專利名稱：實驗室用循環(huán)水式蒸餾水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及實驗室用于制備蒸餾水的儀器，具體地說是實驗室用循環(huán)水式蒸餾水器。
背景技術(shù)：
在醫(yī)院、制藥廠、生物制劑公司、科研院所以及學校的實驗里，經(jīng)常需要用到大量的蒸餾水，包括單蒸水、雙蒸水和三蒸水。而制作蒸餾水需將自來水加熱至沸騰成為汽態(tài)后與其他雜質(zhì)分離，然后水蒸汽經(jīng)過冷卻管被冷凝而重新變回液態(tài)即為蒸餾水。為此，制作蒸餾水過程需要大量的水進行冷卻，冷卻水因沒有回收裝置就直接排入下水道，造成大量的浪費。在蒸餾水的制備過程中，我們發(fā)現(xiàn)市場上銷售的實驗室用蒸餾水器，無論是哪一種類型，它們存在的缺陷主要有以下幾點第一，加熱器用的多是螺旋形加熱管，且安裝在加熱桶體內(nèi)，為防止干燒，要求在加熱的過程中始終保持水面要高于螺旋形加熱管的高度， 這就要求初始用水量要大；再者長期、反復加熱，螺旋形加熱管表面會形成結(jié)垢，影響熱交換，這些因素不僅增大了耗電量，也使產(chǎn)出效率降低。第二，螺旋形加熱管表面和加熱桶內(nèi)壁結(jié)垢不易清除，且維修不便，因螺旋形加熱管固定于加熱桶底部。第三，冷卻水沒有回收裝置，直接排入下水道，造成水資源的浪費。經(jīng)實驗測算，用單蒸水器每制備IOL蒸餾水 (10L/h),需要冷卻水大約200L，如果按一個實驗室每天用20L蒸餾水，那么一年(按300天計算)就要浪費近120噸水，采用雙蒸水器和三蒸水器的耗水量還要多。2008年中國水資源公報顯示，2008年，全國人均用水量為446 m3。其中人均用水量大于600 m3的有新疆、西藏、寧夏、黑龍江、江蘇、內(nèi)蒙古、廣西、上海、青海9個省(自治區(qū)、 直轄市)，小于300 m3的有山西、天津、北京、陜西、山東、河南、四川、貴州、河北、重慶10個省 (直轄市)，其中山西最低，僅167 m3。按照國際公認的標準，人均水資源低于3000 m3為輕度缺水；人均水資源低于2000 m3為中度缺水；人均水資源低于1000 m3為嚴重缺水；人均水資源低于500 m3為極度缺水。中國目前有16個省(區(qū)、市)人均水資源量(不包括過境水)低于嚴重缺水線，有6個省、區(qū)(寧夏、河北、山東、河南、山西、江蘇)人均水資源量低于 500 m3。2008年，黨中央、國務院號召各級水利部門深入貫徹落實科學發(fā)展觀，積極踐行可持續(xù)發(fā)展治水思路，著力推進民生水利，統(tǒng)籌推進了水利建設(shè)、管理、改革等各項工作。因此有必要積極開展水資源的合理開發(fā)和利用，節(jié)約用水。節(jié)水節(jié)能，利在當下，功在千秋。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種實驗室用循環(huán)水式蒸餾水器，具有節(jié)水節(jié)能，便于維護，蒸餾水生產(chǎn)效率高的優(yōu)點。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是實驗室用循環(huán)水式蒸餾水器， 