CN206108980U - 一种实验室简易乳液分离装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种实验室简易乳液分离装置，包括储存系统、分离系统和收集系统，所述储存系统包括污物储集箱(1)，其用来存储待分离的乳液；所述分离系统包括缓冲槽(2)和与缓冲槽(2)下端相连的滤层(3)，缓冲槽(2)为乳液提供缓冲时间，使其在达到平稳状态后进入滤层(3)；所述滤层(3)吸附乳液中水相而使有机相通过，实现油水分离；所述收集系统包括储油箱(4)，其用于接收经过滤层(3)的有机相。本实用新型所提供的简易乳液分离装置结构简单、操作简便、安全性高，成本低，可实现油包水乳液的完全分离，便于在实验室中推广使用。

Description

一种实验室简易乳液分离装置

技术领域

本实用新型涉及油水分离装置领域，特别涉及一种实验室简易油包水乳液分离装置。

背景技术

二十一世纪环境污染问题一直是摆在人类社会面前的难题，这极大的限制了社会的发展与进步。在环境污染问题中，水污染问题尤为严重，近年来，农业、工业和生活污水的排放导致环境局势在的进一步恶化。因此，寻找多功能的水处理材料以及开发设计可操作性强的水处理设备一直是污水处理领域研究的热点。

高校作为科研领域的重要分支，不可避免的会在科研工作中产生污染物并进行排放，包括有毒离子、染料以及有机污染物；其中，油包水乳液作为最具代表性的有机污染物，有着良好的再利用价值，与此同时对其进行回收又可减轻对环境的污染。然而，现有高校科研人员对于有机污染物的后处理意识淡薄，再加上油包水乳液分离设备陈旧复杂、操作繁琐且分离能力差，不利于各种有机污染物的回收再利用。

鉴于以上原因，开发一种简单且实用性能强的油包水乳液分离装置，并将其作为高校实验室的水污染处理装置显得尤为迫切。

实用新型内容

为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，采用聚合物薄膜和多孔碳纳米管微珠吸水材料构成滤层，在真空抽滤下实施油水分离，从而完成本实用新型。

本实用新型的目的在于提供一种实验室简易乳液分离装置，包括储存系统、分离系统和收集系统，其中，所述储存系统包括污物储集箱1，其用来存储待分离的乳液；

所述分离系统包括缓冲槽2和与缓冲槽2下端相连的滤层3，所述缓冲槽2上部设置有进污口21，下部设置开设有出污口22的隔板23，缓冲槽2为乳液提供缓冲时间，使其在达到平稳状态后进入滤层3；所述滤层3吸附乳液中水相而使有机相通过，实现油水分离；

所述收集系统包括储油箱4，其用于接收经过滤层3的有机相。

根据本实用新型提供的一种实验室简易乳液分离装置，具有以下有益效果：

(1)本实用新型所提供的实验室简易乳液分离装置结构简单、操作简便、安全性高，同时成本低，便于在实验室中推广使用；

(2)本实用新型所提供的实验室简易乳液分离装置所有零部件均可设置于实验室通风橱内，提高了使用时的安全系数，且使实验操作环境稳定；

(3)本实用新型所提供的实验室简易乳液分离装置在油水分离区采用复合三明治结构作为分离通道，可以有效的截留水相，并直接得到净化的有机相；

(4)本实用新型所提供的实验室简易乳液分离装置采用电容式油位传感器，可以有效且精准的探测储油箱中有机相的位置；

(5)本实用新型所提供的实验室简易乳液分离装置可实现自动化的油水分离。

附图说明

图1示出根据本实用新型一种优选实施方式的实验室简易乳液分离装置的结构示意图；

图2示出根据本实用新型一种优选实施方式的滤层的结构示意图。

附图标号说明：

1-污物储集箱；

2-缓冲槽；

21-进污口；

22-出污口；

23-隔板；

24-进口挡板；

25-隔渣箱；

26-出水口；

261-出水阀；

3-滤层；

31-上层分离膜；

32-吸水材料；

33-下层分离膜；

34-一号固定阀；

35-二号固定阀；

4-储油箱；

41-出油口；

411-出油阀；

42-漏斗状接口；

5-进污泵；

51-调制器；

52-流量计；

6-导流管；

7-真空泵；

71-显示器；

72-传感开关；

8-油位传感器。

具体实施方式

下面通过对本实用新型进行详细说明，本实用新型的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。

本实用新型的目的是提供了一种实验室简易乳液分离装置，如图1所示，该装置包括储存系统、分离系统和收集系统，其中，所述储存系统包括污物储集箱1，其用来存储待分离的乳液；

所述分离系统包括缓冲槽2和与缓冲槽2下端相连的滤层3，所述缓冲槽2上部设置有进污口21，下部设置开设有出污口22的隔板23，缓冲槽2为乳液提供缓冲时间，使其在达到平稳状态后进入滤层3；所述滤层3吸附乳液中水相而使有机相通过，实现油水分离；

