CN115722281A - 一种溶液分层提取装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及溶剂萃取技术领域，具体公开了一种溶液分层提取装置，包括分液罐的一侧内侧壁固定有竖向的滑杆，在滑杆内卡紧有可沿着滑杆上下移动且浮在溶液表面的滑块；在滑块的一侧固定安装有用于控制溶液排出的浮球阀；浮球阀的浮球内填充有密度小于上层溶液且密度大于下层溶液密度的填充液，浮球阀的位置位于上层溶液的底部和下层溶液的顶部之间。本专利的目的在于解决在对分层完毕后的溶液，上层密度较大的溶液不能够直接提取出，而需要将下层溶液排空才能够取出，较为费时费力，其次试验人员因经验不足，部分上层溶液也跟随下层溶液排出，使得上层溶液浪费较多的问题。

Description

一种溶液分层提取装置

技术领域

本发明涉及溶剂萃取技术领域，特别涉及一种溶液分层提取装置。

背景技术

在实验室中，分液漏斗是一种常规实验器皿，用于固液或溶液与溶液反应发生装置或者物质分离提纯。在初中教育阶段，分液漏斗的主要作用是控制化学反应的速率，而在试验萃取中，分液漏斗主要用于对物质进行分离提纯。

分液漏斗一般包括斗体、斗盖和旋塞，分液漏斗的原理为两种不能互溶的溶液在一起后分层，密度大的在下方，密度小的溶液在上方，下方溶液可以从小口流出，待下方溶液流尽后，上方溶液从上口倒出，达到分液的目的。例如，用四氯化碳分离碘水中的碘，就采用分液法分离。

但是在使用分液漏斗对溶液进行分层的过程中，发现传统的分液漏斗容量较少，在针对溶液量比较大时，需要多次或者重复进行分液操作，比较费时费力；同时由于分液漏斗的试验步骤必须是将下层的溶液流干净后，才能够取出上层的溶液，往往在试验的过程中需要的正是上层的溶液，试验人员需要等下层的溶液排干净后才能够提取上层溶液，比较麻烦；其次在试验人员对分液漏斗内的溶液进行充分摇匀混合时，将分液漏斗中水平摇动四五下，然后打开盖子放一次气，再摇，这样来回四五次，对溶液进行充分混合，但是较为费力；其次由于在上层溶液与下层溶液之间存在有界限，往往为了得到较为“纯净”的上层溶液，“纯净”指的是在取出的上层溶液中不含下层溶液，在现在溶液分层试验中，会在下层溶液排出时，将部分上层溶液一起跟随下层溶液排出，剩余的上层溶液中不含下层溶液，但是这与试验人员的经验有关，在经验较短的试验人员操作时，有时候会因为操作不当造成过多的下层溶液排出，使得剩余的上层溶液不多，大大降低了试验的效率。

授权公告号为CN208212583U的中国专利公开了一种化学实验萃取装置，包括支座，支座定连接于萃取漏斗，搅拌叶轴传动连接于搅拌叶，所述搅拌叶位于搅拌叶轴的下端，所述萃取漏斗固定连接于分液管道，所述分液管道位于萃取漏斗的下端，所述分液管道销接于分液活塞，所述分液活塞的内部开设有孔洞，所述分液管道固定连接于溶液排出管道，所述溶液排出管道位于分液管道的下端，所述电机与外部电源电性连接。

上述方案中电机通过传动装置带动所述搅拌叶旋转，使用搅拌叶来对两种溶液进行混合，使得两种溶液混合得更均匀，更多的溶质能够溶解到溶液中，解决了溶液的混合效率，提升萃取装置的使用效率，但是在针对部分溶液混合后，混合后产生的分层溶液需要提取出上层溶液，然而往往需要将下层溶液排空后，才能够取出上层溶液，降低了上层溶液的所得量，进一步降低了试验的效率。

发明内容

针对现有技术不足，本发明是提供一种溶液分层提取装置，解决在对分层完毕后的溶液，上层密度较大的溶液不能够直接提取出，而需要将下层溶液以此排空才能够取出，较为费时费力，其次试验人员因经验不足，部分上层溶液也跟随下层溶液排出，使得上层溶液浪费较多的问题。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：

