CN111735281A - 一种快干式滴水架 - Google Patents
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Abstract
一种快干式滴水架，旨在解决现有技术中采用热风烘干的滴水架容易导致汽化的水分集聚在试管等实验用具内部，导致水分容易在试管等实验用具的内壁面上产生二次附着，进而使得试管等实验用具的干燥效率较低的技术问题。本发明包括本体和设在本体侧面上的滴水棒组，滴水棒组包括若干个间隔布置的滴水棒，滴水棒内部沿其长度方向布设有烘干流道和冷凝流道，本体内部沿其厚度方向依次设有烘干层、隔热层和冷凝层，中空的烘干层中布设有加热件，烘干层与外设的风机相连，中空的冷凝层与外设的真空泵相连，风机注入烘干层中的空气经加热件升温后沿烘干流道流入容器中，水蒸气和空气的混合气体在真空泵的作用下自容器沿冷凝流道流入冷凝层中。
Description
技术领域
本发明涉及滴水架技术领域，特别是涉及一种快干式滴水架。
背景技术
在实验室中，试管等实验用具常作为溶液的混合反应容器，试管等实验用具使用后需对其进行清洗，以便于下次取用，其问题在于，试管等实验用具中的水分在静置下需要较长的时间才能实现自然风干，故而在二次取用时其内部的水分通常未能完全干燥，这样会对试管等实验用具的再次使用造成一定影响，基于此，目前常使用滴水架，将试管等实验用具插在滴水架的滴水棒上，滴水棒向上延伸，即试管等实验用具的开口端向下倾斜，此时容器壁面上附着的水滴可以快速沥干。
申请号为CN201910081838.0的中国专利公开了一种实验室滴水架，包括多个主体，主体为中空结构，所述主体的一端设置有风室，风室连接有风机，风室内设置有加热丝，所述风室朝向主体的一面上开设有多个连通孔，主体通过连通孔与风室连通，每个主体对应一个连通孔。
上述专利在主体的内部中空结构，主体连接有风室，风机向风室内吹风，风室内的加热丝对风室内的气流进行加热，气流沿着连通孔与主体连接，使热气流通过主体进入到试管内，从而使试管的内壁加速干燥；其问题在于，上述滴水架使用热空气对试管等实验用具的内壁面进行烘干时，附着在试管等实验用具内壁面上的水滴汽化为水蒸气弥散在容器内部，当容器的开口端口径较大时，开口端与滴水棒之间的间隙较大，此时水蒸气可快速自容器内部排出，试管等实验用具的干燥速率较快，但是，当容器的开口端口径较小时，开口端与滴水棒之间的间隙较小，此时水蒸气难以自容器内部排出，试管等实验用具的干燥速率较低。
发明内容
本发明为了克服现有技术中采用热风烘干的滴水架容易导致汽化的水分集聚在试管等实验用具内部，导致水分容易在试管等实验用具的内壁面上产生二次附着，进而使得试管等实验用具的干燥效率较低的技术问题，提供一种快干式滴水架，所述滴水架可将汽化后的水分自试管等实验用具内部快速导出，水分汽化后不会在试管内壁上产生二次附着，一方面可有效提升试管等实验用具的干燥效率，另一方面可降低需要导入试管等实验用具内的热风量，试管烘干过程中的能源消耗量较低，从而可降低装置的使用成本。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案。
一种快干式滴水架，包括本体和设在本体侧面上的滴水棒组，滴水棒组包括若干个间隔布置的滴水棒，滴水棒内部沿其长度方向布设有烘干流道和冷凝流道，本体内部沿其厚度方向依次设有烘干层、隔热层和冷凝层，中空的烘干层中布设有加热件，烘干层与外设的风机相连，中空的冷凝层与外设的真空泵相连，风机注入烘干层中的空气经加热件升温后沿烘干流道流入容器中，水蒸气和空气的混合气体在真空泵的作用下自容器沿冷凝流道流入冷凝层中。