CN110645808A - 一种基于耐腐蚀管材质的冷凝管 - Google Patents

一种基于耐腐蚀管材质的冷凝管 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于耐腐蚀管材质的冷凝管，包括耐腐蚀软管、冷却管和两个第一接头，耐腐蚀软管盘绕设置在冷却管内，两个第一接头设置在冷却管上，并且耐腐蚀软管的两端分别与第一接头连接，冷却管外壁上设置与内部连通的且高低错位的进液口和出液口。本发明在耐腐蚀软管外套装冷却管，结构简单，操作方便，适用于常压蒸馏和负压蒸馏，冷却管内设置较长的耐腐蚀软管，极大的提高了单位体积内冷凝管的热交换效率，而且延长了蒸汽的通路，在一定程度上可以避免因体系气密性低而产生的回收率下降的问题，减少废弃物排放。冷却管有本体和端盖组成，当损坏时，降低更换成本，并且方便使用后清洗；另外，方便在冷却管内放置固体冷源。

Description

一种基于耐腐蚀管材质的冷凝管
技术领域
本发明涉及实验室设备，特别涉及一种基于耐腐蚀管材质的冷凝管。
背景技术
由于玻璃具有透明度高，耐化学腐蚀及耐高低温的特性，因此，除了工业生产用的大型换热设备之外，实验室使用的冷凝管均为玻璃材质，其中，空气冷凝管为单层，即通过空气的温度自然冷却；通过冷却液(一般为自来水)来冷却的为双层结构，有直形、球形、蛇形冷凝管三种，使用时各有其优缺点：
首先，从冷却液的通路上来看，直形冷凝管和球型冷凝管为隔层冷却，即冷却液是通过内外管壁之间，而蛇形冷凝管的冷却液通路为蛇管内部。
其次，从换热能力上看，直形冷凝管内管为直形，换热面积最小，因此换热能力最低，球型冷凝管中球型内壁的设计稍微提高了一点换热面积，而蛇形冷凝管的蛇形盘管为多层缠绕，与前两种相比换热能力最高，当然加工难度也最高。
再次，从使用的场合来看，直形冷凝管内管空间较大，可以用于回流、常压蒸馏、减压蒸馏等多种场合。但由于冷却液所占空间过大，因此整个冷凝管在使用时的重量较大，对装置架设的稳定性要求较高；球型冷凝管适合用于回流，用于蒸馏实验时，由于内壁不够平滑有时会有少量溶剂残留；同时也具有冷却液重量过大，不适合大型化的缺点；蛇形冷凝管冷却液通过内部蛇管所以重量较轻，换热面积较大，因此对换热能力要求较大的场合基本上均使用该种结构的冷凝管，不过烧制难度大，经常出现内部蛇管漏液、断裂等情况。
需要强调的是用于减压蒸馏的时候，以上三种冷凝管均存在着一个问题，就是蒸汽的通路(即冷凝管管身的长度)过短，尤其是在装置存在气密性低的问题时，蒸汽流速过高，还未及时冷却便已穿过冷凝管，导致回收率降低、污染环境等问题。
由上所述可以看出，以玻璃材料来制备冷凝管具有很多优点，但也无法避免玻璃易碎、难加工、成本高、单位空间内换热能力受局限的缺点。
因此，亟需设计一种换热能力高，又能克服玻璃材质缺点的新型实验室用冷凝管。
发明内容
针对以上现有技术存在的缺陷，本发明的主要目的在于克服现有技术的不足之处，公开了一种基于耐腐蚀管材质的冷凝管，包括耐腐蚀软管、冷却管和两个第一接头，所述耐腐蚀软管盘绕设置在所述冷却管内，两个所述第一接头设置在所述冷却管上，并且所述耐腐蚀软管的两端分别与所述第一接头连接，所述冷却管外壁上设置与内部连通的且高低错位的进液口和出液口。
进一步地，所述进液口低于所述出液口，
进一步地，所述出液口设置在所述冷却管的上部，所述进液口设置在所述冷却管下部。
进一步地，所述冷却管包括本体和端盖，所述端盖设置在所述本体的端部以使得本体内部为密闭空间。
进一步地，所述耐腐蚀软管呈螺旋状结构。
进一步地，所述第一接口为紧固接口。
进一步地，还包括接收瓶，所述接收瓶与其中一个所述第一接头连接，并且所述接收瓶上设置抽气口。
进一步地，所述耐腐蚀软管采用材质为聚四氟乙烯、全氟烷氧基树脂、聚偏氟乙烯(PVDF)、全氟乙丙烯(FEP)、中的一种。
进一步地，所述冷却管采用材质为塑料、金属、玻璃中的一种。
本发明取得的有益效果：
本发明在耐腐蚀软管外套装冷却管，结构简单，操作方便，适用于常压蒸馏和负压蒸馏，冷却管内设置较长的耐腐蚀软管，极大的提高了单位体积内冷凝管的热交换效率，而且延长了蒸汽的通路，在一定程度上可以避免因体系气密性低而产生的回收率下降的问题，减少废弃物排放。冷却管有本体和端盖组成，当损坏时，降低更换成本，并且方便使用后清洗；另外，方便在冷却管内放置固体冷源。将耐腐蚀软管设置成螺旋结构，方便耐腐蚀软管安装在冷却管内，并且在其内部留置固体冷却存放空间。
附图说明
图1为本发明的一种基于耐腐蚀管材质的冷凝管的结构示意图；
图2为冷却管的结构示意图；
图3为图2的A-A剖视图；
图4为另一种冷却管的结构示意图；
附图标记如下：
