CN111389037B

CN111389037B - 稳定化学蒸汽流发生装置

Info

Publication number: CN111389037B
Application number: CN202010243316.9A
Authority: CN
Inventors: 董振明; 梁文芳; 刘杨
Original assignee: Shanxi University
Current assignee: Shanxi University
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2020-03-31
Publication date: 2022-02-11
Anticipated expiration: 2040-03-31
Also published as: CN111389037A

Abstract

本发明涉及稳定化学蒸汽流发生装置，有效的解决了温度控制的蒸汽流发生装置不适用于性质活泼的试剂的问题；解决的技术方案包括壳体，壳体内设有多个上下间隔布置的横板以及一个斜板，斜板位于最上方，斜板和多个横板将中间腔室分隔成多个蒸发室，斜板的最低处穿有一个可上下移动的第一竖管，第一竖管侧壁上开有第二通孔，每个横板上均穿有第二竖管，第二竖管侧壁上开有第三通孔以及高于第三通孔的第四通孔，第三通孔可开启封闭，第三通孔开启可使该蒸发室内的试剂快速排净，通过调节第二通孔的高度和第三通孔的开启关闭可调节横板和斜板上的液面面积；本发明通过控制蒸发面积控制蒸汽浓度避免了温度改变引起试剂分解或化学性质改变的情况。

Description

稳定化学蒸汽流发生装置

技术领域

本发明涉及化学领域，具体是稳定化学蒸汽流发生装置。

背景技术

在一些化学实验中或对多孔材料的吸附实验中，需要形成可控可调的稳定的化学试剂或有机液体的蒸汽流；目前的蒸汽流发生装置一般采用改变温度的方式进行蒸汽浓度的调节，但是对于一些化学性质比较活泼的试剂，温度改变会使其分解或化学性质发生改变，因此不适用于性质活泼的试剂的蒸发控制。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供了稳定化学蒸汽流发生装置，有效的解决了温度控制的蒸汽流发生装置不适用于性质活泼的试剂的问题。

其解决的技术方案是，稳定化学蒸汽流发生装置，包括壳体，壳体上方设有储液腔，储液腔经一根进液管与壳体顶部连通，壳体内左右间隔布置有两个竖板，两个竖板将壳体分隔成左腔室、中间腔室和右腔室，左侧的竖板底部开有第一通孔，左腔室内设有上端与储液腔连通的回液管，回液管上安装有液泵，右侧的竖板顶部开有气孔，右腔室上安装有出气管；中间腔室内设有多个上下间隔布置的横板以及一个斜板，斜板位于最上方，斜板和多个横板将中间腔室分隔成多个独立的蒸发室；斜板的最低处穿有一个可上下移动的第一竖管，第一竖管侧壁上开有径向的第二通孔，每个横板上均穿有一个上端封口下端开口的第二竖管，第二竖管侧壁上开有两个左右相对的第三通孔以及高于第三通孔的第四通孔，第三通孔的下边缘不高于横板的上表面且不低于横板的下表面，每个横板的上方均穿有一个可左右推拉的横杆，横杆的左右两端均伸出壳体外，每个横杆上均开有两个左右间隔布置的轴向槽，向右推动横杆，右侧的轴向槽将蒸发室和右腔室接通，向左推动横杆，左侧的轴向槽将蒸发室和左腔室接通；横杆上固定有一个横向的柱塞，柱塞从两个第三通孔中穿过将两个第三通孔封闭，横杆向左侧推动会使柱塞从第三通孔中退出从而使至少一个第三通孔打开。

本发明能够方便且精确的控制蒸发面积，从而达到控制蒸汽浓度的效果，不需改变蒸发温度，避免了温度改变引起试剂分解或化学性质改变的情况，另外，本装置采用层叠的结构，在保证蒸发效率的同时极大地缩小了本装置的体积。

附图说明

图1为本发明主视剖视图。

图2为第二竖管位置的左视图。

图3为图1中A位置的放大图。

图4为图1中B位置的放大图。

图5为图1中C位置的放大图。

图6为图1中D位置的放大图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作出进一步详细说明。

由图1至图6给出，本发明包括壳体1，壳体1上方设有储液腔2，储液腔2经一根进液管3与壳体1顶部连通，壳体1内左右间隔布置有两个竖板4，两个竖板4将壳体1分隔成左腔室、中间腔室和右腔室，左侧的竖板4底部开有第一通孔5，左腔室内设有上端与储液腔2连通的回液管6，回液管6上安装有液泵7，右侧的竖板4顶部开有气孔8，右腔室上安装有出气管9；中间腔室内设有多个上下间隔布置的横板10以及一个斜板11，斜板11位于最上方，斜板11和多个横板10将中间腔室分隔成多个独立的蒸发室；斜板11的最低处穿有一个可上下移动的第一竖管12，第一竖管12侧壁上开有径向的第二通孔13，每个横板10上均穿有一个上端封口下端开口的第二竖管14，第二竖管14侧壁上开有两个左右相对的第三通孔15以及高于第三通孔15的第四通孔16，第三通孔15的下边缘不高于横板10的上表面且不低于横板10的下表面，每个横板10的上方均穿有一个可左右推拉的横杆17，横杆17的左右两端均伸出壳体1外，每个横杆17上均开有两个左右间隔布置的轴向槽18，向右推动横杆17，右侧的轴向槽18将蒸发室和右腔室接通，向左推动横杆17，左侧的轴向槽18将蒸发室和左腔室接通；横杆17上固定有一个横向的柱塞26，柱塞26从两个第三通孔15中穿过将两个第三通孔15封闭，横杆17向左侧推动会使柱塞26从第三通孔15中退出从而使至少一个第三通孔15打开。