现有的滴水架在引入烘干机构时，通常是单纯地引入热风烘干系统，如背景技术中引用的对比文件，风机吹出的流动空气经加热丝加热后，进入容器内部对容器内壁面上的水分进行烘干，其问题在于，当容器开口端的口径较小时，将容器插接在滴水棒上时，容器的开口端与滴水棒之间的缝隙较小，容器内部混有水蒸气的空气自容器中排出的效率较低，容器中的水分实际进行的是一个蒸发——附着——再蒸发的过程，烘干操作的耗时较长，故而容器的烘干速率较低，进一步的，由于烘干过程中风机和加热丝需要持续工作，故而烘干过程中的能源消耗量较大，装置的的使用成本较高。本发明提供一种快干式滴水架，本体内部沿其厚度方向依次设有烘干层、隔热层和冷凝层，滴水棒上设有烘干流道和冷凝流道，当容器开口端的口径较小导致容器开口端与滴水棒之间的间隙较小时，风机吹出的流动空气在烘干层中经加热件升温后沿烘干流道注入容器内部，高温气体辅助容器内壁面上附着的水滴汽化，汽化后的水蒸气与高温气体混合在一起，水蒸气和空气的混合气体在真空泵的作用下自容器沿冷凝流道流入冷凝层中，由于冷凝层的温度较低，故而混合气体中的水蒸气遇冷液化后排出，上述过程中，容器内壁面上的水分蒸发后即被抽入冷凝层中液化，故而容器内壁面上不会出现水分二次附着的现象，容器内壁面上的水分可以被快速烘干，且烘干操作的耗时相较于对比文件大幅缩短，基于此，本发明所述装置可降低需要导入试管等实验用具内的热风量，试管烘干过程中的能源消耗量较低，从而可降低装置的使用成本；进一步的，烘干层与冷凝层之间设有隔热层，其目的是降低烘干层与冷凝层之间的热交换，一方面降低烘干层中热空气的热损失，使得容器内壁面上附着的水分可快速蒸发，另一方面降低冷凝层的升温速率，使得冷凝层维持在较低温度，保证进入冷凝层中的混合气体中的水蒸气可快速液化，从而降低自冷凝层回流至容器内部的气体中的水含量。
作为优选，烘干层位于隔热层靠近滴水棒的一侧，滴水棒的轴线上设有一端与本体相连的加强杆，烘干流道包括与加强杆共轴线的烘干主流道，冷凝流道包括与加强杆共轴线的冷凝主流道，烘干主流道和冷凝主流道的横截面均呈环形，烘干主流道位于冷凝主流道远离加强杆的一侧。滴水棒用以插接固定试管等实验用具，故而滴水棒需要一定的强度以避免其在使用过程中发生弯折，本发明在滴水棒的轴线上布设了一端与本体相连的加强杆，加强杆可实现对试管等实验用具的有效支撑；进一步的，冷凝主流道与冷凝层连通，烘干主流道与烘干层连通，烘干主流道和冷凝主流道的横截面均呈环形，烘干主流道位于冷凝主流道远离加强杆的一侧，其目的是在保证滴水棒结构强度的同时尽可能提升烘干主流道和冷凝主流道的气流量，以提升对试管等实验用具的烘干速率。
作为优选，滴水棒上设有若干个沿滴水棒径向布置的烘干副流道，烘干副流道将烘干主流道和大气连通，滴水棒上设有若干个沿滴水棒径向布置的冷凝副流道，冷凝副流道将冷凝主流道和大气连通，烘干副流道的数目大于冷凝副流道的数目，烘干副流道的孔径小于冷凝副流道的孔径。本发明中，烘干副流道的数目大于冷凝副流道的数目，烘干副流道的孔径小于冷凝副流道的孔径，烘干副流道用以向试管等实验用具内部排气，提升烘干副流道数目的同时缩小烘干副流道的孔径，可提升热空气在试管等实验用具内部扰流的剧烈程度，热空气可快速高效得弥散至试管等实验用具内部的任意位置，从而保证烘干操作的全覆盖；冷凝副流道用以自试管等实验用具内部排气抽气，增大烘干副流道孔径的同时降低烘干副流道的数目，可在降低对试管等实验用具内部气体的扰流程度的同时提升抽气效率。
作为优选，烘干主流道靠近烘干层的一端设有电磁阀，电磁阀上设有信号接收器以及与信号接收器联动的控制器，滴水棒上设有压力传感器以及与压力传感器联动的信号发生器，当信号接收器检测到信号发生器的输出信号时，电磁阀在控制器的调节下打开，当信号接收器检测到信号发生器的输出信号消失时，电磁阀在控制器的调节下关闭。