CN110907261A - 行星旋转真空浓缩系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于溶剂浓缩领域，具体涉及一种行星旋转真空浓缩系统及其工作方法。本行星旋转真空浓缩系统包括：主腔体、安装在主腔体上的行星旋转装置；其中所述行星旋转装置包括：公转机构、适于样品容器自转的行星转盘、位于行星转盘中心处的主转轴；当蒸发浓缩样品时，所述公转机构适于通过主转轴转动行星转盘，以使样品容器自转的同时围绕主转轴公转。既可以通过离心旋转来提升液体表面的气流速度，又可以通过自身旋转大大增加了蒸发的表面积，提高了样品的蒸发浓缩速度。

Description

行星旋转真空浓缩系统及其工作方法

技术领域

本发明属于溶剂浓缩领域，具体涉及一种行星旋转真空浓缩系统及其工作方法。

背景技术

在生物、化学和仪器分析的实验过程中，对样品进行溶剂萃取以及对萃取液进行浓缩是必须的关键步骤。在萃取液的蒸发浓缩过程中，其蒸发浓缩速度与温度、蒸发面积、表面气流的流动速度等因素正相关，与表面气压呈负相关。

现有的蒸发浓缩设备不具备同时对多个中、大容量溶液进行快速浓缩蒸发的能力，无法满足实际工作过程中的大批量、规模化生产需求。如 CN203220768 U中提及的“平行蒸发仪”，具备抽真空，加热和振荡功能，同时处理多个中小容量样品，但浓缩速度一般；再如CN 207680072 U中提及的“一种旋转蒸发仪”，具备抽真空，加热以及旋转的功能，大小容量样品都适用，但只能同时处理一个样品，虽然单个样品的浓缩速度较快，但总体产量较低；又如CN 209406597 U中提及的“一种真空离心浓缩仪”，具备抽真空和离心旋转的功能，可以同时处理多个小容量样品，但浓缩速度较慢。

发明内容

本发明的目的是提供一种行星旋转真空浓缩系统及其工作方法，以提高萃取液的蒸发浓缩效率。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种行星旋转真空浓缩系统，包括：主腔体、安装在主腔体上的行星旋转装置；其中所述行星旋转装置包括：公转机构、适于样品容器自转的行星转盘、位于行星转盘中心处的主转轴；当蒸发浓缩样品时，所述公转机构适于通过主转轴转动行星转盘，以使样品容器自转的同时围绕主转轴公转。

进一步，所述行星转盘的外围圆周上均匀分布有若干个适于自转的副转盘；所述样品容器与各副转盘一一对应，并通过相应的容器固定工装固定在副转盘上，以进行自转。

进一步，所述副转盘的数量为偶数。

进一步，各副转盘适于通过相应的副转轴安装在行星转盘上，以通过自转机构带动各副转轴进行转动，即样品容器进行自转。。

进一步，所述容器固定工装包括：与样品容器外形适配的卡口；所述卡口适于将样品容器垂直于副转盘的盘面固定。

进一步，所述公转机构包括：主转动电机、与主转动电机输出轴相连的减速机；所述主转动电机适于通过减速机带动主转轴转动，即样品容器进行公转。

进一步，所述行星旋转真空浓缩系统还包括：位于主腔体外围的热辐射源；所述主腔体的侧面开设有与热辐射源正对的热辐射窗口；所述热辐射源适于透过热辐射窗口对样品容器内的样品进行加热，以使样品蒸发浓缩。

进一步，所述行星旋转真空浓缩系统还包括：与主腔体连通的冷凝回收装置；所述冷凝回收装置包括：冷凝腔、位于冷凝腔内的冷凝体、位于冷凝腔底部的回收容器、与冷凝腔相连的冷凝管；所述主腔体为封闭腔体，其上部开设有与冷凝管连通的真空连接孔；当蒸发浓缩样品时，蒸发的样品从真空连接孔进入冷凝管，并通过冷凝管进入冷凝腔，在冷凝体冷凝后流入回收容器，进行回收。

进一步，所述行星旋转真空浓缩系统还包括：与冷凝腔相连的真空泵；当蒸发浓缩样品时，所述真空泵适于降低主腔体内的气压，即主腔体内的气体从真空连接孔抽出，并依次通过冷凝管、冷凝腔，最后抵达真空泵。

