CN202853951U - 一种低温真空蒸馏装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种低温真空蒸馏装置，其包括真空抽提系统和加热控制系统，其中所述真空抽提系统包括真空泵（11）、阀门组、真空管（13）、电子真空计（14）和至少一个通道连接器（16）、样品试管（18）和冷凝试管（19）；所述加热控制系统包括加热带（22）和至少一个加热套（23），在所述真空抽提系统中，所述样品试管（18）和冷凝试管（19）通过螺纹与所述通道连接器（16）的端口连接：即所述样品试管（18）和冷凝试管（19）通过螺纹内插旋紧连接在所述通道连接器（16）的端口处。本实用新型的低温真空蒸馏装置采用智能控制单元控制真空度，其密封性好且便于运输。

Description

一种低温真空蒸馏装置

技术领域

本实用新型涉及一种土壤、植物中水分的提取仪器，特别是一种土壤水和植物茎叶水的低温真空蒸馏装置。

背景技术

土壤水和植物茎叶水的研究是水循环研究的一个重要方向，其提取方法也越来越受到研究者的关注，一些特定的研究，例如同位素测量，要求不破坏土壤中或植物中水的成分，因此研究者一直探寻一种在不破坏原有水成分的基础上，提取土壤或植物茎叶中水分的新型提取技术以满足此项要求。

中国专利201020195010.2公开了一种植物水和土壤水真空抽提装置，该装置解决上述技术问题，其实施方法如下：

（1）采样液氮对装有样品的样品管进行冷冻，使得样品中的水分全部冷冻为固态，以保证在抽真空时不会抽去样品水的水分；

（2）用真空泵对真空管、样品管和冷凝管进行抽真空；

（3）关闭通道阀门使得通道管为真空状态，由于在真空状态下水分的沸点相对于100℃要大大的降低，用加热套套入样品管对样品加热，使得样品中的水分蒸出，另一端的冷凝管用液氮进行冷凝，慢慢凝固成冰，最后样品中的水分全部转移到液氮这边的冷凝管中。

目前国际和国内使用的方法即为上述专利的方法，此类装置的特点主要是：

（1）在真空泵抽气的过程中，由人为控制真空度，操作的时候容易出现人为失误，使真空压力过小或不够。

（2）真空泵对真空管、样品管和冷凝管抽提的过程中，由于样品管和冷凝管内部处于负压状态，而外部为大气压，内外压力差将样品管和冷凝管吸入通道内，导致漏气，实验失败。

（3）真空管为较长的玻璃制品，在运输的过程中容易破碎。

实用新型内容

为了克服现有的植物水和土壤水真空抽提装置中存在的真空度控制困难，易漏气及不易运输的问题，本实用新型提供了一种低温真空蒸馏装置，该装置在真空泵抽气的过程中，采用智能控制单元控制真空度，该低温真空蒸馏装置的密封性好且便于运输。

本实用新型所提供的低温真空蒸馏装置，其包括真空抽提系统和加热控制系统，其特征在于，其中所述真空抽提系统包括真空泵11、阀门组、真空管13、电子真空计14和至少一个通道连接器16、样品试管18和冷凝试管19；

所述加热控制系统包括加热带22和至少一个加热套23，

在所述真空抽提系统中，所述样品试管18和冷凝试管19通过螺纹与所述通道连接器16的端口连接：即所述样品试管18和冷凝试管19通过螺纹内插旋紧连接在所述通道连接器16的端口处。

所述阀门组包括总阀门（12）和至少一个通道阀门（15）；所述总阀门（12）设置在所述真空管（13）与真空泵（11）的连接管路上，控制主管路的开断；至少一个所述通道阀门（15）设置在所述通道连接器（16）和真空管（13）连接的管路上。

为了解决现有技术中密封不严的问题，在所述真空抽提系统中，还包括一个密封结构，所述密封结构包括密封圈111和密封盖110；

所述样品试管18和冷凝试管19的管口外壁设置外螺纹，内插旋紧分别固定在所述通道连接器16相应的端口内；所述密封结构固定在所述通道连接器外，密封样品试管和通道连接器的缝隙。

为了准确控制系统的真空度，所述真空抽提系统还包括智能控制单元包括真空度控制器和继电器，所述智能控制单元分别与所述电子真空计14和真空泵11连接；

所述智能控制单元包括探测真空度模块和控制真空度模块；所述探测真空制模块探测所述电子真空计14输入系统内的真空度，并所述控制真空制模块输出设定的真空度指令给真空泵11，控制真空泵11操作。

为了使装置能够使加温过程控制的更为精确，所述加热控制系统中还包括智能温控仪，所述智能温控仪分别与所述的加热带22和加热套23连接，控制所述加热带22和加热套23的温度。