本体上布设有若干个滴水棒，由于这些滴水棒不是同时使用的，故而需要对滴水棒上的烘干主流道和冷凝主流道的开合进行调节，本技术方案对烘干主流道的开合控制进行限定，冷凝主流道的开合控制使用类似的结构即可，具体的，滴水棒上设有压力传感器以及与压力传感器联动的信号发生器，烘干主流道靠近烘干层的一端设有电磁阀，电磁阀上设有信号接收器以及与信号接收器联动的控制器，当滴水棒上没有插接试管等实验用具时，电磁阀处于关闭状态，烘干层和冷凝层不会在该滴水棒对应位置与外界发生气体交换，当滴水棒上插接试管等实验用具时，压力传感器检测到压力信号，与压力传感器联动的信号发生器输出信号，当信号接收器检测到信号发生器的输出信号时，电磁阀在控制器的调节下打开，即仅在插接有实验用具的滴水棒对应的电磁阀打开，气体与烘干层、冷凝层的交换仅在该位置进行，从而可有效降低气体的耗散量。
作为优选，烘干层沿其长度方向包括进气端和封闭端，进气端与风机相连，滴水棒组沿本体的长度方向包括若干个间隔布置的横向滴水棒组，相邻两个横向滴水棒组之间均设有加热件，靠近风机的横向滴水棒组与风机之间设有加热件，加热件沿本体的宽度方向布置且与烘干层的宽度一致，加热件为加热丝。相邻两个横向滴水棒组之间均设有加热件，靠近风机的横向滴水棒组与风机之间设有加热件，使用过程中，对滴水棒的位置进行定位，然后仅对最靠近该滴水棒且位于该滴水棒靠近风机一侧的加热件进行加热，相较于使用统一的加热件进行空气加热的加热方式，本发明可提升加热件的加热效率以及对空气加热的针对性，同时降低能源成本。
作为优选，本体包括安装板和支撑板，安装板和支撑板通过弧形板相连，支撑板位于本体靠近滴水棒的一侧，支撑板远离安装板的端面上设有与冷凝层连通的冷凝孔。
作为优选，真空泵与安装板远离支撑板的一端相连，风机与支撑板远离安装板的一端相连，真空泵与冷凝层通过气管连通，风机和烘干层通过气管连通。
作为优选，本体靠近滴水棒的端面上设有布置在本体外缘处的环形凸缘，环形凸缘远离安装板的一端设有排水槽，排水槽沿环形凸缘的宽度方向贯通。
作为优选，滴水棒呈锥形，滴水棒包括大端和小端，大端与本体固定相连，滴水棒的轴线与本体靠近滴水棒的端面之间的夹角为锐角。
作为优选，隔热层由聚酰亚胺薄膜制成。聚酰亚胺薄膜可在厚度较小下达成良好的隔热效果，本发明选用聚酰亚胺薄膜制备隔热层，可有效降低本体的厚度，提升整个装置的紧凑性。
综上所述，本发明具有如下有益效果：（1）所述滴水架可将汽化后的水分自试管等实验用具内部快速导出，水分汽化后不会在试管内壁上产生二次附着，一方面可有效提升试管等实验用具的干燥效率，另一方面可降低需要导入试管等实验用具内的热风量，试管烘干过程中的能源消耗量较低，从而可降低装置的使用成本；（2）使用过程中，对滴水棒的位置进行定位，然后仅对最靠近该滴水棒且位于该滴水棒靠近风机一侧的加热件进行加热，相较于使用统一的加热件进行空气加热的加热方式，本发明可提升加热件的加热效率以及对空气加热的针对性，同时降低能源成本。
附图说明
图1是本发明整体的轴测图。
图2是本发明整体的侧视图。
图3是本发明内部流道的示意图。
图4是本发明中烘干层的示意图。
图中：
本体1，滴水棒2，大端2a，小端2b，烘干流道3，烘干主流道31，烘干副流道32，冷凝流道4，冷凝主流道41，冷凝副流道42，烘干层5，进气端5a，封闭端5b，隔热层6，冷凝层7，加热件8，加强杆9，横向滴水棒组10，安装板11，支撑板12，弧形板13，冷凝孔14，环形凸缘15，排水槽16。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语 ” 纵向 ”、“横向 ”、“上“、“下”、“ 前 ”、“后“、“左”、“ 右 ”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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。
在本发明的描述中，需要说明的是，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。
