一體化萬用蒸餾儀的製作方法
2023-07-17 18:50:01
一體化萬用蒸餾儀的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種一體化萬用蒸餾儀，包括加熱裝置、冷卻裝置、殼體及支架，加熱裝置設有多個獨立的加熱單元，陶瓷電熱器安裝在加熱箱體的灶架上，爐罩和蒸餾瓶位於陶瓷電熱器的上面，蒸餾瓶安裝在爐罩內，殼體上設有多個與加熱單元相對應的加熱控制按鍵、加熱狀態指示燈、功能調節按鍵及其液晶屏，加熱單元連接冷卻裝置，蒸餾瓶連接冷凝瓶，冷凝瓶連接水箱，冷卻裝置連接控制系統，冷卻裝置的冷凝瓶的下方設有容量瓶。該裝置的集加熱、蒸餾、冷凝、接收設計於一體，加熱裝置採用陶瓷電熱器它可以實現單爐單獨調節功率、冷卻水自動循環、蒸餾終點自動控制、自動防止倒吸控制等功能，實用方便，節能環保，解決了傳統裝置的很多缺點。
【專利說明】一體化萬用蒸餾儀
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種蒸餾實驗用預處理裝置，尤其涉及一種一體化萬用蒸餾儀。
【背景技術】
[0002]蒸餾法是實驗室分離、純化液態混合物常用且重要的預處理方法。傳統的蒸餾裝置雖能實現基本的蒸餾功能，但存在以下問題:
1、目前實驗室中所用蒸餾裝置，採用電爐絲或內嵌電熱絲的石棉網直接加熱蒸餾瓶，由於受熱不均易造成蒸餾瓶炸裂，從而導致短路，漏電，危及操作人員的人身安全。
[0003]2、當蒸餾瓶炸裂時，大部分液體會灑落到儀器的殼體上或漏到內部，如果不能及時引出，會腐蝕儀器的其它元器件。
[0004]3、傳統的蒸餾裝置不能同時蒸餾多個試樣，只能單爐單樣品蒸餾。
[0005]4、傳統的蒸餾裝置在蒸餾過程中由於蒸餾瓶吸收的熱量不可控制，受熱不均勻易爆沸，發生衝樣。
[0006]5、傳統的蒸餾裝置冷凝回流裝置，採用自來水冷凝但不能循環使用，浪費水資源。
[0007]6、傳統的蒸餾裝置蒸餾終點無法控制，沒有防倒吸功能，常導致蒸餾失敗，影響工作效率。而目前採用紅外感應控制蒸餾終點的技術方法，易受蒸餾出的液滴影響誤判蒸餾終點，導致蒸餾終點控制不準確，影響實驗效果。
【發明內容】
[0008]本發明的目的是提供一種一體化萬用蒸餾儀，該裝置的集加熱、蒸餾、冷凝、接收設計於一體，加熱裝置採用陶瓷電熱器它可以實現單爐單獨調節功率、冷卻水自動循環、蒸餾終點自動控制、自動防止倒吸控制等功能，實用方便，節能環保，解決了傳統裝置的很多缺點。
[0009]為實現上述目的，本發明採用的技術方案為:
一種一體化萬用蒸餾儀，包括加熱裝置、冷卻裝置、殼體及支架，其特徵是:加熱裝置設有多個獨立的加熱單元，每個加熱單元包括陶瓷電熱器、灶架、爐罩、蒸餾瓶、加熱控制按鍵、加熱狀態指示燈、控制電路，陶瓷電熱器安裝在加熱箱體的灶架上，爐罩和蒸餾瓶位於陶瓷電熱器的上面，蒸餾瓶安裝在爐罩內，殼體上設有多個與加熱單元相對應的加熱控制按鍵、加熱狀態指示燈、功能調節按鍵及其液晶屏，當按下加熱控制按鍵時，所對應的加熱狀態指示燈亮，對應的陶瓷電熱器開始加熱，功能調節按鍵可以調節陶瓷電熱器的加熱功率，並通過液晶屏顯示；加熱單元連接冷卻裝置，蒸餾瓶連接冷凝瓶，冷凝瓶連接水箱，冷卻裝置連接控制系統，冷卻裝置的冷凝瓶的下方設有容量瓶。
