結合實驗室既有通風構造的化學實驗室節水裝置的製作方法

2023-05-28 12:06:51

專利名稱：結合實驗室既有通風構造的化學實驗室節水裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種結合實驗室既有通風構造的化學實驗室節水裝置，屬於E03B集水、配水領域。
背景技術：
在各高校化學院系的用於基本專業技能訓練的基礎教學實驗室裡，常年安排的化學實驗中有許多是涉及蒸餾或加熱回流操作，數十名甚至數百名學生同時展開這類實驗時，可以看到數套裝置甚至是數十套裝置的各自的冷卻水排放口是直接通往下水道，相當於數個甚至是數十個的水龍頭同時開放著直接向下水道放水，這些冷卻水是直接引自自來水，就這麼在裝置中流轉一圈隨即排入下水道，關注一下這個現象，就會了解到由此造成的水資源浪費有多麼嚴重，上述水資源浪費情形並且是各高校化學院系水費開支常年居高不下的主要原因之一。為解決該水資源浪費問題，中國寧波大學的李榕生等，於2009年7月9日提交了一份題名為「組合了實驗室通風管道的化學實驗室節水裝置」的發明專利申請案，該案的申請號是200910159725. 4，該案的主權項內容該節水裝置包括配水管，以及，集水管，以及， 橫流式冷卻塔，以及，水泵，橫流式冷卻塔的出水接口與水泵的進水接口聯通，水泵的出水接口與配水管聯通，橫流式冷卻塔的進水接口與集水管聯通，所述集水管以及配水管均為管狀物，在集水管以及配水管上均裝設有許多的水龍頭，以及，通風廚，該通風廚是化學實驗室使用的通風廚，該通風廚與通風廚排風管的一端聯通，通風廚排風管的另一端與通風廚排風機的進氣口聯通，該通風廚的側壁裝設有旁支空氣接口，該旁支空氣接口經由管道與橫流式冷卻塔的排風口聯通。該案提供了一種有益的節水解決方案。但是，依照該申請號為200910159725. 4的方案，不論實驗室啟動的用水實驗設備有幾套，不論冷卻循環用水量有多大，冷卻塔風扇電機以及水泵都要保持持續的運轉，並且通風廚排風機也要一同保持運轉，當同時運行的冷卻循環水用水設備比較多時，當然是比較理想的，但是，有時候，實驗室展開實驗的人數較少的情況下，可能啟動的冷卻循環水用水設備數量較少，該情形下，仍然讓冷卻塔風扇電機以及水泵以及通風廚排風機保持持續的運轉，就顯得有點浪費電力資源了，因為，就其散熱冷卻能力而言，一個哪怕是微型的冷卻塔，也足以應付數千瓦、十數千瓦電熱設備發出的熱量，那麼，如何在保留所述現有技術的優勢設計的基礎上，通過進一步的改進，使得節水裝置能夠適應冷卻用水的用水量變化， 達到既節水，又不浪費電力資源的目的，就成為一個有意義的待解決的技術問題。另一方面，該申請號為200910159725. 4的方案，其旁支空氣接口的開設位置是在通風櫥的側壁， 該旁支空氣接口的位置離通風櫥內的化學實驗操作區太近了一些，有可能因化學反應液的噴濺帶來對冷卻塔內循環水的汙染，這也是一個需要克服的缺陷。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是，針對上述的申請號為200910159725.4的方案所存在的冷卻塔加通風廚聯動系統電耗應變能力不足的問題，以及，所述化學反應液噴濺影響的問題，研發一種在關注節水的同時，又兼顧到冷卻塔加通風廚聯動系統電耗節省，並且，同時又能夠消除所述化學反應液噴濺影響的節水裝置。本發明通過如下方案解決所述技術問題，該方案提供一種結合實驗室既有通風構造的化學實驗室節水裝置，該節水裝置的結構包括配水管，以及，集水管，以及，橫流式冷卻塔，以及，水泵，橫流式冷卻塔的出水接口與水泵的進水接口聯通，所述集水管以及配水管均為管狀物，在集水管以及配水管上均裝設有許多的水龍頭，以及，通風廚，該通風廚是化學實驗室使用的通風廚，該通風廚與通風廚排風管的一端聯通，通風廚排風管的另一端與通風廚排風機的進氣口聯通，本案要點是，該通風廚排風管裝設有旁支空氣接口，該旁支空氣接口經由管道與橫流式冷卻塔的排風口聯通，以及，該節水裝置的結構還包括貯水構造體，該貯水構造體是