一种溶液分层提取装置，包括对溶液进行分离的分液罐，在分液罐内装有静置完毕后分层的溶液，所述在分液罐的一侧内侧壁固定有竖向的滑杆，在滑杆内卡紧有可沿着滑杆上下移动且浮在溶液表面的滑块；在滑块的一侧固定安装有用于控制溶液排出的浮球阀；在滑块的一侧固定有弯曲的第一管道；在分液罐的中部竖向连接有贯穿分液罐底部的第二管道，第一管道的出口端通过橡胶软管连接第二管道的顶端；浮球阀的浮球内填充有密度小于上层溶液且密度大于下层溶液密度的填充液，浮球阀的位置位于上层溶液的底部和下层溶液的顶部之间。

本方案的原理是：

将搅拌均匀完毕的溶液倒入分液罐内，在静置后，溶液出现明显分层的现象，此时，浮球阀的浮球处于上层溶液与下层溶液的界限处；然后通过推动按压滑块，将第一管道完全沉入溶液中，此时利用连通器原理，浮球的高度低于滑块时，浮球阀开启；上层溶液经过从滑块进入到第一管道内，在第一管道以及第二管道内充满上层溶液后，此时放松滑块，使得滑块浮在液面上；利用虹吸效应，此时溶液不断从分液罐内依次进过第一管道、橡胶管道和第二管道排出到分液罐外部的收集筒内。

在上层溶液排完后，由于进水口位于滑块的底端，会有部分下层溶液会进入到第一管道内，此时滑块位于下层溶液的顶面，滑块与浮球阀处于同一水平面或者浮球高于滑块，与此同时浮球阀关闭；此时虹吸效应消失，部分下层溶液残留在第一管道和橡胶管道内，会有少量的上层溶液残留在第二管道内，为了保证取出的上层溶液的“纯净”，可以将残留在第二管道内上层溶液丢弃，完成对溶液分层后的上层溶液收集，且浪费的上层溶液较少。

本方案产生的有益效果是：

1、与现有技术中分液管道位于萃取漏斗的下端相比，在需要取出上层溶液时，需要将下层溶液排出，然而在取出下层溶液时，为了保证上层溶液的“纯净”，会有部分上层溶液跟随下层溶液排出，而上层溶液被浪费的量需要依靠操作人员的经验，浪费的上层溶液量难以控制；而在本申请方案中，通过在分液罐内设置滑块和浮球阀，在需要将上层的溶液取出时，滑块沿着滑杆上下移动，由于浮球朝下时，阀门开启此时上层溶液会进入到第一管道内，进入到管道内的，而当上层溶液从第一管道和第二管道内排出完毕后，会有部分下层液进入到第一管道内，此时由于设置了橡胶软管，操作人员能够观察到下层溶液进入到橡胶管道内，下层溶液进入到橡胶管道内时表示上层溶液已经完全排空，第二管道内只有少量的上层溶液，为了保证上层溶液的“纯净”，此时可将第二管道内剩余的上层溶液丢弃，且丢弃的上层溶液量较少，不会影响试验的效率。

2、与现有技术中在分液管道的下部连接分液活塞，使用分液活塞对溶液进行排出相比，在排放溶液时，只能手动调节分液活塞，在操作不当时，会有部分上层溶液跟下层溶液一起排出，比较难以控制，且上层溶液在排出时，操作人员只能通过透明的萃取漏斗进行观察，进而随时调节分液活塞，比较麻烦，其次在针对分层并不明显的溶液排放时，上层溶液与下层溶液之间的界限不明显，在排放时，试验人员比较难观察到下层容易热的排出情况，进而会有大量的上层溶液跟随下层溶液一起被排出，造成大量上层溶液的浪费，降低了试验的效率；而在本申请方案中，通过设置浮球阀，且在浮球阀装有密度大于上层溶液且密度小于上层溶液的填充液，使得浮球阀始终位于上层溶液与下层溶液之间的界限处，通过滑块与浮球阀球体的位置，进而控制浮球阀的开启，在上层溶液排放完毕后，会有部分下层溶液也会进入排放管道内，此时浮球阀会关闭，部分下层溶液和上层溶液暂时留存在排放管道内，保证了排出的上层溶液较为“纯净”。

进一步，滑块靠近分液罐内壁的一侧顶面固定有用于按压滑块的推杆，推杆向分液罐的顶部竖直延伸，推杆的底部与滑块连接，可以在抽取上层溶液前，将滑块以及第一管道完全浸入溶液中，将上层溶液引导进第一管道内，同时在不需要使用滑块时，可以将滑块向上提起，远离液面。