[0010]根據所述的一體化萬用蒸餾儀，其特徵在於:所述蒸餾瓶的頂部安裝密封塞。
[0011]根據所述的一體化萬用蒸餾儀，其特徵在於:所述一體化萬用蒸餾儀上設有與多個加熱單元相對應的獨立體積控制裝置，體積控制裝置包括容量瓶、稱重傳感器、秤盤支架、秤盤、數據採集模塊、控制電路、液晶屏；稱重傳感器安裝在殼體內側的底座上，稱重傳感器的上方安裝秤盤支架，秤盤支架的上方安裝秤盤，容量瓶放置在秤盤內，稱重傳感器通過數據採集模塊將信號傳給控制電路，將餾出液的重量信號傳給控制電路上的控制晶片，同時將容量瓶內餾出液的時時重量顯示在液晶屏上，殼體上的功能調節按鍵可設定餾出液的重量或體積，當容量瓶內液體到達設定值，控制電路發出指令停止加熱，加熱狀態指示燈滅。
[0012]根據所述的一體化萬用蒸餾儀，其特徵在於:所述陶瓷電熱器的殼體上設有引流孔，引流孔連接引流槽，引流槽通過軟管連接廢液口。
[0013]根據所述的一體化萬用蒸餾儀，其特徵在於:所述冷卻裝置採用內置的循環冷卻系統，包括水箱、冷凝瓶、風冷設備，風冷設備由冷凝器和軸流風機組成，循環水經過冷凝器的銅管時，風機把循環水的熱量快速散發到儀器外空氣中，冷凝瓶由冷凝管進汽口、冷凝管出液口、蛇形冷凝管、冷凝管進水口、冷凝管出水口組成，冷凝瓶通過萬用夾和固定螺絲安裝在橫梁上，橫梁安裝在加熱箱體的前側。
[0014]根據所述的一體化萬用蒸餾儀，其特徵在於:所述冷凝瓶為多個，多個冷凝瓶分成兩組，組與組之間並聯，各個組中的冷凝瓶串聯。
[0015]根據所述的一體化萬用蒸餾儀，其特徵在於:所述水箱的材料為有機玻璃材質，水箱外側的殼體上設有液位觀察窗。
[0016]根據所述的一體化萬用蒸餾儀，其特徵在於:所述一體化萬用蒸餾儀上設有防倒吸裝置，包括電磁閥與控制電路，電磁閥安裝在電磁閥固定座上，電磁閥固定座通過支架用螺絲固定在加熱箱體上面，電磁閥連接控制電路，密封塞上部通過軟管連接電磁閥，當容量瓶內餾出液的重量或體積到達設定值，控制電路發出信號使陶瓷電熱器停止加熱同時電磁閥動作，避免餾出液倒吸，所述密封塞通過軟管與防倒吸裝置密封連通。
[0017]根據所述的一體化萬用蒸餾儀，其特徵在於:所述一體化萬用蒸餾儀側面設有右側蓋、左側蓋、電源座1、電源座I1、水箱加水開關、循環水開關、電源開關1、電源開關II。
[0018]本發明的優點效果在於:1、陶瓷電熱器具有防水功能:安全性能好，在發熱的狀態下，陶瓷電熱器基本不受水珠影響，表面的水會瞬間蒸發，不會影響壽命。即使在蒸餾過程中有蒸餾瓶炸裂的現象，也不會發生短路、漏電等事故。2、陶瓷電熱器升溫迅速、加熱均勻:陶瓷電熱器是紅外線加熱方式，具有穿透力，能內外同時加熱，輻射均勻度大於96%。不需傳熱介質傳遞，熱效率良好。最快可於2秒內升溫至900°C，大幅縮短預熱時間。3、經濟效益:所採用的陶瓷加熱器，可使75 %的電能轉換為受熱物所吸收熱能，同比節能30%，有效的節約了電能。4、脈衝寬度調製:通過調節脈衝的寬度控制陶瓷電熱器單位時間所產生的熱功，使蒸餾瓶內液體沸騰平穩。