又一方面，本发明还提供了一种行星旋转真空浓缩系统的工作方法，所述行星旋转真空浓缩系统适于在蒸发浓缩样品时，驱动样品容器进行公转。

本发明的有益效果是，本发明的行星旋转真空浓缩系统及其工作方法通过公转机构带动主转轴转动行星转盘，使样品容器在自转的同时围绕主转轴公转，即在样品蒸发浓缩时实现样品自转加公转，既可以通过离心旋转来提升液体表面的气流速度，又可以通过自身旋转大大增加了蒸发的表面积，提高了样品的蒸发浓缩速度。此外，由于样品容器围绕主转轴公转，因此可以设置多个中大容量样品同时进行蒸发浓缩，可以满足实际工作过程中的大批量、规模化生产需求。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的行星旋转真空浓缩系统的主视图；

图2是本发明的行星旋转真空浓缩系统的原理框图；

图3是本发明的行星转盘的俯视图；

图中：主腔体1，热辐射窗口11，真空连接孔12，上盖13，行星旋转装置2，公转机构21，主转动电机211，减速机212，行星转盘22，主转轴23，副转盘24，容器固定工装241，齿轮圈242，齿轮副243，样品容器3，热辐射源4，冷凝回收装置5，冷凝腔51，冷凝体52，回收容器53，冷凝管54，真空泵6。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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

图1是本发明的行星旋转真空浓缩系统的主视图。

图2是本发明的行星旋转真空浓缩系统的原理框图。

如图1和图2所示，本实施例1的行星旋转真空浓缩系统包括：主腔体1、安装在主腔体1上的行星旋转装置2；其中所述行星旋转装置2包括：公转机构21、适于样品容器3自转的行星转盘22、位于行星转盘22中心处的主转轴23；当蒸发浓缩样品时，所述公转机构21适于通过主转轴23转动行星转盘22，以使样品容器3自转的同时围绕主转轴23公转，即在样品蒸发浓缩时实现样品自转加公转，既可以通过离心旋转来提升液体表面的气流速度，又可以通过自身旋转大大增加了蒸发的表面积，提高了样品的蒸发浓缩速度。

可选的，见图1，所述公转机构21包括：主转动电机211、与主转动电机211输出轴相连的减速机212；所述主转动电机211适于通过减速机212带动主转轴23转动，使行星转盘22带动样品容器3围绕主转轴23公转。

可选的，见图2，所述主转动电机适于由一控制模块控制驱动，以及所述控制模块例如但不限于采用工控板或PLC模块，以及所述工控板可以为MYD-C7Z010/20工控板。可选的，所述控制模块可以通过减速机调控主转轴的转速或通过副转动电机调控副转盘的转速；也可以控制热辐射源对样品容器3内的样品进行加热，以使样品蒸发浓缩；还可以启动真空泵降低主腔体内的气压，即调控温度、蒸发面积、表面气流的流动速度、表面气压等因素，提高样品的蒸发浓缩速度。

可选的，所述行星转盘与主转轴固定连接（如卡接或铆接等）或紧配安装，以带动行星转盘转动，并可以快速拆装；以及副转轴与行星转盘之间可以通过轴承安装，以实现副转盘自转，并可以快速拆装。

本实施例1的行星旋转真空浓缩系统通过公转机构带动主转轴转动行星转盘，使样品容器在自转的同时围绕主转轴公转，即在样品蒸发浓缩时实现样品自转加公转，既可以通过离心旋转来提升液体表面的气流速度，又可以通过自身旋转大大增加了蒸发的表面积，提高了样品的蒸发浓缩速度；同时样品液面在离心作用下倾斜，也相应增加了蒸发面积，使样品的蒸发浓缩速度加快很多。此外，由于样品容器围绕主转轴公转，因此可以设置多个中大容量样品同时进行蒸发浓缩，可以满足实际工作过程中的大批量、规模化生产需求。

实施例2

图3是本发明的行星转盘的俯视图。

在实施例1的基础上，如图3所示，本实施例2的行星旋转真空浓缩系统还包括以下结构，以实现样品容器的自转动作：所述行星转盘22的外围圆周上均匀分布有若干个适于自转的副转盘24；所述样品容器3与各副转盘24一一对应，并通过相应的容器固定工装241固定在副转盘24上，以进行自转，即在样品蒸发浓缩时实现样品自转，通过自身旋转大大增加了蒸发的表面积，进一步提高了样品的蒸发浓缩速度。

优选的，见图3，所述副转盘24的数量为偶数，例如4个或6个或8个，原则上只要副转盘（无论奇数或偶数）均匀分布在行星转盘的外围圆周上，保持重量对称，不会在离心过程（样品容器进行公转）中产生偏心即可。但考虑到设备加工和制造过程的方便，可以将副转盘24的数量设计为偶数。