1、耐腐蚀软管，2、冷却管，3、第一接头，5、接收瓶，21、本体，22、端盖，41、进液口，42、出液口，51、抽气口。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种基于耐腐蚀管材质的冷凝管，如图1-3所示，包括耐腐蚀软管1、冷却管2和两个第一接头3，耐腐蚀软管1盘绕设置在冷却管2内，两个第一接头3设置在冷却管2上，并且耐腐蚀软管1的两端分别与第一接头3连接，冷却管2外壁上设置与内部连通的且高低错位的进液口41和出液口42。在使用时，其中一个第一接头3用于离连接蒸汽，另一个第一接头3与收集装置连接，冷却管2的进液口41与冷却源连接，将冷却液注入冷却管2内，然后从出液口42排出；通常采用水泵作为驱动装置，从出液口42排出的冷却液回收后通过水泵再次从进液口41打入冷却管2内，以节约资源。其中，冷却液可以采用水，当然，还可以使用循环制冷机，将低温的乙醇或冰盐水之类的冷却液打到冷却管2内。
在一实施例中，如图1-3所示，进液口41低于出液口42，进而保证尽可能多的将冷却液注入冷却管2内，进而提高对耐腐蚀软管1内蒸汽的冷却效果。优选的，出液口42设置在冷却管2的上部，进液口41设置在冷却管2下部。此时，冷却液在冷却管2内的液面逐渐上涨，直至流道出液口42，冷却液从出液口42流出，进一步增加了冷却管2内的冷却液存量；并且新注入的冷却液存于底部，使的升温的冷却液从出液口排出，进而增加冷却液的利用率。另外，进液口41和出液口42可以开设在冷却管2的侧壁上，当然，也可以开设在冷却管2的底部和顶部。
在一实施例中，如图1-3所示，冷却管2包括本体21和端盖22，端盖22设置在本体21的端部以使得本体内部为密闭空间；进而防止冷却管2内的冷却液从本体21和端盖22之间的缝隙溢出。在一具体实施例中，本体21和端盖22之间可以通过螺纹结构连接；当然，为了增加其密封性，可以在连接处设置密封圈。另外，端盖22也可以设置两个，并且本体21呈管状结构，通过端盖22将本体21的两端密封。可见，本体21、端盖22和耐腐蚀软管1为独立部件，均可以更换，当需要增加冷却管路时，只需要更换更长的耐腐蚀软管1；并且方便对各部件的清洗；另外，当部件损坏时，只需要更换损坏部件即可，降低更换成本。将冷却管2通过本体21和端盖22组成，进而方便使用固体冷源，例如冰块、干冰等，通过本体21上的开口将固体冷源投放入本体21内，而后通过端盖22将本体21密封。
在一实施例中，如图1-3所示，第一接口3为紧固接口，方便与外部管路连接。外部管路可以采用与耐腐蚀软管1相同的材料，当然也可以采用其他材料，例如聚乙烯、玻璃等。当外部管路采用玻璃材质，第一接口3可以使用玻璃法兰连接。
在一实施例中，耐腐蚀软管1呈螺旋状结构。并且，耐腐蚀软管1具有一定的柔韧性，可见，通过螺旋状结构，当螺旋结构略大于冷却管2的直径时，可以转动耐腐蚀软管1细微调整螺旋结构的直径，以使得耐腐蚀软管1顺利装入冷却管2内；并且使得耐腐蚀软管紧贴内壁，起到对耐腐蚀软管1固定的作用。并且，耐腐蚀软管1的螺旋结构内可以容纳固体冷源。当然，如果需要更长的耐腐蚀软管1，在螺旋结构中间再缠绕耐腐蚀软管1。另外，当采用常压蒸馏时，通过螺旋结构，能够使得耐腐蚀软管1内的液体顺势流下。
在一实施例中，耐腐蚀软管1采用材质为聚四氟乙烯、全氟烷氧基树脂、聚偏氟乙烯(PVDF)、全氟乙丙烯(FEP)、中的一种。其中聚四氟乙烯和全氟烷氧基树脂具有较好的耐腐蚀性，当对耐腐蚀性要求不高的情况下可以使用聚乙烯和聚丙烯。
在一实施例中，冷却管2采用材质为塑料、金属、玻璃中的一种。当不使用玻璃材质，降低了冷凝管的生产成本，在较大规格的冷凝管的制造时尤其显著，且冷凝管的使用、运输及存放更加安全可靠。
在一实施例中，如图1-3所示，还包括接收瓶5，接收瓶与其中一个第一接头3连接，并且接收瓶5上设置抽气口51。使用时，其中一个第一接头3与蒸气源连接，抽气口51与抽气泵连接，通过抽气泵使得接收瓶5内部为负压，以促进耐腐蚀软管1内的物体的流动。当然，抽气口51也可以不连接抽气泵，作为接收瓶5的排气口，使用时，接收瓶5放置位置低于冷却管2，使得耐腐蚀软管1内蒸汽冷却后的液体顺着耐腐蚀软管1流入接收瓶5内。
在一具体实施例中，如图4所示，第一接头3设置在本体21的上端部和下端部的侧壁上，耐腐蚀软管1设置在本体21内部，并且其两端分别与两个第一接头3连接，进液口41设置在下部的端盖22上，出液口42设置在上部的端盖22上。通过上述结构，由于耐腐蚀软管1在本体21内固定不动，而将第一接头3设置在本体21的侧壁上，能够避免影响端盖22的安装。而将进液口41和出液口42分别设置在上下端盖22上，保证冷却液能够灌满整个腔体。进而提高冷却效果。
根据上述实施例，本发明在使用时，如图1-4所示，接收瓶5通过软管与下方的第一接头3连接，上端的第一接头3与蒸气源连接，接收瓶5上的抽气口51与抽气泵连接，进液口41连接冷却源，出液口42与回收箱体了解，通过水泵实现冷却液在冷却管2内的循环。接入蒸汽后，蒸汽进入耐腐蚀软管1内，经过冷却液的快速冷却，蒸汽遇冷变成液体，并且由于接收瓶5的负压，促进耐腐蚀软管1内的物体的流动，加快夹收瓶5的收集速度。另外，还可以打开端盖22，在本体21内添加如干冰等固态冷源。
以上仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。