在具体的实施中，所述真空抽提系统包含1-10个所述通道连接器16；所述每个通道连接器16包含一根样品试管18和一根冷凝试管19。

所述加热控制系统中包含1根所述的加热带和1-10个所述的加热套。

优选的实施中，所述真空抽提系统中的真空泵11一端通过总阀门12与真空管13连接，所述真空泵11的另一端与所述智能控制单元17连接；所述智能控制单元17的另一端与所述的电子真空计14连接；所述电子真空计14设置在所述真空管13上端；所述真空管13分别与5个所述通道连接器连接，且在与每个通道连接器16的管路上设置有通道真空阀15；每个所述通道连接器内分别固定设置有样品试管18和冷凝试管19，所述密封结构分别设置在所述样品试管18和冷凝试管19与通道连接器的连接处；所述真空管14为不锈钢真空管；所述通道连接器为玻璃通道连接器。

所述加热控制系统包括一根加热带22和5个加热套23，所述5个加热套分别套在样品试管18的外表面上，所述加热带包裹全部的通道连接器；

为了起到支撑作用，所述低温真空蒸馏装置还包括支架3，所述真空管13用试管夹固定在所述支架3上；且所述的支架3为金属支架。

本实用新型的效果：

（1）采用智能控制单元进行真空泵抽气，首先抽真空至100Pa，智能控制单元关闭真空泵，当真空管的真空压力大于200Pa时，智能控制单元会开启真空泵，继续抽真空，这样使真空管的压力能一直维持在100-200Pa之间，而不至于使真空压力过小或不够。

（2）本实用新型的通道连接器的两个端口外壁设有外螺纹，样品试管和冷凝试管的开口内壁设有内螺纹，该外螺纹的外围套有密封圈，将样品试管和冷凝试管套在通道连接器端口外，使两种试管的内螺纹套在通道连接器外壁上，密封圈将两种试管和通道连接器的缝隙密封，然后将密封盖拧到通道连接器上，实现密封圈的密封，这样在抽提的过程中，外界大气压将样品试管和冷凝试管的外螺纹卡在通道连接器的内壁上，使其不会被吸入通道连接器内，从而避免了漏气。

（3）真空管的材料为不锈钢材料，在运输的过程中不容易破碎。

附图说明

图1为真空抽提系统及支架的示意图。

图2为加热控制系统的示意图。

附图标记说明：

3-支架，11－真空泵，12－总阀门，13－真空管，14－电子真空计，15－通道阀门，16－通道连接器，17—智能控制单元，18—样品试管，19—冷凝试管，21—智能温控仪，22—加热带，23—加热套，110—密封盖，111—密封圈。

具体实施方式

结合具体实施方式，对本实用新型作详细说明如下。

一种低温真空蒸馏装置，其由真空抽提系统和加热控制系统构成。所述的真空抽提系统由真空泵、总阀门、真空管、电子真空计、通道真空阀、通道连接器、智能控制单元、样品试管、冷凝试管、密封盖和密封圈组成。

所述的加热控制系统由智能温控仪、加热带、加热套组成。

所述的真空管为不锈钢材料制品。

所述的五个通道连接器为玻璃材料制品。

所述的五个通道连接器通过通道真空阀连接起来。

所述的真空管用试管夹固定在支架上，真空管中央上部接有电子真空计，电子真空计与智能控制系统用数据线连接，真空管的右端接有总阀门，总阀门与真空泵连接，真空泵与智能控制系统用数据线连接，真空管的下部有五个通道真空阀，与下部的通道连接器连接。

所述的真空抽提系统的通道连接器的两个末端有螺纹，样品试管和冷凝试管上部有外螺纹，把两个试管分别插入到对应的通道连接的两端内部，外螺纹顶住通道连接器的内壁，密封圈把样品试管和通道连接器的缝隙堵住，然后密封盖拧到通道连接器上。

所述的加热控制系统的智能温控仪与一个加热带和五个加热套用数据线连接在一起，加热带缠绕在通道连接器上，五个加热套分别套在五个样品试管上，智能温控仪自动控制加热带和加热套的温度。

所述的支架为金属材料。

图1为真空抽提系统及支架3的示意图，真空管13用试管夹固定在支架3上，把加热带22缠绕在通道连接器16上，将样品装入样品试管18，将样品试管18及冷凝试管19通过密封圈111和密封盖110与通道连接器16连接。将样品试管18浸入液氮杯中冷冻5分钟以上，直到液氮将样品冷冻为止，以防止在抽真空过程中水分损失。打开总阀门12和冷冻样品对应的通道阀门15，关闭其他通道阀门15，打开智能控制单元17，真空泵11开始抽气，抽真空至100Pa，智能控制单元17使真空泵11自动关闭，关闭通道阀门15，完成第一组装置的抽真空操作。

图2为加热控制系统示意图，移除冷冻样品试管的液氮杯，将加热套套在样品试管18，将冷凝试管19底部浸入液氮制冷，打开智能温控仪21，给加热套23加热。水分收集完毕后，依次将样品试管18、冷凝试管19移除，将冷凝试管19封口。自此完成一组抽提过程。在第一组抽提的过程中，可以按照第一组的方法把样品试管18和冷凝试管19与第二组通道连接器16连接，打开对应的通道阀门15，关闭其他的通道阀门15，这时如果真空压力大于200pa，智能控制单元17使真空泵11启动，压力降到100pa后，智能控制单元17使真空泵11关闭，关闭通道阀门，然后按照第一组的方法进行加热，冷凝，提取水分。以此类推，进行第三组到第五组的提取水分过程。