所述的第一竖管12的上端伸出壳体1外，第一竖杆与壳体1顶部螺纹配合，转动第一竖管12可使第一竖管12上下移动，第一竖管12的上端固定有旋钮19，方便转动第一竖管12。

所述的每个横杆17右端的侧壁上均开有两个左右间隔布置的球形凹槽20，壳体1的右侧壁内安装有多个与横杆17一一对应的弹性卡块21，弹性卡块21可卡在对应的横杆17的球形凹槽20内；当弹性卡块21卡在左侧的球形凹槽20内时，该横杆17上右侧的轴向槽18将蒸发室和右腔室连通，左侧的轴向槽18完全位于蒸发室内，当弹性卡块21卡在右侧的球形凹槽20内时，该横杆17左侧的轴向槽18将蒸发室和左腔室连通，右侧的轴向槽18完全位于蒸发室内。

所述的每个第二竖管14的下端均安装有一个开口向上的圆盘22，圆盘22的盘口高于第二竖管14的下管口，上层液体试剂从第二竖管14流下后进入圆盘22内然后从圆盘22内溢流至下层的蒸发室内，圆盘22内装满液体试剂后会将第二竖管14的下端口淹没，可防止下层蒸发室内的蒸汽经第二竖管14扩散至上层蒸发室内。

所述的右腔室底部安装有进气管23，进气管23可向右腔室内通入化学性质稳定的惰性气体或与蒸汽不发生反应的其他气体，形成气流将蒸汽从出气管9带出。

每个所述的横板10的上表面均开有一个环绕第二竖管14的浅槽24，第三通孔15的下边缘与浅槽24底部齐平；当本层的第二竖管14上的第三通孔15开启时，上层流下的液体试剂流至浅槽24内然后从第三通孔15流至下层，避免药液在本层横板10上溢流。

所述的进气管23、出气管9以及进液管3上均安装有一个开关阀25。

所述的壳体1的内底面为左低右高的斜面，从而壳体1底部的液体试剂经第一通孔5流至左腔室内。

所述的轴向槽18的位置高于同蒸发室内的第三通孔15，避免蒸发室内的液面淹没轴向槽18。

所述的第三通孔15和柱塞26均为方形截面，避免横杆17转动的同时，第三通孔15开启时能使液体试剂快速排净。

本发明在使用时，首先在储液腔2内装入足量的液体试剂，然后启动液泵7，打开进气管23和出气管9上的开关阀25，并从进气管23向由腔室内通入稳定的载气气流，载气可采用化学性质稳定的惰性气体或不与蒸汽反应的其他气体，最后打开进液管3上的开关阀25。

以下先以所有横杆17均位于右侧位置的状态进行工作过程的介绍：进液管3上的开关阀25打开后，储液腔2内的液体试剂经进液管3流到斜板11上，斜板11上的液面逐渐升高，当液面达到第一竖管12上的第二通孔13位置时，液体试剂会从第二通孔13和第一竖管12流入下方的蒸发室内，此时该蒸发室内的横杆17位于右侧位置即弹性卡块21卡在左侧的球形凹槽20内，则该蒸发室与右腔室连通，与左腔室隔断，同时，该蒸发室内的第二竖管14上的第三通孔15均被柱塞26封闭，当该蒸发室内的液面到达第四通孔16的位置时，液体试剂从第四通孔16流入第二竖管14内然后流入下方的圆盘22内，将圆盘22注满后从圆盘22内溢流至下方的横板10上；依此类推，最终液体在将所有横板10铺满后流至中间腔室的底部并通过第一通孔5流至左腔室内，然后被回液泵7通过回液管6抽吸回流至储液腔2内。

每层的横板10以及斜板11上的药液蒸发产生蒸汽，斜板11上产生的蒸汽通过右侧的竖板4顶部的气孔8进入右腔室内，横板10上产生的蒸汽通过对应的横杆17上右侧的轴向槽18进入右腔室内，然后随载气从出气管9输出。

如果将某一层的横杆17向左推动至左侧位置即弹性卡块21卡在右侧的凹槽内，则相应的蒸发室与左腔室连通，与右腔室隔断，同时，该横杆17上的柱塞26向左移动使至少一个第三通孔15开启，液体试剂流至该层横板10上后直接从第三通孔15流下，该层蒸发室内不再存储液体试剂，则该腔室不再蒸发，右腔室内的蒸汽浓度降低，该层横板10上粘附残留的少量液体试剂蒸发后从该横杆17上左侧的轴向槽18进入左腔室内，冷凝后被回液管6抽吸至储液腔2内，避免残留的药液影响右腔室内输出蒸汽的浓度；如果将该横杆17再次回拉至右侧位置，则柱塞26向右移动将两个第三通孔15均封闭，该蒸发室再次存储液体试剂开始蒸发，右腔室内的蒸汽浓度升高。

