搅拌轴33正转或反转，使搅拌轴上的搅拌叶对溶剂进行搅拌，此时溶剂产生离心力，油水乳液中水过内筒上的孔经分离膜快速导入到外筒内，而由分离膜的作用，油无法穿过分离膜，从而快速将溶剂中的水去除，获得无水溶剂，无水溶剂级别可达到10ppm。
实施例2
请参阅图1、4和5，本发明提供一种技术方案：一种实验室用油水分离设备，包括：外壳组件10，其包括底座11、外筒12和顶盖13，所述底座11的顶部设置有所述外筒12，所述外筒12设置有所述顶盖13，所述顶盖13的顶部固定连接有第一管体14，所述底座11的顶部设置有固定筒15；
分离组件20，其包括内筒21，所述内筒21的底部水平旋转至与所述固定筒15连接，所述内筒21上开设有规则排列的孔，所述内筒21上设置有分离膜22；
搅拌组件40，其设置于所述外壳组件10。
本实施例中，具体的：所述搅拌组件40包括第二电机41，所述第二电机41设置于所述底座11内部，所述第二电机41的输出轴固定连接磁性部42，所述内筒21的内部设置有磁性搅拌棒43；第二电机41输出轴正转或反转时，第二电机41输出轴带动磁性部42旋转，磁性部42旋转产生磁场，并带动内筒21内的磁性搅拌棒43旋转，使油水乳液产生离心力。
本实施例中，具体的：所述内筒21上的孔为圆形状；由内筒21上的孔便于将液体从内筒21内导出。
本实施例中，具体的：所述分离膜22包覆在所述内筒21的外侧壁；由分离膜22的设置便于将油水分离，分离膜22为混合纤维微孔滤膜等种类，根据油水乳液更换分离膜22。
内筒21为顶部具有开口的圆柱体结构，由介孔材料、金属网状结构或者具有纳米孔洞的金属板材制成，分离膜22为亲水疏油材料制成。所述分离膜贴覆在所述内筒的外侧壁。
所述介孔材料是指孔径介于2nm～50nm的多孔材料，包括硅基材料和非硅系介孔材料；所述硅基材料包括纯硅和掺杂其他元素的介孔材料，所述非硅系介孔材料主要包括过渡金属氧化物、磷酸盐和硫化物等。
所述金属网状结构为金属网或金属网包覆织物。
所述纳米孔洞的金属板材的孔为圆形状，进一步的，所述金属板材的孔之间的内壁上具有连接孔与孔的通道，所述通道深度小于板材的厚度；更进一步的，所述通道与水平方向具有一定角度。
本实施例中，具体的：所述内筒21的底部具有外螺纹，所述固定筒15的内侧壁具有内螺纹，所述内筒21与所述固定筒15通过所述外螺纹与所述内螺纹连接；内筒21与固定筒15之间可拆卸，只需通过旋转内筒21，使内筒21与固定筒15固定或拆卸。
本实施例中，具体的：所述内筒21为顶部具有开口的圆柱体结构；由内筒21的设置，限制了油水乳液的位置，并且便于将油水乳液导入。
本实施例中，具体的：所述顶盖13的顶部设置有第二管体16，所述第二管体16连接抽气组件50；抽气组件50的设置，便于增快油水乳液分离的速率。
本实施例中，具体的：所述抽气组件50包括真空泵51和气管52，所述真空泵51的抽气端连接所述气管52的一端，所述气管52的另一端连接所述第二管体16，所述真空泵51的电性输入端与外部电源通过导线连接；在分离的过程中，通过真空泵51的工作，使外筒12内的气体经气管52导出，从而便于油水乳液快速分离。
本实施例中，第二电机41的型号为YL，真空泵51的型号为LC-85，起到将外筒12内处于真空的状态的作用。
本实施例中，油水乳液含少量水的有机溶剂、油包水溶剂或水包油溶剂、含有少量有机溶剂的水溶液，两种不同类型的液体。
本实施例中，分离膜22为混合纤维微孔滤膜等种类，根据油水乳液更换分离膜22。
工作原理或者结构原理：用户在对油水乳液进行分离时，首先，将油水乳液经第一管体14导入到内筒21内，控制第二电机控制器，其中第二电机控制器未在说明书附图中体现，使第二电机41输出轴正转或反转，第二电机41输出轴带动磁性部42旋转，磁性部42旋转产生磁场，并带动内筒21内的磁性搅拌棒43旋转，使油水乳液产生离心力，其次，油水乳液中水通过内筒21上的孔经分离膜22导入到外筒12内，而由分离膜22的作用，油液无法穿过分离膜22，从而快速将油水乳液分离，在分离的过程中，通过真空泵51的工作，使外筒12内的气体经气管52导出，从而便于油水乳液快速分离，其中磁性部42为磁铁。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种实验室用油水分离设备，其特征在于，包括：
外壳组件(10)，其包括底座(11)、外筒(12)和顶盖(13)；
分离组件(20)，用于油水混合物的分离，其包括内筒(21)，所述内筒(21)上设置有分离膜(22)；
搅拌组件(30，40)，用于加速油水混合物与内筒(21)内壁之间的作用，其设置于所述外壳组件(10)。
2.根据权利要求1所述的一种实验室用油水分离设备，其特征在于：所述内筒(21)由介孔材料、金属网状结构或者具有纳米孔洞的金属板材制成，所述分离膜(22)为亲水疏油材料或疏水亲油材料制成。
3.根据权利要求2所述的一种实验室用油水分离设备，其特征在于：所述分离膜(22)贴覆在所述内筒(21)的内侧壁。
4.根据权利要求2所述的一种实验室用油水分离设备，其特征在于：所述分离膜(22)包覆在所述内筒(21)的外侧壁。
5.根据权利要求1所述的一种实验室用油水分离设备，其特征在于：所述底座(11)的顶部设置有所述外筒(12)，所述外筒(12)设置有所述顶盖(13)，所述顶盖(13)的顶部固定连接有第一管体(14)，所述底座(11)的顶部设置有固定筒(15)，所述内筒(21)的底部水平旋转至与所述固定筒(15)连接。
6.根据权利要求1所述的一种实验室用油水分离设备，其特征在于：所述搅拌组件(30)包括第一电机(31)，所述第一电机(31)设置于所述顶盖(13)或底座(11)上，所述第一电机(31)的输出轴通过联轴器(32)连接搅拌轴(33)，所述搅拌轴(33)的外侧壁设置有用于混合液体的搅拌叶(34)。
7.根据权利要求1所述的一种实验室用油水分离设备，其特征在于：所述搅拌组件(40)包括第二电机(41)，所述第二电机(41)设置于所述底座(11)内部，所述第二电机(41)的输出轴固定连接磁性部(42)，所述内筒(21)的内部设置有磁性搅拌棒(43)。
8.根据权利要求5所述的一种实验室用油水分离设备，其特征在于：所述内筒(21)的底部具有外螺纹，所述固定筒(15)的内侧壁具有内螺纹，所述内筒(21)与所述固定筒(15)通过所述外螺纹与所述内螺纹连接。
9.根据权利要求1或2或3所述的一种实验室用油水分离设备，其特征在于：所述顶盖(13)的顶部设置有第二管体(16)，所述第二管体(16)连接抽气组件(50)。
10.根据权利要求9所述的一种实验室用油水分离设备，其特征在于：所述抽气组件(50)包括真空泵(51)和气管(52)，所述真空泵(51)的抽气端连接所述气管(52)的一端，所述气管(52)的另一端连接所述第二管体(16)，所述真空泵(51)的电性输入端与外部电源通过导线连接。
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