CN219559662U - 一种实验室全自动排水集气装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种实验室全自动排水集气装置，包括水槽、水气泵、红外感应开关、流水感应槽、非接触式水位传感器、电磁阀、导管A、导管B、导管C、导管D和电磁控制器，水槽内设有支架底座和设于支架底座上的集气瓶支架，集气瓶支架内倒扣卡入有集气瓶且集气瓶内部为密闭状态，集气瓶的瓶口位于水槽内液面以下，支架底座上安装有导管A、导管B、单向出水阀和单向进水阀。本实用新型结构设计新颖巧妙，通过电磁控制器对水气泵和电磁阀的工作进行控制，可以自动快速完成进水、进气、排水和集气的全部过程，整个过程操作简单方便，无需用手持续按压毛玻璃片及集气瓶，可以节省大量课堂时间，适宜推广。

Description

一种实验室全自动排水集气装置

技术领域

本实用新型属于教学辅助工具技术领域，具体涉及一种实验室全自动排水集气装置。

背景技术

排水集气法是初中化学教学中收集气体方法之一，因其收集气体比较纯净，所以实验中最常使用，但该方法操作繁琐麻烦，如收集气体前需要将集气瓶装满水，用毛玻璃片从瓶口一侧小心地推压盖上，瓶内水中不能留有气泡，然后用手按住毛玻璃片，连同集气瓶一起倒放入水槽中。收集气体时，还需要用手按住瓶子，防止瓶子翻倒使集气失败。特别是在课堂上探究学习“氧气的制取和性质”实验时，需要收集多瓶气体，一个一个操作，不但操作麻烦而且耽误课堂上宝贵时间。因此，现亟需一种操作简单、可以节省课堂时间，能够实现自动排水集气的装置。

实用新型内容

本实用新型针对背景技术中的不足，提供了一种操作简单方便，无需用手持续按压毛玻璃片及集气瓶，可以节省大量课堂时间的实验室自动排水集气装置。

为实现上述目的，本实用新型技术解决方案如下：

一种实验室全自动排水集气装置，其特征在于：包括水槽、水气泵、红外感应开关、流水感应槽、非接触式水位传感器、电磁阀、导管A、导管B、导管C、导管D和电磁控制器，所述水槽内设有支架底座和设于支架底座上的集气瓶支架，所述集气瓶支架内倒扣卡入有集气瓶且集气瓶内部为密闭状态，所述集气瓶的瓶口位于水槽内液面以下，所述支架底座上安装有导管A、导管B、单向出水阀和单向进水阀，所述水气泵、感应开关与电磁控制器依次串联，且红外感应开关位于集气瓶支架的上侧，所述导管A一端设于集气瓶内部上方，另一端与水气泵连接，所述导管B一端设于集气瓶内部下方，另一端通过电磁阀与外界气源连接，所述导管C一端连接单向出水阀，另一端连接流水感应槽的入口端，所述导管D一端连接水气泵，另一端连接流水感应槽的入口端，所述流水感应槽的出口端位于水槽的侧上方，且其外部安装有非接触式水位传感器，所述非接触式水位传感器、电磁阀与电磁控制器电性连接。

优选的，所述流水感应槽的入口端安装有三通管，三通管与导管C、导管D连接。

优选的，所述集气瓶倒扣卡入集气瓶支架内时，其瓶口与支架底座相接触且连接处设有第一密封圈。

优选的，所述支架底座为左右两侧开口的中空长方体结构。

优选的，所述集气瓶支架包括若干根均匀分布的弹性杆，每根弹性杆的端部设有可防止集气瓶向上浮起的限位件。

优选的，所述限位件与弹性杆为一体结构。

优选的，所述支架底座上设置有用于调节单向出水阀升降高度的调节组件。

优选的，所述调节组件包括与支架底座滑动连接的升降管和与集气瓶支架转动连接的转轴，所述转轴上设有齿轮和旋钮，所述齿轮与设在升降管上的齿条配合连接，所述升降管连接于单向出水阀与导管C之间。