当需要小范围调节蒸汽浓度时，则通过旋拧第一竖杆使其上下移动，若其向下移动，则第二通孔13随之下移，斜板11上的液面会降低，则液面会向斜板11较低的一侧收缩从而使蒸发面积减小，反之，若将第一竖管12向上调节，则斜板11上液面会升高，液面向斜板11较高的一侧扩展，蒸发面积增大；通过横板10数量和斜板11上蒸发面积的调节，能够实现无级的调节蒸发面积，从而实现无级调节蒸汽浓度。

实验完成后，将所有横杆17均推至左侧位置，将第一竖管12调至最低位置，使中间腔室内的液体试剂全部流尽，被回液管6收集回储液腔2内，然后关闭液泵7，关闭所有开关阀25即可。

本发明通过横板10数量的有级调节和斜板11上液面面积的无级调节相配合，能够方便且精确的控制蒸发面积，从而达到控制蒸汽浓度的效果，不需改变蒸发温度，避免了温度改变引起试剂分解或化学性质改变的情况，也不需改变载气流量，使蒸汽浓度稳定可控；另外，本装置采用层叠的结构，在保证蒸发效率的同时极大地缩小了本装置的体积。

Claims

1.稳定化学蒸汽流发生装置，包括壳体（1），其特征在于，壳体（1）上方设有储液腔（2），储液腔（2）经一根进液管（3）与壳体（1）顶部连通，壳体（1）内左右间隔布置有两个竖板（4），两个竖板（4）将壳体（1）分隔成左腔室、中间腔室和右腔室，左侧的竖板（4）底部开有第一通孔（5），左腔室内设有上端与储液腔（2）连通的回液管（6），回液管（6）上安装有液泵（7），右侧的竖板（4）顶部开有气孔（8），右腔室上安装有出气管（9）；中间腔室内设有多个上下间隔布置的横板（10）以及一个斜板（11），斜板（11）位于最上方，斜板（11）和多个横板（10）将中间腔室分隔成多个独立的蒸发室；斜板（11）的最低处穿有一个可上下移动的第一竖管（12），第一竖管（12）侧壁上开有径向的第二通孔（13），每个横板（10）上均穿有一个上端封口下端开口的第二竖管（14），第二竖管（14）侧壁上开有两个左右相对的第三通孔（15）以及高于第三通孔（15）的第四通孔（16），第三通孔（15）的下边缘不高于横板（10）的上表面且不低于横板（10）的下表面，每个横板（10）的上方均穿有一个可左右推拉的横杆（17），横杆（17）的左右两端均伸出壳体（1）外，每个横杆（17）上均开有两个左右间隔布置的轴向槽（18），轴向槽（18）的位置高于同蒸发室内的第三通孔（15），向右推动横杆（17），右侧的轴向槽（18）将蒸发室和右腔室接通，向左推动横杆（17），左侧的轴向槽（18）将蒸发室和左腔室接通；横杆（17）上固定有一个横向的柱塞（26），柱塞（26）从两个第三通孔（15）中穿过将两个第三通孔（15）封闭，横杆（17）向左侧推动会使柱塞（26）从第三通孔（15）中退出从而使至少一个第三通孔（15）打开；

每个所述的横杆（17）右端的侧壁上均开有两个左右间隔布置的球形凹槽（20），壳体（1）的右侧壁内安装有多个与横杆（17）一一对应的弹性卡块（21），弹性卡块（21）可卡在对应的横杆（17）的球形凹槽（20）内。

2.根据权利要求1所述的稳定化学蒸汽流发生装置，其特征在于，所述的第一竖管（12）的上端伸出壳体（1）外，第一竖杆与壳体（1）顶部螺纹配合，第一竖管（12）的上端固定有旋钮（19）。

3.根据权利要求1所述的稳定化学蒸汽流发生装置，其特征在于，所述的每个第二竖管（14）的下端均安装有一个开口向上的圆盘（22），圆盘（22）的盘口高于第二竖管（14）的下管口。

4.根据权利要求1所述的稳定化学蒸汽流发生装置，其特征在于，所述的右腔室底部安装有进气管（23）。

5.根据权利要求1所述的稳定化学蒸汽流发生装置，其特征在于，每个所述的横板（10）的上表面均开有一个环绕第二竖管（14）的浅槽（24），第三通孔（15）的下边缘与浅槽（24）底部齐平。

6.根据权利要求4所述的稳定化学蒸汽流发生装置，其特征在于，所述的进气管（23）、出气管（9）以及进液管（3）上均安装有一个开关阀（25）。

7.根据权利要求1所述的稳定化学蒸汽流发生装置，其特征在于，所述的壳体（1）的内底面为左低右高的斜面。

8.根据权利要求1所述的稳定化学蒸汽流发生装置，其特征在于，所述的第三通孔（15）和柱塞（26）均为方形截面。