所述收集系统包括储油箱4，其用于接收经过滤层3的有机相。

在本实用新型中，储存系统和分离系统之间设置传输系统，包括进污泵5，进污泵5的两端连接导流管6，通过导流管6分别与污物储集箱1和进污口21相连。

在一种优选的实施方式中，所述导流管6耐化学腐蚀性强，不与有机溶剂发生相互作用。

在进一步优选的实施方式中，所述导流管6为聚四氟乙烯管、聚丙烯管或聚氯乙烯管中任意一种或两种，优选为聚四氟乙烯管。

在一种优选的实施方式中，如图1所示，所述进污泵5包括调制器51和流量计52，其中，所述进污泵5的信号输入端为调制器51的信号输出端，所述进污泵5的信号输出端为流量计52的信号输入端。调制器51控制进入分离系统的待分离乳液的量，流量计52通过可视化窗口或表盘直接示出进入分离系统的乳液的流量。

在本实用新型中，缓冲槽2内部设置固液分离装置，所述固液分离装置包括位于进污口21外侧的进口挡板24和隔渣箱25，进口挡板24下部与隔渣箱25上部相连，形成上下端开放的通槽，所述进口挡板24用于控制进入分离系统的乳液的流动方向，使乳液均进入隔渣箱25，隔渣箱25侧面和底部上密布通孔，用于截留乳液中的固体颗粒，对乳液进行初步分离。隔渣箱25为可更换装置，可根据乳液状况选择不同孔径大小的隔渣箱25。

在一种优选的实施方式中，隔渣箱25可为格栅箱，隔渣箱25的材料为不锈钢、聚乙烯或聚四氟乙烯材料中任意一种，这些材料均具有强耐化学腐蚀性。

在本实用新型中，如图1所示，所述缓冲槽2的底部侧面开设有出水口26，所述出水口26包括出水阀261，出水阀261用于调节油水分离后出水口26的水相流速。

在一种优选的实施方式中，所述出水阀261为不锈钢材质，耐化学腐蚀性强。

在本实用新型中，如图1和图2所示，滤层3包括固定件和分离层，所述分离层包括上层分离膜31、吸水材料32和下层分离膜33，上层分离膜31和下层分离膜33之间填充吸水材料32，并通过固定件固定形成三明治结构。所述固定件对称安装在分离层上，固定件的个数为2～4个。如图1所示，固定件包括对称安装的一号固定阀34和二号固定阀35，其可为夹式固定件如固定夹，或插入式固定件如螺栓。

在一种优选的实施方式中，所述一号固定阀34和二号固定阀35为不锈钢材质，其密封性和耐化学腐蚀性强；所述上层分离膜31和下层分离膜33为高分子聚合物膜，选自聚乙烯膜、聚四氟乙烯膜或尼龙膜中任意一种或两种，优选为尼龙膜。

在一种优选的实施方式中，所述吸水材料32为多孔碳纳米管微珠，所述碳纳米管微珠为以碳纳米管为原料制备的小粒径圆珠，所述粒径大小为30μm～70μm。多孔碳纳米管微珠粒径均一、孔道丰富，且同时具有疏水性，可以截留水滴并使有机溶剂快速渗透。乳液油水分离结束后，烘干多孔碳纳米管微珠后可重复使用。

在本实用新型中，如图1所示，储油箱4为上窄下宽状，顶端与滤层3底面连接，储油箱4上部侧面连接真空泵7，底部侧面开设有出油口41，出油口41上端设定高度处安装油位传感器8，用于监控有机相高度。

在一种优选的实施方式中，所述储油箱4顶端内部设置漏斗状接口42，用于汇集分离后的有机相，使有机相进入储油箱4中部，避免有机相沿储油箱4内壁流入。

在一种优选的实施方式中，如图1所示，所述真空泵7包括显示器71和传感开关72，其中，所述显示器71用于显示真空泵7的压力数据，所述传感开关72用于接收油位传感器8的输出信号，并调节真空泵7的工作状态。真空泵7的接入可使储油箱4形成真空低压体系，以达到快速分离的目的。此时，顶端内部设置的漏斗状接口42的末端低于真空泵7在储油箱4侧面上的连接处，避免有机相直接被真空泵7抽出。

在本实用新型中，所述油位传感器8与真空泵7相连，当储油箱4中有机相触及到油位传感器8顶端后，油位传感器8输出信号至真空泵7的传感开关72，自动关闭真空泵7。随后关闭进污泵5即可通过出油口41将分离后的有机相放出。

在一种优选的实施方式中，所述油位传感器8为电容式油位传感器，其利用有机相进入容器后引起传感器壳体和感应电极之间电容量的变化，并将此变化转变为电流变化而检测有机相在容器内位置的零件，最终将此位置信号传导至传感开关72，以便操作者了解储油箱4中有机相的收集量情况。