貯水塔、貯水箱、貯水槽、貯水桶或貯水池，以及，全自動溫控開關，所述全自動溫控開關是全自動溫度控制調節器，與該全自動溫控開關聯接的測溫探頭其裝設位置是在所述貯水構造體的內部或貼附於所述貯水構造體的外表面，所述水泵的電源線與所述全自動溫控開關聯接，該貯水構造體包含兩對用於進水以及出水的接口，該貯水構造體的內部裝設有熱交換器，該熱交換器的進水接口以及出水接口分別與所述貯水構造體的一對用於進水以及出水的接口聯通，分別與該熱交換器的進水接口以及出水接口聯通的所述貯水構造體的用於進水以及出水的那對接口並且分別與所述水泵的出水接口以及橫流式冷卻塔的進水接口聯通，以及，另一臺水泵，所述另一臺水泵的出水接口與所述配水管聯通，所述貯水構造體的餘下的一對用於進水以及出水的接口分別與所述另 一臺水泵的進水接口以及所述集水管聯通。本案所述散熱系統指的是所述冷卻塔加通風廚聯動系統，該散熱系統是本案裝置結構的重要組成部分。橫流式冷卻塔一詞其技術含義是公知的；橫流式冷卻塔市場有售。所述化學實驗室使用的通風廚，對化學行業工作人員及相關專業櫥櫃廠家而言， 其技術含義是公知的。通風廚的面向使用者的一側通常開設有可以開合的玻璃窗，當所述玻璃窗完全關上時，與橫流式冷卻塔聯通的氣道就成為唯一的空氣流動氣道。所述配水管是用於向各並列反應裝置分配冷卻水的管道，所述集水管是用於收集流經各並列反應裝置之後的溫度有所上升的受熱汙染的廢水。所述受熱汙染的廢水其汙染因素僅是溫升。該節水裝置還可以進一步包括能夠裝設在循環管路內任何位置的過濾器， 該過濾器可以用來濾除管路水中的雜質，在節水裝置內循環用水能夠得到定期更換的情形下，所述過濾器不是必需的。該節水裝置當然可以包括用於向所述橫流式冷卻塔底部水箱補水的補水機構，所述補水機構本身其技術含義是公知的，所述補水機構不是必需的，因為也可以手動補水。所述集水管以及配水管的各自的安裝定位位置是可以根據需要隨意安裝定位，但是，為了便於冷卻用水的取用以及熱汙染廢水的收集和循環再用，最好裝設方式是使所述集水管與所述配水管相互平行。基於本案的緣由，所述節水裝置的結構可以包括實驗臺，所述實驗臺是臺形物或桌形物，所述集水管以及配水管與所述實驗臺裝設在一起。該情形下，所述集水管以及配水管可以架設在實驗臺的檯面上，或者，架設在實驗臺的臺面周邊位置上，也可以架設在實驗臺的側面位置上。所述集水管以及配水管既可以與實驗臺臺面平行地橫向架設，也可以在與實驗臺臺面相互垂直的方向架設。方案中的許多一詞，意指較多的數量，所述許多例如六個、八個、十個、二十個、 三十個、四十個、五十個、六十個，等等。更進一步優選的結構包括百葉窗，所述百葉窗的裝設位置是在所述旁支空氣接口的結構位置，所述百葉窗是電控開合的百葉窗。所述電控開合的百葉窗的存在，能夠在必要時隔離不同的氣流通道。所述電控開合的百葉窗其技術含義是公知的；所述電控開合的百葉窗市場有售。熱交換器一詞其本身的技術含義是公知的。有形態繁多的熱交換器可供選擇，基於安裝的便捷以及結構簡潔的考量，優選盤管式熱交換器或翅片管式熱交換器。所述盤管式熱交換器以及翅片管式熱交換器，其本身的技術含義是公知的。各種形態的熱交換器，市場均有售。所述電控開合的百葉窗不是必須的，因為，也可以在聯接旁支空氣接口與橫流式冷 卻塔的排風口的那個管道上裝設電控閘閥。該電控閘閥同樣可以控制所述旁支空氣流路的通、斷。該電控閘閥也不是必須的，因為可以安裝手動閘閥。橫流式冷卻塔風扇電機的電源線可以與所述全自動溫控開關聯接。但是，橫流式冷卻塔風扇電機的電源線也可以不與所述全自動溫控開關聯接；因為，通風櫥排風機的動力，也足以應付冷卻塔降溫需求。所述通風櫥排風機的電源線可以與所述全自動溫控開關聯接。但是，通風櫥排風機的電源線也可以不與所述全自動溫控開關聯接，而採用單獨地經由專用開關與總電源線聯接。本發明的優點是，在原有的申請號為200910159725.4的節水技術的基礎上，添加了一個基於大熱容介質的高蓄熱能力的熱交換區塊，以該結構區塊作為緩衝區塊，將屬於所述散熱區塊結構的橫流式冷卻塔加通風廚的聯合系統的持續運作改變為間歇運作，由此，在節水的同時，降低了屬於所述散熱區塊結構的橫流式冷卻塔加通風廚的聯合系統的電耗。