Claims (9)

1.一种基于耐腐蚀管材质的冷凝管，其特征在于，包括耐腐蚀软管、冷却管和两个第一接头，所述耐腐蚀软管盘绕设置在所述冷却管内，两个所述第一接头设置在所述冷却管上，并且所述耐腐蚀软管的两端分别与所述第一接头连接，所述冷却管外壁上设置与内部连通的且高低错位的进液口和出液口。
2.根据权利要求1所述的一种基于耐腐蚀管材质的冷凝管，其特征在于，所述进液口低于所述出液口。
3.根据权利要求2所述的一种基于耐腐蚀管材质的冷凝管，其特征在于，所述出液口设置在所述冷却管的上部，所述进液口设置在所述冷却管下部。
4.根据权利要求1所述的一种基于耐腐蚀管材质的冷凝管，其特征在于，所述冷却管包括本体和端盖，所述端盖设置在所述本体的端部以使得本体内部为密闭空间。
5.根据权利要求1所述的一种基于耐腐蚀管材质的冷凝管，其特征在于，所述耐腐蚀软管呈螺旋状结构。
6.根据权利要求1所述的一种基于耐腐蚀管材质的冷凝管，其特征在于，所述第一接口为紧固接口。
7.根据权利要求1所述的一种基于耐腐蚀管材质的冷凝管，其特征在于，还包括接收瓶，所述接收瓶与其中一个所述第一接头连接，并且所述接收瓶上设置抽气口。
8.根据权利要求1所述的一种基于耐腐蚀管材质的冷凝管，其特征在于，所述耐腐蚀软管采用材质为聚四氟乙烯、全氟烷氧基树脂、聚偏氟乙烯、全氟乙丙烯中的一种。
9.根据权利要求1所述的一种基于耐腐蚀管材质的冷凝管，其特征在于，所述冷却管采用材质为塑料、金属、玻璃中的一种。
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