优选的所述升降管外侧套设有套管，所述套管固定于支架底座上，所述套管与升降管之间设有第二密封圈。

优选的，所述旋钮上沿其圆周均匀分布有刻度线，刻度线与设在集气瓶支架上的准星相互配合。

相对于现有技术，本实用新型有益效果如下：

本实用新型结构设计新颖巧妙，通过电磁控制器对水气泵和电磁阀的工作进行控制，可以自动快速完成排气→进水→进气→排水同时收集气体的全部过程，整个过程操作简单方便，无需用手持续按压毛玻璃片及集气瓶，可以节省大量课堂时间，适宜推广。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型单向出水阀升降结构示意图；

图中：1、水槽，2、集气瓶，3、水气泵，4、红外感应开关，5、流水感应槽，6、非接触式水位传感器，7、电磁阀，8、导管A，9、导管B,10、导管C，11、导管D，12、电磁控制器，13、单向出水阀，14、单向进水阀，15、转轴，16、齿轮，17、旋钮，18、升降管，19、齿条，20、刻度线，21、第一密封圈，22、支架底座，23、套管，24、弹性杆，25、限位件，26、三通管，27、导线，28、准星，29、第二密封圈。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中部”、“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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“卡入”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，一种实验室全自动排水集气装置，包括水槽1、水气泵3、红外感应开关4、流水感应槽5、非接触式水位传感器6、电磁阀7、导管A8、导管B9、导管C10、导管D11和电磁控制器12，水槽内设有支架底座22和设于支架底座上的集气瓶支架，集气瓶支架内倒扣卡入有集气瓶2且集气瓶内部为密闭状态，支架底座22为左右两侧开口的中空长方体结构，集气瓶倒扣卡入集气瓶支架内时，其瓶口与支架底座相接触且连接处设有第一密封圈21，提高其密封性，集气瓶支架包括若干根均匀分布的弹性杆24，当集气瓶放置于若干根弹性杆之间时，弹性杆自动将其夹紧固定，每根弹性杆的端部设有可防止集气瓶向上浮起的限位件25，替代人工用手对集气瓶进行按压，限位件与弹性杆为一体结构，增强其结构稳定性和连接强度。集气瓶的瓶口位于水槽内液面以下，支架底座上安装有导管A、导管B、单向出水阀13和单向进水阀14，水气泵、感应开关与电磁控制器通过导线27依次串联，且红外感应开关位于集气瓶支架的上侧，当实验人员用手将集气瓶放置于集气瓶支架内时，感应开关接收到信号，反馈至电磁控制器，导管A一端设于集气瓶内部上方，另一端与水气泵连接，导管B一端设于集气瓶内部下方，另一端通过电磁阀与外界气源连接，导管C一端连接单向出水阀，另一端连接流水感应槽的入口端，导管D一端连接水气泵，另一端连接流水感应槽的入口端，流水感应槽的入口端安装有三通管26，三通管与导管C、导管D连接，流水感应槽的出口端位于水槽的侧上方，且其外部安装有非接触式水位传感器，用于感应流水感应槽内是否有水流经过，非接触式水位传感器、电磁阀与电磁控制器电性连接，电磁控制器采用单片机，为现有技术，在此不再赘述。

结合图2所示，在实际实验过程中，有些实验需要收集气体时在集气瓶内留有部分水，如收集氧气后，有时需在瓶内做铁丝、硫磺等燃烧的实验。本实用新型在支架底座上设置有用于调节单向出水阀升降高度的调节组件，调节组件包括与支架底座滑动连接的升降管18和与集气瓶支架转动连接的转轴15，本实施例中，支架底座上贯通有套管23，升降管可在套管内部上下滑动，升降管与套管之间设有第二密封圈29，避免影响集气瓶内的密闭性，转轴上设有齿轮16和旋钮17，齿轮与设在升降管上的齿条19配合连接，升降管连接于单向出水阀与导管C之间，当顺时针转动旋钮，与旋钮同轴相连的齿轮带动升降管、单向出水阀向上移动，此时集气瓶内留有的水会增多，反之则会减少。旋钮上沿其圆周均匀分布有刻度线20，刻度线与设在集气瓶支架上的准星28相互配合，便于精确控制集气瓶内的流水量。