本案裝置進一步完善了所述節水技術。相較於申請號為200910159725.4的節水技術，本案另一個重要進步在於，本案是在通風櫥排風管上開設旁支空氣接口，而不是在通風櫥的側壁上開口，這樣，一方面，避免了對慣常使用的通風櫥的結構主體的改變，從視覺感受上看，更容易被實驗人員接受，並且，在通風櫥排風管上開設旁支空氣接口，更多地使用了實驗室的上部空間，從結構上看更為和諧、合理；另一方面，在通風櫥內展開的化學實驗其化學反應液由於各種原因而發生的噴濺現象也是常有的事，本案在位於更高處的通風櫥排風管上開設旁支空氣接口，相對而言，更有利於避免所述反應液噴濺可能帶來的對冷卻塔內循環水的汙染。


圖1是本案實施例示意圖，該圖並且額外地描繪了一套相關化學實驗裝置與本案裝置的連接方式。圖中，1是實驗室的牆面，2是通風廚排風機，3是通風廚排風管，4是通風廚，5是通風廚下部的儲物櫃，6是裝設在位於通風廚排風管的旁支空氣接口位置的電控開合的百葉窗，7是將橫流式冷卻塔排風口與所述旁支空氣接口聯通起來的管道，8是橫流式冷卻塔的排風口，9是水泵，10是橫流式冷卻塔，11是橫流式冷卻塔的出水接口，12是配水管，13是集水管，14是實驗臺，圖例中僅繪出該實驗臺的局部，15是橫流式冷卻塔的進水接口，16是供參照的現有相關背景技術中開設旁支空氣接口的原來的結構位置，該位置距離通風櫥內化學操作臺過於近了，比較容易受到化學反應液噴濺汙染影響，17,18是電纜，19是全自動溫控開關的測溫探頭，20是全自動溫控開關，21是所述貯水構造體，22是貯水構造體內填裝的水，23是熱交換器，24是所述另一臺水泵，圖例中出現的箭頭符號標示管道內水流方向。
具體實施例方式在圖1所展示的本案實施例中，裝置的結構包括配水管12，以及，集水管13，以及， 橫流式冷卻塔10，以及，水泵9，橫流式冷卻塔10的出水接口 11與水泵9的進水接口聯通， 集水管13以及配水管12均為管狀物，在集水管13以及配水管12上均裝設有許多的水龍頭，以及，通風廚4，該通風廚4是化學實驗室使用的通風廚，該通風廚4與通風廚排風管3 的一端聯通，通風廚排風管3的另一端與通風廚排風機2的進氣口聯通，重點是，該通風廚排風管3裝設有旁支空氣接口，該旁支空氣接口經由管道7與橫流式冷卻塔10的排風口 8聯通，該節水裝置的結構還包括貯水構造體21，該貯水構造體21是貯水塔、貯水箱、貯水槽、貯水桶或貯水池，以及，全自動溫控開關20，全自動溫控開關20是全自動溫度控制調節器，與該全自動溫控開關20聯接的測溫探頭19其裝設位置是在所述貯水構造體21的內部或貼附於貯水構造體21的外表面，水泵9的電源線與全自動溫控開關20聯接，該貯水構造體21包含兩對用於進水以及出水的接口，該貯水構造體21的內部裝 設有熱交換器23，該熱交換器23的進水接口以及出水接口分別與貯水構造體21的一對用於進水以及出水的接口聯通，分別與該熱交換器23的進水接口以及出水接口聯通的貯水構造體21的用於進水以及出水的那對接口並且分別與水泵9的出水接口以及橫流式冷卻塔10的進水接口 15聯通，以及，另一臺水泵24，所述另一臺水泵24的出水接口與配水管12聯通，貯水構造體21 的餘下的一對用於進水以及出水的接口分別與所述另一臺水泵24的進水接口以及所述集水管13聯通。本案所涉聯通一詞，意思指的是聯接並且貫通。該圖例中，集水管13與配水管12相互平行地裝設在一起。配水管12以及集水管 13的數量當然可以遠不止是一根管子，其管道數量不限，可以是任何需要安裝使用的數量。該節水裝置的結構也可以包括實驗臺14，實驗臺14是臺形物或桌形物，圖例中僅繪出實驗臺14的局部，該例中，集水管13以及配水管12與實驗臺14的臺面平行地裝設在一起。當然，實際上集水管及配水管的裝設方式不限，可以允許根據實驗室的空間構造，採用任何的排列方式進行裝設。優選的結構包括電控開合的百葉窗6。電控開合的百葉窗6與所述旁支空氣接口是位於同一個結構位置。優選的結構也可以包括在聯接旁支空氣接口與橫流式冷卻塔10的排風口 8的那個管道7上裝設的電控閘閥。圖例中沒有顯示該結構件。該結構件不是必須的。橫流式冷卻塔10風扇電機的電源線17可以與全自動溫控開關20聯接。該聯接不是必須的。 通風櫥排風機2的電源 線可以與全自動溫控開關20聯接。該聯接也不是必須的。