可选的，见图1，各副转盘24适于通过相应的副转轴安装在行星转盘上，以通过自转机构带动各副转轴进行转动，即样品容器进行自转。关于样品容器实现自转的方式有很多种现有技术，在此不再一一详细列举。如图1所示，自转机构可以包括：一个公用的副转动电机、套设在主转轴外侧的齿轮圈242；通过公用的副转动电机带动齿轮圈242转动，齿轮圈242与各副转轴之间通过齿轮副243啮合，这样就可以实现各副转轴转动了，即实现样品容器自转，且各样品容器的自转速度也会相同，同时还能减少行星旋转真空浓缩系统的结构部件数量，减小空间占用体积。当然，以可以通过多个独立的副转动电机分别带动相应的副转轴转动。

可选的，见图1，所述容器固定工装24包括：与样品容器3外形适配的卡口；所述卡口适于将样品容器3垂直于副转盘24的盘面固定，在样品容器公转时，样品液面刚好可以倾斜，增大蒸发浓缩的表面积；如果样品容器3倾斜副转盘24的盘面固定，离心（样品容器公转时）后，样品液面反而是缩小的。

可选的，容器固定工装241与副转盘24可实现快速拆装。

本实施例2的行星旋转真空浓缩系统在样品公转的基础上，通过副转盘实现了样品自转，通过自身旋转大大增加了蒸发的表面积，进一步提高了样品的蒸发浓缩速度；同时各样品容器均匀分布在行星转盘的外围圆周上，可以同时实现多个中、大容量样品蒸发浓缩，满足实际工作过程中的大批量、规模化生产需求。

实施例3

在实施例1和实施例2的基础上，如图1所示，本实施例3的行星旋转真空浓缩系统还包括：位于主腔体1外围的热辐射源4；所述主腔体1的侧面开设有与热辐射源4正对的热辐射窗口11；所述热辐射源4适于透过热辐射窗口11对样品容器3内的样品进行加热，以使样品蒸发浓缩。

可选的，所述热辐射源例如但不限于电加热源。

可选的，所述热辐射窗口为环形窗口，环绕在样品容器周侧。以及所述热辐射源也可以为环形加热带，以提高加热效果。

本实施例3的行星旋转真空浓缩系统在样品公转和自转的基础上，通过热辐射源对样品容器内的样品进行加热，提升样品的温度，有助于样品的蒸发浓缩。

实施例4

在实施例1-3的基础上，如图1所示，本实施例4的行星旋转真空浓缩系统还包括：与主腔体1连通的冷凝回收装置5；所述冷凝回收装置5包括：冷凝腔51、位于冷凝腔51内的冷凝体52、位于冷凝腔51底部的回收容器53、与冷凝腔51相连的冷凝管54；所述主腔体1为封闭腔体，其上部开设有与冷凝管54连通的真空连接孔12；当蒸发浓缩样品时，蒸发的样品从真空连接孔12进入冷凝管54，并通过冷凝管54进入冷凝腔51，在冷凝体52冷凝后流入回收容器53，进行回收。

可选的，所述主腔体1的顶部设有上盖13，以适于放置样品容器。

本实施例4的行星旋转真空浓缩系统通过冷凝回收装置将蒸发的样品进行冷凝回收，可以有效减小样品在蒸发浓缩时的损失量，尤其适于大批量样品的蒸发浓缩，降低了生产成本。

实施例5

在实施例1-4的基础上，如图1所示，本实施例5的行星旋转真空浓缩系统还包括：与冷凝腔51相连的真空泵6；当蒸发浓缩样品时，所述真空泵6适于降低主腔体1内的气压，即主腔体1内的气体从真空连接孔12抽出，并依次通过冷凝管54、冷凝腔51，最后抵达真空泵6（如图1中箭头流向所示）。

本实施例5的行星旋转真空浓缩系统可以在对样品公转、自转和加热的基础上，通过真空泵抽出主腔体内的气体，有效降低样品的液面气压，可以进一步提高蒸发浓缩的速度；同时抽气与冷凝共用同一出口和管道（即真空连接孔和冷凝管），抽气时有助于抽出蒸发的样品。