5、各加熱器可獨立控制加熱:蒸餾儀的加熱裝置設有多個加熱灶口，在控制面板上有與之對應的加熱控制按鍵，操作員可以根據試樣的情況選擇蒸餾多個試樣，或是單樣品蒸餾；由於每個加熱器都有獨立的加熱控制系統，可以根據情況自行調節所需要的加熱功率。6、冷凝效果好，回收率高:儀器內置水箱，循環系統有兩路獨立的冷卻水循環迴路，並通過冷凝器風冷相結合，製冷效果好；回收率可達12ml/min。7、蒸餾終點控制精確:採用稱重方式判斷終點，蒸餾體積控制在±2ml之內。8、防倒吸功能:操作員根據不同實驗設定容量瓶內的重量，當容量瓶內餾出液重量到達設定值，稱重傳感器通過數據採集模塊將信號傳至控制電路，由單片機發出自動停止加熱信號；當停止加熱後蒸餾瓶溫度下降，水蒸汽的輸送量減少，導致蛇形管中的汽壓下降，使蛇形管與外界大氣壓形成氣壓差，引起容量瓶中的餾出液倒吸回蒸餾瓶中。為了防止倒吸現象的出現，在蒸餾瓶的頂部增加防倒吸裝置電磁閥，控制系統自動停止加熱的同時發出指令使電磁閥動作，蛇形管的內壓差減小，避免懼出液倒吸。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為本發明的結構示意圖。
[0020]圖2為圖1的A-A剖視圖。
[0021]圖3為圖1的右視圖。
[0022]圖4為圖1的左視圖。
[0023]圖5為圖1的原理圖。
[0024]圖6為圖1中冷凝瓶的結構示意圖。
[0025]附圖中:1、電磁閥固定座；2、冷凝瓶；3、蒸餾瓶；4、功能調節按鍵；5、液晶屏；
6、殼體；7、腳墊；8、加熱控制按鍵；9、加熱狀態指示燈；10、容量瓶；11、液位觀察窗；12、電磁閥；13、密封塞；14、加熱箱體；15、右側蓋；16、電源座I ;17、電源座II ;18、水箱加水開關；19、循環水開關；20、電源開關I ;21、電源開關II ;22、固定螺絲；23、固定橫梁；24、萬用夾；26、水箱進水口 ；27、水箱出水口 ；28、廢液口 ；29、左側蓋；30、支架；31、冷凝器；32、水箱；33、控制電路；34、蛇形冷凝管；35、冷凝管進水口 ；36、冷凝管出液口 ；37、冷凝管出水口 ；38、冷凝管進汽口 ；39、爐罩；40、陶瓷電熱器；41、灶架；42、引流孔；43、引流槽；44、稱重傳感器；45、秤盤支架；46、秤盤；47、數據採集模塊。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明:
本發明如圖1-6所示，該一體化萬用蒸餾儀，它包括加熱裝置、冷卻裝置、體積控制裝置、防倒吸裝置、殼體及支架，其特徵在於:加熱裝置採用六個獨立的加熱單元，每個加熱單元包括陶瓷電熱器40、灶架41、爐罩39、蒸餾瓶3、加熱控制按鍵8、加熱狀態指示燈9、控制電路33 ;陶瓷電熱器40固定在加熱箱體14所對應的灶架41上，爐罩39位於陶瓷電熱器40的上面，蒸餾瓶3置於爐罩39內；殼體6上設有六個加熱控制按鍵8、加熱狀態指示燈