權利要求
1.結合實驗室既有通風構造的化學實驗室節水裝置，該節水裝置的結構包括配水管， 以及，集水管，以及，橫流式冷卻塔，以及，水泵，橫流式冷卻塔的出水接口與水泵的進水接口聯通，所述集水管以及配水管均為管狀物，在集水管以及配水管上均裝設有許多的水龍頭，以及，通風廚，該通風廚是化學實驗室使用的通風廚，該通風廚與通風廚排風管的一端聯通，通風廚排風管的另一端與通風廚排風機的進氣口聯通，其特徵在於，該通風廚排風管裝設有旁支空氣接口，該旁支空氣接口經由管道與橫流式冷卻塔的排風口聯通，以及，該節水裝置的結構還包括貯水構造體，該貯水構造體是貯水塔、貯水箱、貯水槽、貯水桶或貯水池，以及，全自動溫控開關，所述全自動溫控開關是全自動溫度控制調節器，與該全自動溫控開關聯接的測溫探頭其裝設位置是在所述貯水構造體的內部或貼附於所述貯水構造體的外表面，所述水泵的電源線與所述全自動溫控開關聯接，該貯水構造體包含兩對用於進水以及出水的接口，該貯水構造體的內部裝設有熱交換器，該熱交換器的進水接口以及出水接口分別與所述貯水構造體的一對用於進水以及出水的接口聯通，分別與該熱交換器的進水接口以及出水接口聯通的所述貯水構造體的用於進水以及出水的那對接口並且分別與所述水泵的出水接口以及橫流式冷卻塔的進水接口聯通，以及，另一臺水泵，所述另一臺水泵的出水接口與所述配水管聯通，所述貯水構造體的餘下的一對用於進水以及出水的接口分別與所述另一臺水泵的進水接口以及所述集水管聯通。
2.根據權利要求1所述的結合實驗室既有通風構造的化學實驗室節水裝置，其特徵是，所述集水管與所述配水管相互平行。
3.根據權利要求1所述的結合實驗室既有通風構造的化學實驗室節水裝置，其特徵是，該節水裝置的結構包括實驗臺，所述實驗臺是臺形物或桌形物，所述集水管以及配水管與所述實驗臺裝設在一起。
4.根據權利要求1所述的結合實驗室既有通風構造的化學實驗室節水裝置，其特徵是，在所述旁支空氣接口的位置裝設有百葉窗，所述百葉窗是電控開合的百葉窗。
5.根據權利要求1所述的結合實驗室既有通風構造的化學實驗室節水裝置，其特徵是，所述熱交換器是盤管式熱交換器或翅片管式熱交換器。
6.根據權利要求1所述的結合實驗室既有通風構造的化學實驗室節水裝置，其特徵是，在聯接旁支空氣接口與橫流式冷卻塔的排風口的那個管道上裝設有電控閘閥。
7.根據權利要求1所述的結合實驗室既有通風構造的化學實驗室節水裝置，其特徵是，橫流式冷卻塔風扇電機的電源線與所述全自動溫控開關聯接。
8.根據權利要求1所述的結合實驗室既有通風構造的化學實驗室節水裝置，其特徵是，所述通風櫥排風機的電源線與所述全自動溫控開關聯接。
全文摘要
本發明涉及一種結合實驗室既有通風構造的化學實驗室節水裝置，屬於集水、配水領域。在現有相關背景技術中，尚存在節水裝置電耗應變能力不足的問題以及化學反應液噴濺對系統內部循環水汙染影響問題。本案一攬子地解決上述問題。本案裝置在原有的橫流式冷卻塔加通風廚聯動散熱機構直接與用水機構聯接的背景下，改變其結構方式，在兩者之間添加具有儲熱緩衝作用的貯水構造體，經由熱交換機制以及全自動溫控開關的適時動作，把原來的散熱機構的持續的、不間斷的運作，改變成間歇性的運作方式，由此，達成節水同時又不浪費電力資源的目的；同時，將旁支空氣接口的開設位置移到遠離化學實驗操作臺的位置更高的通風櫥排風管上，由此消除了所述噴濺影響。
文檔編號B01L99/00GK102225345SQ201110159430
公開日2011年10月26日 申請日期2011年6月3日 優先權日2011年6月3日
發明者劉燕, 周雙雙, 孔祖萍, 孫杰, 張君, 張斌, 李文冰, 李榕生, 謝文婷, 陳杰 申請人:寧波大學