进一步，第二管道安装在分液罐外部，在第二管道的中部安装有用于抽吸溶液的气囊，气囊为TPU材质，用手不断挤压放松气囊，在浮球阀开启后，能够让分液罐内的溶液抽吸到第一管道内排出。

进一步，第一管道和第二管道为钢制，在第二管道的出口端连通用于收集溶液的收集筒，钢制的第一管道能够在滑块浸入到溶液内时不会产生形变，不会影响溶液进入到第一管道内。

进一步，在滑块的底端开设进液口，进液口连通滑块内部并与第一管道相连通，进液口安装在底端，在上层溶液抽吸完毕后，下层溶液的部分溶液会进入到第一管道内，尽可能将第二管道以及橡胶管道内的上层溶液排出。

进一步，在分液罐的底端固定连接有排液阀，排液阀的开启通过外部控制器进行控制，在上层溶液排放完毕后，下层溶液可直接从排液阀排出无需将分液罐倒置。

附图说明

图1为本发明示意图；

图2为本发明上层溶液抽取完毕示意图；

图3为本发明实施例2示意图；

图4为本发明图1(A)放大示意图。

说明书附图中的附图标记包括：

分液罐1、上层溶液2、下层溶液2-1、滑块3、滑杆3-1、推杆3-2、第一管道4、橡胶管道4-1、第二管道4-2、进液口4-3、气囊4-4、浮球阀5、排液阀6。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

以附图1为例，附图1中推杆3-2安装在分液罐1的左侧，以此为方向基准。

实施例一：

实施例基本如附图1所示：

在进行萃取时，使用两种溶液在搅拌罐内进行预先摇匀混合，搅拌罐未在附图中绘制出，将混合后的溶液倒入分液罐1内进行静置分层，在分液罐1的左侧竖直安装有滑杆3-1，在滑杆4-1的顶端固定套接有支架，支架的左侧与分液罐1的内侧壁固定焊接；在滑杆3-1上套有可在滑杆3-1表面上下移动的滑块3，滑块3的内部为中空，滑杆3-1穿过滑块3中部贯穿的孔洞，滑块3为塑料材质，滑块3可浮在溶液的液面上；在滑块3的左侧顶端固定焊接有竖直向上的推杆3-2，推杆3-2向分液罐1的顶部延伸。

在溶液静置后会在分液罐1内产生溶液分层，在滑块3的右侧底端开有用于进液的进液口4-3，同时在滑块3的右侧顶端通过螺栓连接竖直向上的第一管道4，第一管道4为钢制圆弧状，在第一管道4的出口端套接有橡胶管道4-1，橡胶管道4-1的的出口端与钢制的第二管道4-2固定连接，第二管道垂直于水平面布置，同时第二管道没入溶液内，第二管道贯穿分液罐1的底端，在第二管道的出口端放置有用于承接排出溶液的收集筒，第二管道4-2的出口端低于分液罐1的液面高度，收集筒未在附图中绘制出，上层溶液2从滑块3底端的进液口4-3进入到滑块3内，进入滑块3的溶液依次进入到第一管道4、橡胶管道4-1和第二管道4-2内，第二管道4-2内的上层溶液2排到收集筒中进行收集。

在滑块3的右侧螺纹连接有用于控制溶液进入滑块3内的浮球阀5，浮球由聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)材料等制成，厚度为0.2-0.5mm，浮球阀5的杆件与滑块3固定连接，浮球阀5的浮球内部为中空，在浮球的内部填充有密度大于上层溶液2且密度小于下层溶液2-1的填充液，装有填充液的浮球能够使得浮球阀5始终位于上层溶液2与下层溶液2-1之间的界限处。浮球阀5的浮球低于滑块3的高度时，浮球阀5的开关开启，此时第一管道4、滑块3和进液口4-3之间相连通；而当浮球阀5的浮球高于滑块3的高度或者与滑块3处在同一水平面时，浮球阀5关闭。