实施例6

在实施例1-5的基础上，本实施例6还提供了一种行星旋转真空浓缩系统的工作方法，所述行星旋转真空浓缩系统适于在蒸发浓缩样品时，驱动样品容器进行公转。

具体操作过程如下：首先，通过控制模块的人机交换机预先开启冷凝回收装置5；其次，将样品容器3对称放置在副转盘24的容器固定工装241上，关闭上盖13，使主腔体1处于密闭状态；再次，启动行星旋转装置2，驱使主转轴23和副转轴转动，带动行星转盘22转动，实现样品公转和自转；然后，启动真空泵6抽真空，降低主腔体1的气压；然后，开启热辐射源4，透过热辐射窗口11对副转盘24上的样品容器3进行加热，即在蒸发浓缩时，实现了对样品的温度、蒸发面积、表面气流的流动速度、表面负气压等因素的同时调控，可以大幅提高样品的蒸发浓缩速度。

综上所述，本发明的行星旋转真空浓缩系统及其工作方法通过公转机构带动主转轴转动，使行星转盘带动样品容器围绕主转轴公转，通过副转盘和容器固定工装实现样品自转，通过热辐射源对样品进行加热，通过真空泵抽出主腔体内的气体，有效降低样品的液面气压，即实现了对样品的温度、蒸发面积、表面气流的流动速度、表面负气压等因素的同时调控，大幅提高了样品的蒸发浓缩速度；通过副转盘将多个中、大容量样品均匀分布行星转盘的外围圆周上，可以同时进行蒸发浓缩，满足实际工作过程中的大批量、规模化生产需求。

本申请中选用的各个器件（未说明具体结构的部件）均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种行星旋转真空浓缩系统，其特征在于，包括：

主腔体、安装在主腔体上的行星旋转装置；其中

所述行星旋转装置包括：公转机构、适于样品容器自转的行星转盘、位于行星转盘中心处的主转轴；

当蒸发浓缩样品时，所述公转机构适于通过主转轴转动行星转盘，以使样品容器自转的同时围绕主转轴公转。

2.根据权利要求1所述的行星旋转真空浓缩系统，其特征在于，

所述行星转盘的外围圆周上均匀分布有若干个适于自转的副转盘；

所述样品容器与各副转盘一一对应，并通过相应的容器固定工装固定在副转盘上，以进行自转。

3.根据权利要求2所述的行星旋转真空浓缩系统，其特征在于，

所述副转盘的数量为偶数。

4.根据权利要求2所述的行星旋转真空浓缩系统，其特征在于，

各副转盘适于通过相应的副转轴安装在行星转盘上，以通过自转机构带动各副转轴进行转动，即

样品容器进行自转。

5.根据权利要求2所述的行星旋转真空浓缩系统，其特征在于，

所述容器固定工装包括：与样品容器外形适配的卡口；

所述卡口适于将样品容器垂直于副转盘的盘面固定。

6.根据权利要求1所述的行星旋转真空浓缩系统，其特征在于，

所述公转机构包括：主转动电机、与主转动电机输出轴相连的减速机；

所述主转动电机适于通过减速机带动主转轴转动，即

样品容器进行公转。

7.根据权利要求1所述的行星旋转真空浓缩系统，其特征在于，

所述行星旋转真空浓缩系统还包括：位于主腔体外围的热辐射源；

所述主腔体的侧面开设有与热辐射源正对的热辐射窗口；

所述热辐射源适于透过热辐射窗口对样品容器内的样品进行加热，以使样品蒸发浓缩。

8.根据权利要求7所述的行星旋转真空浓缩系统，其特征在于，

所述行星旋转真空浓缩系统还包括：与主腔体连通的冷凝回收装置；

所述冷凝回收装置包括：冷凝腔、位于冷凝腔内的冷凝体、位于冷凝腔底部的回收容器、与冷凝腔相连的冷凝管；

所述主腔体为封闭腔体，其上部开设有与冷凝管连通的真空连接孔；

当蒸发浓缩样品时，蒸发的样品从真空连接孔进入冷凝管，并通过冷凝管进入冷凝腔，在冷凝体冷凝后流入回收容器，进行回收。

9.根据权利要求8所述的行星旋转真空浓缩系统，其特征在于，

所述行星旋转真空浓缩系统还包括：与冷凝腔相连的真空泵；

当蒸发浓缩样品时，所述真空泵适于降低主腔体内的气压，即

主腔体内的气体从真空连接孔抽出，并依次通过冷凝管、冷凝腔，最后抵达真空泵。

10.一种行星旋转真空浓缩系统的工作方法，其特征在于，

所述行星旋转真空浓缩系统适于在蒸发浓缩样品时，驱动样品容器进行公转。

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