9、功能調節按鍵4和液晶屏5，當按下加熱控制按鍵4時，所對應的加熱狀態指示燈9亮，對應的陶瓷電熱器40開始加熱；還可以通過功能調節按鍵4設置陶瓷電器40的加熱功率，並通過液晶屏5顯示。本發明還設計有六個獨立的體積控制裝置，體積控制裝置包括容量瓶10、稱重傳感器44、秤盤支架45、秤盤46、數據採集模塊47、控制電路33、液晶屏5 ;稱重傳感器44固定在殼體6內側的底座上，秤盤46通過秤盤支架45與稱重傳感器44連接，容量瓶10位於秤盤46上面；稱重傳感器44通過數據採集模塊47將採集的信號轉換後通過信號線傳給控制電路33，將餾出液的重量信號傳給控制電路33的控制晶片，同時將容量瓶10內餾出液的時時重量顯示在液晶屏5上；殼體6上功能調節按鍵4可設定餾出液的重量或體積，當容量瓶10內液體到達設定值，控制電路33發出指令停止加熱，加熱狀態指示燈9滅。
[0027]上述的一體化萬用蒸餾儀，其特徵在於:陶瓷電熱器40固定的殼體6上設計有引流孔42，通過引流孔42將廢液導到引流槽43中，然後通過軟管經廢液口 28將腐蝕性廢液引到儀器外部，避免實驗過程中因蒸餾瓶的炸裂腐蝕儀器。
[0028]上述的一體化萬用蒸餾儀，其特徵在於:冷卻裝置採用內置的循環水冷卻系統，它包括水箱32、冷凝瓶2、風冷設備。水箱32為有機玻璃材質，透光性好，它位於箱體內左側，儀器殼體6設有液位觀察窗11 ;風冷設備固定在箱體內右側，它由冷凝器31和軸流風機組成，軸流風機的電機安裝在葉輪中間達到了最大的冷卻效果；循環水經過冷凝器31的銅管時，風機把循環水的熱量快速散發到儀器外空氣中，有效地降低了循環水的溫度；冷凝瓶2的結構是傳統經典結構，它的結構是冷凝管進汽口 38、冷凝管出液口 36、蛇形冷凝管34、冷凝管進水口 35、冷凝管出水口 37 ;冷卻循環水從水箱32出來分兩路從冷凝瓶2的進水口到出水口，更好的保證了冷卻效果。冷凝瓶2採用萬用夾24固定，萬用夾24用固定螺絲22固定在橫梁23的固定孔內，橫梁23固定在加熱箱體14的前側。此種固定冷凝瓶2的結構使其可以在二維方向上任意調節，調節方便、固定簡單；冷凝瓶2與蒸餾瓶3的水平距離約12cm，使兩者在空間上有效隔離，有效的減少實驗過程中陶瓷電熱器對冷卻循環水的熱輻射。
[0029]上述的一體化萬用蒸餾儀，其特徵在於:它還包含防倒吸裝置，該裝置主要有電磁閥12與控制電路33組成。電磁閥12固定在電磁閥固定座I上面，通過支架30用螺絲固定在加熱箱體14上面，電磁閥12通過電線與控制電路33連接。蒸餾瓶3的頂部有中空的密封塞13，密封塞13上部通過軟管與電磁閥12相連，當容量瓶10內餾出液的重量或體積到達設定值，控制電路33發出信號使陶瓷電熱器40停止加熱同時電磁閥12動作，避免餾出液倒吸。
[0030]本發明的使用情況如圖1、2、3、4所示，該一體化萬用蒸餾儀，它包括加熱裝置、冷卻裝置、體積控制裝置、自動防倒吸裝置、殼體6及支架30。加熱單元的陶瓷電熱器40固定在加熱箱體14的灶架上41上，對應六個陶瓷電熱器40可以放六個蒸餾瓶3，各陶瓷電熱器40與控制電路33連接，通過殼體6上面與控制電路33連接的六個加熱控制按鍵8控制是否加熱，實現單點單控功能，通過加熱狀態指示燈9指示加熱狀態。通過殼體6上的功能調節按鍵4可自行設定陶瓷電熱器的功率、體積、時間，設定界面可以殼體6上的液晶屏5顯示，調節操作方便、簡單。