本实用新型提取水分的过程如下：

1）将样品装入样品试管18，将样品试管18及冷凝试管19通过密封盖110与通道连接器16连接。将样品试管18浸入液氮杯中冷冻5分钟以上，直到液氮将样品冷冻为止，以防止在抽真空过程中水分损失。

2）打开总阀门12和冷冻样品对应的通道阀门15，关闭其他通道阀门15，打开智能控制单元17，使真空泵11开始抽气，抽真空至100Pa，真空泵11自动关闭，关闭通道阀门15，完成第一组装置的抽真空操作。

3）移除冷冻样品试管18的液氮杯，将加热套23套上样品试管18，将冷凝试管19底部浸入液氮制冷，打开智能温控仪21，给加热套23加热。

4）水分收集完毕后，依次将样品试管18、冷凝试管19移除，将冷凝试管19封口。自此完成一组抽提过程。

5）在第一组抽提的过程中，可以按照第一组的方法把样品试管18和试管19与第二组通道连接器16连接，打开对应的通道阀门15，关闭其他的通道阀门15，这时如果真空压力大于200pa，真空泵11会自动启动，使压力降低到100pa，真空泵11自动关闭，关闭通道阀门，然后按照第一组的方法进行加热，冷凝，提取水分。以此类推，进行第三组到第五组的提取水分过程。

Claims (9)

1.一种低温真空蒸馏装置，其包括真空抽提系统和加热控制系统，其特征在于，其中所述真空抽提系统包括真空泵（11）、阀门组、真空管（13）、电子真空计（14）和至少一个通道连接器（16）、样品试管（18）和冷凝试管（19）；

所述加热控制系统包括加热带（22）和至少一个加热套（23），

在所述真空抽提系统中，所述样品试管（18）和冷凝试管（19）通过螺纹与所述通道连接器（16）的端口连接：即所述样品试管（18）和冷凝试管（19）通过螺纹内插旋紧连接在所述通道连接器（16）的端口处。

2.如权利要求1所述的低温真空蒸馏装置，其特征在于：

在所述真空抽提系统中，还包括一个密封结构，所述密封结构包括密封圈（111）和密封盖（110）；

所述样品试管（18）和冷凝试管（19）的管口外壁设置外螺纹，内插旋紧分别固定在所述通道连接器（16）相应的端口内；所述密封结构固定在所述通道连接器外，密封样品试管和通道连接器的缝隙。

3.如权利要求1所述的低温真空蒸馏装置，其特征在于：

所述真空抽提系统还包括智能控制单元包括真空度控制器和继电器，所述智能控制单元分别与所述电子真空计（14）和真空泵（11）连接；

所述智能控制单元包括探测真空度模块和控制真空度模块；所述探测真空制模块探测所述电子真空计（14）输入系统内的真空度，并所述控制真空制模块输出设定的真空度指令给真空泵（11），控制真空泵（11）操作。

4.如权利要求1所述的低温真空蒸馏装置，其特征在于：

所述加热控制系统中还包括智能温控仪，所述智能温控仪分别与所述的加热带（22）和加热套（23）连接，控制所述加热带（22）和加热套（23）的温度。

5.如权利要求1所述的低温真空蒸馏装置，其特征在于：

所述阀门组包括总阀门（12）和至少一个通道阀门（15）；所述总阀门（12）设置在所述真空管（13）与真空泵（11）的连接管路上，控制主管路的开断；至少一个所述通道阀门（15）设置在所述通道连接器（16）和真空管（13）连接的管路上。

6.如权利要求1所述的低温真空蒸馏装置，其特征在于：

所述真空抽提系统包含1-10个所述通道连接器（16）；所述每个通道连接器（16）包含一根样品试管（18）和一根冷凝试管（19）。

7.如权利要求1所述的低温真空蒸馏装置，其特征在于：

所述加热控制系统中包含1根所述的加热带和1-10个所述的加热套。

8.如权利要求1-7之一所述的低温真空蒸馏装置，其特征在于：

所述真空抽提系统中的真空泵（11）一端通过总阀门（12）与真空管（13）连接，所述真空泵（11）的另一端与所述智能控制单元（17）连接；所述智能控制单元（17）的另一端与所述的电子真空计（14）连接；所述电子真空计（14）设置在所述真空管（13）上端；所述真空管（13）分别与5个所述通道连接器连接，且在与每个通道连接器（16）的管路上设置有通道真空阀（15）；每个所述通道连接器内分别固定设置有样品试管（18）和冷凝试管（19），所述密封结构分别设置在所述样品试管（18）和冷凝试管（19）与通道连接器的连接处；所述真空管（14）为不锈钢真空管；所述通道连接器为玻璃通道连接器。

所述加热控制系统包括一根加热带（22）和5个加热套（23），所述5个加热套分别套在样品试管（18）的外表面上，所述加热带包裹全部的通道连接器；

9.如权利要求1所述的低温真空蒸馏装置，其特征在于：

所述低温真空蒸馏装置还包括支架（3），所述真空管（13）用试管夹固定在所述支架（3）上；且所述的支架（3）为金属支架。

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