第一管道4为虹吸管，在需要将上层溶液2取出时，使用推杆3-2将滑块3以及第一管道4没入上层溶液2中，此时浮球阀5的浮球位置低于滑块3的位置，此时浮球阀5开启，利用连通器原理，上层溶液2会进入到第一管道4内，将第一管道4内填充溶液，在第一管道4内填充溶液后，松开推杆3-2，使滑块3浮在溶液表面；然后在第二管道4-2的出口端安放收集筒用于收集排出的溶液，此时利用虹吸原理，溶液不断从分液罐1内依次经过进液口4-3、滑块3、第一管道4、橡胶管道4-1和第二管道4-2排出；当上层溶液2被抽吸到第一管道4内后，由于液面的不断降低，滑块3的高度也在不断降低，然而，浮球阀5的浮球处在下层溶液2-1的表面，此时浮球与滑块3处在同一水平面，由于进液口4-3在滑块3的底部，会有部分下层溶液2-1进入到第一管道4内，与此同时由于浮球与滑块3处在同一水平面，浮球阀5关闭，虹吸效应消失，部分残留在第一管道4内的上层容溶液丢弃。

在分液罐1的底部侧壁固定焊接有排液阀6，排液阀6为电磁阀，排液阀6的开启通过外部控制器进行控制，排液阀6用于排出下层溶液2-1。

实施例二：与上述实施例一有所区别的是，如附图3所示，第一管道4为竖直向上，在第一管道4的顶端固定套接橡胶管道4-1，橡胶管道4-1向分液罐1外延伸，橡胶管道4-1的出口端与第二管道4-2相连通，在第二管道4-2的中部固定安装有按压式气囊4-4，在浮球阀5开启后，通过不断按压放松气囊4-4，分液罐1内的上层溶液2不断从第二管道4-2的出口端排出。

具体实施过程如下：

首先将不同将两种溶液在搅拌罐内进行预先摇匀混合，搅拌罐未在附图中绘制出，将混合均匀后的溶液从搅拌罐倒入分液罐1内，将分液罐1静置，待分液罐1中的溶液分层后，将收集筒放在第二管道4-2的出口端，此时推动推杆3-2，将滑块3和第一管道4进入上层溶液2内，此时由于浮球阀5处于开启状态，利用连通器原理，上层溶液2进入到第一管道4内，当第一管道4内充满上层溶液2后；松开推杆3-2，使滑块3浮在液面上，由于浮球阀5处于开启状态，利用虹吸效应，上层溶液2不断从分液罐1内排出到收集筒内。

在上层溶液2收集完毕后，会有少量的下层溶液2-1被抽吸进第一管道4内，与此同时，浮球阀5的浮球与滑块3处在同一水平面，此时虹吸效应消失，部分上层溶液2和下层溶液2-1残留在第一管道4、第二管道4-2内，为了保证取出的上层溶液2较为“纯净”，此部分溶液即可丢弃；而剩余的下层溶液2-1通过开启排液阀6即可排出到单独的收集筒内进行收集。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.一种溶液分层提取装置，包括对溶液进行分离的分液罐，在分液罐内装有静置完毕后分层的溶液，其特征在于：所述在分液罐的一侧内侧壁固定有竖向的滑杆，在滑杆内卡紧有可沿着滑杆上下移动且浮在溶液表面的滑块；在滑块的一侧固定安装有用于控制溶液排出的浮球阀；在滑块的一侧固定有弯曲的第一管道；在分液罐的中部竖向连接有贯穿分液罐底部的第二管道，第一管道的出口端通过橡胶软管连接第二管道的顶端；浮球阀的浮球内填充有密度小于上层溶液且密度大于下层溶液密度的填充液。

2.根据权利要求1所述的一种溶液分层提取装置，其特征在于：所述滑块靠近分液罐内壁的一侧顶面固定有用于按压滑块的推杆，推杆向分液罐的顶部竖直延伸。

3.根据权利要求1所述的一种溶液分层提取装置，其特征在于：所述第二管道安装在分液罐外部，在第二管道的中部安装有用于抽吸溶液的气囊。

4.根据权利要求1所述的一种溶液分层提取装置，其特征在于：所述第一管道和第二管道为钢制，在第二管道的出口端连通用于收集溶液的收集筒。

5.根据权利要求1所述的一种溶液分层提取装置，其特征在于：所述在滑块的底端开设进液口，进液口连通滑块内部并与第一管道相连通。

6.根据权利要求1所述的一种溶液分层提取装置，其特征在于：所述在分液罐的底端固定连接有排液阀，排液阀的开启通过外部控制器进行控制。

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