[0031]冷凝瓶2頂部設有冷凝管進汽口 38與蒸餾瓶3的長臂口密封連通，經過冷凝瓶2內部的蛇形冷凝管34在冷凝瓶底部設有冷凝管出液口 36，冷凝管出液口 36與容量瓶10密封連通。冷凝管進汽口 38與冷凝管出液口 36兩者在同一直線上，保證餾出液到容量瓶10的回流路徑最短，使餾出液極易流到容量瓶10不存在蛇形冷凝管34的內部。
[0032]冷凝瓶2上設有冷凝管進水口 35、冷凝管出水口 37，用於冷卻水循環。六個冷凝瓶分成兩組並聯，每三個串聯在一起，第三個冷凝瓶的冷凝管進水口 35、第一個冷凝瓶的冷凝管出水口 37與水箱32連通；第四個冷凝瓶的冷凝管進水口 35、第六個冷凝瓶的冷凝管出水口 37與水箱32連通。儀器殼體6上設有觀察水箱32液位的觀察窗11，以便觀察水箱的液位及時補充蒸餾水。
[0033]蒸餾瓶3的頂部瓶口與中空的密封塞13連通，密封塞13通過軟管與電磁閥12密封連通，只有在蒸餾結束後電磁閥才動作。
[0034]在容量瓶10的底部殼體6內設有體積控制裝置，體制控制裝置由容量瓶10、稱重傳感器44、秤盤支架4、秤盤46、數據採集模塊47、控制電路33、液晶屏5組成；，通過調節功能調節按鍵4設定的餾出液體積並且顯示在液晶屏5上。在蒸餾過程中體積的時時變化情況也可通過液晶屏5顯示。當餾出液體積到達設定值時，控制電路33檢測到此時的數據信息即控制陶瓷電熱器40停止加熱，；同時相應的電磁閥12動作，防止容量瓶10餾出液倒吸。
[0035] 上面所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，並非對本發明的構思和保護範圍進行限定，在不脫離本發明設計構思的前提下，本領域中普通工程技術人員對本發明的技術方案作出的各種變型和改進，均應落入本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種一體化萬用蒸餾儀，包括加熱裝置、冷卻裝置、殼體(6)及支架(30)，其特徵是:加熱裝置設有多個獨立的加熱單元，每個加熱單元包括陶瓷電熱器(40)、灶架(41)、爐罩(39)、蒸餾瓶(3)、加熱控制按鍵⑶、加熱狀態指示燈(9)、控制電路(33)，陶瓷電熱器(40)安裝在加熱箱體(14)的灶架(41)上，爐罩(39)和蒸餾瓶(3)位於陶瓷電熱器(40)的上面，蒸餾瓶(3)安裝在爐罩(39)內，殼體(6)上設有多個與加熱單元相對應的加熱控制按鍵(8)、加熱狀態指示燈(9)、功能調節按鍵(4)及其液晶屏(5)，當按下加熱控制按鍵(8)時，所對應的加熱狀態指示燈(9)亮，對應的陶瓷電熱器(40)開始加熱，功能調節按鍵(4)可以調節陶瓷電熱器(40)的加熱功率，並通過液晶屏(5)顯示；加熱單元連接冷卻裝置，蒸餾瓶(3)連接冷凝瓶(2 )，冷凝瓶(2 )連接水箱(32 )，冷卻裝置連接控制系統(33 )，冷卻裝置的冷凝瓶(2)的下方設有容量瓶(10)。
2.根據權利要求1所述的一體化萬用蒸餾儀，其特徵在於:所述蒸餾瓶(3)的頂部安裝密封塞(13)。