在一种优选的实施方式中，所述出油口41上设置出油阀411，出油阀411用于调节油水分离后出油口41的有机相流速。所述出油阀411为不锈钢材质或高分子聚合物材料，耐化学腐蚀性强。

本实用新型中油水分离装置的所有零部件在组装搭建以及油水分离实验过程中均设置于实验橱内，这样利于安全操作，大大提高了实验的安全系数。

本实用新型中乳液分离装置可可按以下步骤操作:

打开进污泵5，污物储集箱1中的油包水乳液由导流管6传输至进污口21处，经过隔渣箱25的初步分离以及缓冲槽2的缓冲控制后，油包水乳液以平稳状态流入油水分离区的滤层3，然后打开真空泵7，此时储油箱4中形成了真空低压体系，然后该装置便进入自动油水分离状态。

在进一步优选的实施方式中，在真空泵7被自动或手动关闭后，油水分离结束，关闭进污泵5，其后按顺序打开出水阀261和出油阀411，待全部排完后，拆下一号固定阀34和二号固定阀35，将装置储存系统、分离系统和收集系统清理干净，以备下次使用。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于本实用新型工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“一号”、“二号”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上结合了优选的实施方式对本实用新型进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本实用新型进行多种替换和改进，这些均落入本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种实验室简易乳液分离装置，包括储存系统、分离系统和收集系统，其特征在于，所述储存系统包括污物储集箱(1)，其用来存储待分离的乳液；

所述分离系统包括缓冲槽(2)和与缓冲槽(2)下端相连的滤层(3)，所述缓冲槽(2)上部设置有进污口(21)，下部设置开设有出污口(22)的隔板(23)，缓冲槽(2)为乳液提供缓冲时间，使其在达到平稳状态后进入滤层(3)；所述滤层(3)吸附乳液中水相而使有机相通过，实现油水分离；

所述收集系统包括储油箱(4)，其用于接收经过滤层(3)的有机相。

2.根据权利要求1所述的分离装置，其特征在于，储存系统和分离系统之间设置传输系统，包括进污泵(5)，进污泵(5)的两端连接导流管(6)，通过导流管(6)分别与污物储集箱(1)和进污口(21)相连。

3.根据权利要求1或2所述的分离装置，其特征在于，缓冲槽(2)内部设置固液分离装置，所述固液分离装置包括位于进污口(21)外侧的进口挡板(24)和隔渣箱(25)，

所述进口挡板(24)下部与隔渣箱(25)上部相连，其用于控制进入分离系统的乳液的流动方向，所述隔渣箱(25)侧面和底部上密布通孔，用于截留乳液中的固体颗粒。

4.根据权利要求1所述的分离装置，其特征在于，所述缓冲槽(2)的底部侧面开设出水口(26)，所述出水口(26)包括出水阀(261)，出水阀(261)用于调节乳液油水分离后出水口(26)的水相流速。

5.根据权利要求1所述的分离装置，其特征在于，所述滤层(3)包括固定件和分离层，所述分离层包括上层分离膜(31)、吸水材料(32)和下层分离膜(33)，上层分离膜(31)和下层分离膜(33)之间填充吸水材料(32)，并通过固定件固定形成三明治结构。

6.根据权利要求5所述的分离装置，其特征在于，所述固定件对称安装在分离层上；和/或

所述吸水材料(32)为多孔碳纳米管微珠。

7.根据权利要求1所述的分离装置，其特征在于，储油箱(4)为上窄下宽状，顶端与滤层(3)的底面连接，

储油箱(4)上部侧面连接真空泵(7)，使储油箱(4)形成真空低压体系，

底部侧面开设有出油口(41)，用于排出分离后的有机相，

所述出油口(41)上端设定高度处安装油位传感器(8)，用于监控有机相高度。

8.根据权利要求7所述的分离装置，其特征在于，所述储油箱(4)顶端内部设置漏斗状接口(42)，用于汇集分离后的有机相，其中，漏斗状接口(42)的末端低于真空泵(7)在储油箱(4)侧面上的连接处；和/或

所述出油口(41)上设置出油阀(411)，出油阀(411)用于调节出油口(41)的有机相流速。

9.根据权利要求7或8所述的分离装置，其特征在于，所述真空泵(7)包括显示器(71)和传感开关(72)，其中，

所述显示器(71)用于显示真空泵(7)的压力数据，所述传感开关(72)用于接收油位传感器(8)的输出信号，并调节真空泵(7)的工作状态。

10.根据权利要求9所述的分离装置，其特征在于，所述油位传感器(8)与真空泵(7)相连，当储油箱(4)中有机相触及到油位传感器(8)后，油位传感器(8)输出信号至真空泵(7)的传感开关(72)，自动关闭真空泵(7)；和/或

所述油位传感器(8)为电容式油位传感器。