实施例：
如图1至图4所示，一种快干式滴水架，包括本体1和设在本体侧面上的滴水棒组，滴水棒组包括若干个间隔布置的滴水棒2，滴水棒内部沿其长度方向布设有烘干流道3和冷凝流道4，本体内部沿其厚度方向依次设有烘干层5、隔热层6和冷凝层7，中空的烘干层中布设有加热件8，烘干层与外设的风机相连，中空的冷凝层与外设的真空泵相连，风机注入烘干层中的空气经加热件升温后沿烘干流道流入容器中，水蒸气和空气的混合气体在真空泵的作用下自容器沿冷凝流道流入冷凝层中；烘干层位于隔热层靠近滴水棒的一侧，滴水棒的轴线上设有一端与本体相连的加强杆9，烘干流道包括与加强杆共轴线的烘干主流道31，冷凝流道包括与加强杆共轴线的冷凝主流道41，烘干主流道和冷凝主流道的横截面均呈环形，烘干主流道位于冷凝主流道远离加强杆的一侧；滴水棒上设有若干个沿滴水棒径向布置的烘干副流道32，烘干副流道将烘干主流道和大气连通，滴水棒上设有若干个沿滴水棒径向布置的冷凝副流道42，冷凝副流道将冷凝主流道和大气连通，烘干副流道的数目大于冷凝副流道的数目，烘干副流道的孔径小于冷凝副流道的孔径；烘干主流道靠近烘干层的一端设有电磁阀，电磁阀上设有信号接收器以及与信号接收器联动的控制器，滴水棒上设有压力传感器以及与压力传感器联动的信号发生器，当信号接收器检测到信号发生器的输出信号时，电磁阀在控制器的调节下打开，当信号接收器检测到信号发生器的输出信号消失时，电磁阀在控制器的调节下关闭；烘干层沿其长度方向包括进气端5a和封闭端5b，进气端与风机相连，滴水棒组沿本体的长度方向包括若干个间隔布置的横向滴水棒组10，相邻两个横向滴水棒组之间均设有加热件，靠近风机的横向滴水棒组与风机之间设有加热件，加热件沿本体的宽度方向布置且与烘干层的宽度一致，加热件为加热丝；本体包括安装板11和支撑板12，安装板和支撑板通过弧形板13相连，支撑板位于本体靠近滴水棒的一侧，支撑板远离安装板的端面上设有与冷凝层连通的冷凝孔14；真空泵与安装板远离支撑板的一端相连，风机与支撑板远离安装板的一端相连，真空泵与冷凝层通过气管连通，风机和烘干层通过气管连通；本体靠近滴水棒的端面上设有布置在本体外缘处的环形凸缘15，环形凸缘远离安装板的一端设有排水槽16，排水槽沿环形凸缘的宽度方向贯通；滴水棒呈锥形，滴水棒包括大端2a和小端2b，大端与本体固定相连，滴水棒的轴线与本体靠近滴水棒的端面之间的夹角为锐角；隔热层由聚酰亚胺薄膜制成。
如图1和图2所示，图中的滴水架是拼合后的支撑状态，此处对右侧的单个滴水架结构进行说明，滴水架包括本体，本体自上而下依次为安装板、弧形板和支撑板，支撑板位于安装板右侧，支撑板与安装板之间的夹角为钝角，安装板上安装有若干个滴水棒，本实施例中滴水棒包括纵向的六排，其中每排均由五个滴水棒，呈锥形的滴水棒包括大端和小端，大端与安装板固定相连，此处仅是对滴水棒的形状进行举例说明，滴水棒可以是其他形状，只要滴水棒远离安装板一端的直径小于待插接的试管等实验用具的开口端直径即可，本体的右侧面的外缘处设有环形凸缘，环形凸缘的下端面上设有排水槽，排水槽沿支撑板上端面的方向贯通环形凸缘，支撑板的右端面上设有与冷凝层连通的冷凝孔。
图3对本体和滴水棒的内部结构进行说明，本体自上而下依次为烘干层、隔热层和冷凝层，烘干层和冷凝层均为中空结构，滴水棒上设有烘干流道和冷凝流道，烘干流道包括自上而下布置的烘干主流道，冷凝流道包括自上而下布置的冷凝主流道，烘干主流道和冷凝主流道的横截面均为环形，烘干主流道和冷凝主流道同轴布置，烘干主流道位于冷凝主流道的外侧，烘干流道包括沿滴水棒径向布置的若干个烘干副流道，烘干副流道将烘干主流道和大气连通，冷凝流道包括沿滴水棒径向布置的若干个冷凝副流道，冷凝副流道将冷凝主流道和大气连通，冷凝主流道的内部设有下端与本体固定相连的加强杆，如图4所示，烘干层沿其长度方向包括进气端和封闭端，进气端与风机相连，滴水棒组沿本体的长度方向包括若干个间隔布置的横向滴水棒组，相邻两个横向滴水棒组之间均设有加热件，靠近风机的横向滴水棒组与风机之间设有加热件，加热件沿本体的宽度方向布置且与烘干层的宽度一致，加热件为加热丝。