3.根據權利要求1所述的一體化萬用蒸餾儀，其特徵在於:所述一體化萬用蒸餾儀上設有與多個加熱單元相對應的獨立體積控制裝置，體積控制裝置包括容量瓶(10)、稱重傳感器(44)、秤盤支架(45)、秤盤(46)、數據採集模塊(47)、控制電路(33)、液晶屏(5);稱重傳感器(44)安裝在殼體(6)內側的底座上，稱重傳感器(44)的上方安裝秤盤支架(45)，秤盤支架(45 )的上方安裝秤盤(46 )，容量瓶(10 )放置在秤盤(46 )內，稱重傳感器(44)通過數據採集模塊(47)將信號傳給控制電路(33)，將餾出液的重量信號傳給控制電路(33)上的控制晶片，同時將容量瓶(10)內餾出液的時時重量顯示在液晶屏(5)上，殼體(6)上的功能調節按鍵(4)可設定餾出液的重量或體積，當容量瓶(10)內液體到達設定值，控制電路(33)發出指令停止加熱，加熱狀態指示燈(9)滅。
4.根據權利要求1所述的一體化萬用蒸餾儀，其特徵在於:所述陶瓷電熱器(40)的殼體(6 )上設有引流孔(42 )，引流孔(42 )連接引流槽(43 )，引流槽(43 )通過軟管連接廢液口(28)。
5.根據權利要求1所述的一體化萬用蒸餾儀，其特徵在於:所述冷卻裝置採用內置的循環冷卻系統，包括水箱(32)、冷凝瓶(2)、風冷設備，風冷設備由冷凝器(31)和軸流風機組成，循環水經過冷凝器(31)的銅管時，風機把循環水的熱量快速散發到儀器外空氣中，冷凝瓶(2)由冷凝管進汽口(38)、冷凝管出液口(36)、蛇形冷凝管(34)、冷凝管進水口(35)、冷凝管出水口(37)組成，冷凝瓶(2)通過萬用夾(24)和固定螺絲(22)安裝在橫梁(23)上，橫梁(23)安裝在加熱箱體(14)的前側。
6.根據權利要求5所述的一體化萬用蒸餾儀，其特徵在於:所述冷凝瓶(2)為多個，多個冷凝瓶(2)分成兩組，組與組之間並聯，各個組中的冷凝瓶(2)串聯。
7.根據權利要求5所述的一體化萬用蒸餾儀，其特徵在於:所述水箱(32)的材料為有機玻璃材質，水箱(32)外側的殼體(6)上設有液位觀察窗(11)。
8.根據權利要求1或2所述的一體化萬用蒸餾儀，其特徵在於:所述一體化萬用蒸餾儀上設有防倒吸裝置，包括電磁閥(12)與控制電路(33)，電磁閥(12)安裝在電磁閥固定座(I)上，電磁閥固定座(1)通過支架(30 )用螺絲固定在加熱箱體(14 )上面，電磁閥(12 )連接控制電路(33)，密封塞(13)上部通過軟管連接電磁閥(12)，當容量瓶(3)內餾出液的重量或體積到達設定值，控制電路(33)發出信號使陶瓷電熱器(40)停止加熱同時電磁閥(12)動作，避免餾出液倒吸，所述密封塞(13)通過軟管與防倒吸裝置密封連通。
9. 根據權利要求1所述的一體化萬用蒸餾儀，其特徵在於:所述一體化萬用蒸餾儀側面設有右側蓋(15)、左側蓋(29)、電源座I (16)、電源座II (17)、水箱加水開關(18)、循環水開關(19)、電源開關I (20)、電源開關II (21)。
【文檔編號】B01L3/16GK103566991SQ201310483784
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年10月16日 優先權日:2013年10月16日
【發明者】馬振國, 黃剛, 王志紅, 梁茂華, 楊芳芳 申請人:山東益源環保科技有限公司