本实用新型的使用方法及原理如下：

如图1和图2所示，本实用新型利用电磁控制器12对水气泵3及电磁阀7的工作进行控制，从而自动快速完成从排气→进水→进气→排水同时收集气体的整个过程。使用前，接通电源，用手拿集气瓶2底部倒卡入若干个弹性杆24之间，这时红外感应开关因感应到人手带来的信息，启动闭合，时间可预先设置，本实施例中设置约30秒左右自动断开，根据情况可调，这时连接水气泵3电路接通，水气泵3开始工作，通过导管A8将集气瓶2内空气抽出，使集气瓶2内压强迅速减小，水槽1内的水通过单向进水阀14进入集气瓶2中。当集气瓶2内的空气被排尽即水满时，水即刻被吸入导管A8中，经过水气泵3进入流水感应槽5，这时附在流水感应槽5上的非接触水位传感器6感应到水位后，将信号传递给电磁控制器12，电磁控制器12自动切断与水气泵3相连的电路，接通与电磁阀7(常闭型)相连的电路；此时水气泵3停止工作，电磁阀7自动打开，外界气源(即通过实验制取的气体)通过导管B9进入集气瓶中，集气瓶2中的水通过单向出水阀13和导管C10进入流水感应槽5，当集气瓶2内的水排尽或排到预留水量时，气体也随机吹入流水感应槽5，流水感应槽5中的水迅速流尽，非接触水位传感器6将信号传递给电磁控制器12，电磁控制器12自动接通与水气泵3相连的电路，断开与电磁阀7相连的电路。因红外感应开关4闭合延时时间已过，此时水气泵无法工作，常闭电磁阀7亦自动关闭，集气完成，轻轻取出集气瓶2即可。如果需要再次集气，重复上述操作即可。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点,对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

Claims (10)

1.一种实验室全自动排水集气装置，其特征在于：包括水槽、水气泵、红外感应开关、流水感应槽、非接触式水位传感器、电磁阀、导管A、导管B、导管C、导管D和电磁控制器，所述水槽内设有支架底座和设于支架底座上的集气瓶支架，所述集气瓶支架内倒扣卡入有集气瓶且集气瓶内部为密闭状态，所述集气瓶的瓶口位于水槽内液面以下，所述支架底座上安装有导管A、导管B、单向出水阀和单向进水阀，所述水气泵、感应开关与电磁控制器依次串联，且红外感应开关位于集气瓶支架的上侧，所述导管A一端设于集气瓶内部上方，另一端与水气泵连接，所述导管B一端设于集气瓶内部下方，另一端通过电磁阀与外界气源连接，所述导管C一端连接单向出水阀，另一端连接流水感应槽的入口端，所述导管D一端连接水气泵，另一端连接流水感应槽的入口端，所述流水感应槽的出口端位于水槽的侧上方，且其外部安装有非接触式水位传感器，所述非接触式水位传感器、电磁阀与电磁控制器电性连接。

2.如权利要求1所述的一种实验室全自动排水集气装置，其特征在于：所述流水感应槽的入口端安装有三通管，三通管与导管C、导管D连接。

3.如权利要求1所述的一种实验室全自动排水集气装置，其特征在于：所述集气瓶倒扣卡入集气瓶支架内时，其瓶口与支架底座相接触且连接处设有第一密封圈。

4.如权利要求1所述的一种实验室全自动排水集气装置，其特征在于：所述支架底座为左右两侧开口的中空长方体结构。

5.如权利要求1所述的一种实验室全自动排水集气装置，其特征在于：所述集气瓶支架包括若干根均匀分布的弹性杆，每根弹性杆的端部设有可防止集气瓶向上浮起的限位件。

6.如权利要求5所述的一种实验室全自动排水集气装置，其特征在于：所述限位件与弹性杆为一体结构。

7.如权利要求1所述的一种实验室全自动排水集气装置，其特征在于：所述支架底座上设置有用于调节单向出水阀升降高度的调节组件。

8.如权利要求7所述的一种实验室全自动排水集气装置，其特征在于：所述调节组件包括与支架底座滑动连接的升降管和与集气瓶支架转动连接的转轴，所述转轴上设有齿轮和旋钮，所述齿轮与设在升降管上的齿条配合连接，所述升降管连接于单向出水阀与导管C之间。

9.如权利要求8所述的一种实验室全自动排水集气装置，其特征在于：所述升降管外侧套设有套管，所述套管固定于支架底座上，所述套管与升降管之间设有第二密封圈。

10.如权利要求8所述的一种实验室全自动排水集气装置，其特征在于：所述旋钮上沿其圆周均匀分布有刻度线，刻度线与设在集气瓶支架上的准星相互配合。