如图3所示，本发明所述一种快干式滴水架在使用时，风机将空气吹入烘干层，气流经加热件升温后沿进入烘干主流道，然后沿烘干副流道进入试管等实验用具内部，由于烘干副流道的数目有若干个且孔径较小，故而升温后的热空气可辅助容器内壁面上的水分快速蒸发，同步的，打开与冷凝层连通的真空泵，真空泵将冷凝层抽至负压，容器中混有水蒸气的气体在压差作用下沿冷凝副流道注入冷凝主流道，然后汇流入冷凝层中，气体中的水蒸气快速液化，液化后的水流汇集后自冷凝孔排出，图中箭头标识了冷凝流道和烘干流道中的气体流向。
Claims (10)
1.一种快干式滴水架，包括本体和设在本体侧面上的滴水棒组，其特征在于，滴水棒组包括若干个间隔布置的滴水棒，滴水棒内部沿其长度方向布设有烘干流道和冷凝流道，本体内部沿其厚度方向依次设有烘干层、隔热层和冷凝层，中空的烘干层中布设有加热件，烘干层与外设的风机相连，中空的冷凝层与外设的真空泵相连，风机注入烘干层中的空气经加热件升温后沿烘干流道流入容器中，水蒸气和空气的混合气体在真空泵的作用下自容器沿冷凝流道流入冷凝层中。
2.根据权利要求1所述的一种快干式滴水架，其特征在于，烘干层位于隔热层靠近滴水棒的一侧，滴水棒的轴线上设有一端与本体相连的加强杆，烘干流道包括与加强杆共轴线的烘干主流道，冷凝流道包括与加强杆共轴线的冷凝主流道，烘干主流道和冷凝主流道的横截面均呈环形，烘干主流道位于冷凝主流道远离加强杆的一侧。
3.根据权利要求2所述的一种快干式滴水架，其特征在于，滴水棒上设有若干个沿滴水棒径向布置的烘干副流道，烘干副流道将烘干主流道和大气连通，滴水棒上设有若干个沿滴水棒径向布置的冷凝副流道，冷凝副流道将冷凝主流道和大气连通，烘干副流道的数目大于冷凝副流道的数目，烘干副流道的孔径小于冷凝副流道的孔径。
4.根据权利要求2所述的一种快干式滴水架，其特征在于，烘干主流道靠近烘干层的一端设有电磁阀，电磁阀上设有信号接收器以及与信号接收器联动的控制器，滴水棒上设有压力传感器以及与压力传感器联动的信号发生器，当信号接收器检测到信号发生器的输出信号时，电磁阀在控制器的调节下打开，当信号接收器检测到信号发生器的输出信号消失时，电磁阀在控制器的调节下关闭。
5.根据权利要求1所述的一种快干式滴水架，其特征在于，烘干层沿其长度方向包括进气端和封闭端，进气端与风机相连，滴水棒组沿本体的长度方向包括若干个间隔布置的横向滴水棒组，相邻两个横向滴水棒组之间均设有加热件，靠近风机的横向滴水棒组与风机之间设有加热件，加热件沿本体的宽度方向布置且与烘干层的宽度一致，加热件为加热丝。
6.根据权利要求1所述的一种快干式滴水架，其特征在于，本体包括安装板和支撑板，安装板和支撑板通过弧形板相连，支撑板位于本体靠近滴水棒的一侧，支撑板远离安装板的端面上设有与冷凝层连通的冷凝孔。
7.根据权利要求6所述的一种快干式滴水架，其特征在于，真空泵与安装板远离支撑板的一端相连，风机与支撑板远离安装板的一端相连，真空泵与冷凝层通过气管连通，风机和烘干层通过气管连通。
8.根据权利要求6所述的一种快干式滴水架，其特征在于，本体靠近滴水棒的端面上设有布置在本体外缘处的环形凸缘，环形凸缘远离安装板的一端设有排水槽，排水槽沿环形凸缘的宽度方向贯通。
9.根据权利要求1或2或5或6所述的一种快干式滴水架，其特征在于，滴水棒呈锥形，滴水棒包括大端和小端，大端与本体固定相连，滴水棒的轴线与本体靠近滴水棒的端面之间的夹角为锐角。
10.根据权利要求1或2或5或6所述的一种快干式滴水架，其特征在于，隔热层由聚酰亚胺薄膜制成。
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