包括蒸汽發(fā)生器和供水裝置，供水裝置包括冷凝水存儲器和散熱器，蒸汽發(fā)生器包括蒸餾桶和冷凝器，冷凝器設(shè)置在蒸餾桶的頂蓋上，蒸餾桶的底部設(shè)有電磁加熱裝置；冷凝器包括冷凝罩和垂直設(shè)置在冷凝罩內(nèi)的蒸汽引導套管，蒸汽引導套管的下端口通過頂蓋上的蒸汽出口與蒸餾桶的內(nèi)部連通，在冷凝罩的頂部設(shè)有一個凸面向下的弧形導流板，弧形導流板設(shè)置在蒸汽引導套管的上方，并與蒸汽引導套管的上端口之間具有供蒸汽擴散的間隙，蒸汽引導套管和冷凝罩之間為冷卻腔，冷卻腔的下端設(shè)有蒸餾水出口，在冷凝罩的外側(cè)套有螺旋形的冷凝水管，冷凝水管的下端通過供水泵與冷凝水存儲器連通，冷凝水管的上端口通過散熱器與冷凝水存儲器連接，所述的蒸餾桶下部設(shè)有加水口，加水口通過供水管與冷凝水存儲器連通，供水管位于冷凝水存儲器內(nèi)的一端設(shè)有單向閥。所述的冷卻腔內(nèi)設(shè)有冷凝片，冷凝片的一端固定在冷凝罩的內(nèi)壁上，另一端傾斜向下設(shè)置。所述的冷卻腔的底部設(shè)有隔熱層。所述的冷凝罩的外側(cè)設(shè)有保護層，保護層將冷凝水管包圍在其中。所述的弧形導流板通過螺桿設(shè)置在冷凝罩的頂部，螺桿露在冷凝罩外部的一端設(shè)有調(diào)節(jié)旋鈕。所述的蒸餾桶的桶壁為雙層結(jié)構(gòu)，其內(nèi)層與外層之間設(shè)有保溫層。所述的蒸餾桶的頂蓋通過卡扣與桶體連接。所述的散熱器由風扇和至少兩層垂直設(shè)置的散熱板構(gòu)成，每層散熱板均有蛇形散熱管和設(shè)置在蛇形散熱管管壁上的散熱片構(gòu)成，相鄰散熱板中的蛇形散熱管相連通，最外層散熱板中的蛇形散熱管與冷凝水管的上端口連通，最內(nèi)層散熱板中的蛇形散熱管與冷凝水存儲器連通，風扇設(shè)置在最外層散熱板的一側(cè)。所述的冷凝水存儲器內(nèi)設(shè)有液位計，液位計的信號輸出端與冷凝水存儲器補水管上設(shè)置的液位調(diào)節(jié)閥連接。所述供水管位于蒸餾桶內(nèi)一端的管口朝上設(shè)置。所述冷凝水管下端與供水泵之間的管路上設(shè)有循環(huán)水流量調(diào)節(jié)閥。本發(fā)明的有益效果是加熱裝置采用電磁加熱的方式，效率高、能耗低，并且可以將加熱裝置設(shè)置在蒸餾桶的外部，便于維修，同時實現(xiàn)水電隔離，提高安全性；采用冷卻水循環(huán)利用的方式，使冷凝水完全保留下來，節(jié)約水資源，同時用循環(huán)的冷卻水向蒸餾桶供水，實現(xiàn)了自動連續(xù)運轉(zhuǎn)，維護費用低；冷凝器中的弧形導流板和冷凝片提高了冷凝效率，熱交換效率高，單位時間產(chǎn)出率高；蒸餾桶的鍋壁為雙層結(jié)構(gòu)，保溫效果好，減少了熱量損失，降低能源消耗。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是散熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標記1、蒸餾桶，101、桶體，102、頂蓋，103、卡扣，104、保溫層，105、加水口， 106、觀察窗，2、冷凝器，201、冷凝罩，202、蒸汽引導套管，203、冷卻腔，204、冷凝水管，205、 蒸餾水出口，206、冷凝片，207、弧形導流板，208、保護層，209、隔熱層，210、螺桿，211、調(diào)節(jié)旋鈕，3、電磁加熱裝置，4、冷凝水存儲器，401、液位計，402、液位調(diào)節(jié)閥，5、供水泵，6、散熱器，601、散熱板，602、蛇形散熱管，603、散熱片，604、風扇，7、供水管，701、單向閥，8、循環(huán)水流量調(diào)節(jié)閥。
具體實施例方式如圖所示，實驗室用循環(huán)水式蒸餾水器，包括蒸汽發(fā)生器和供水裝置，供水裝置包括冷凝水存儲器4和散熱器6，蒸汽發(fā)生器包括蒸餾桶1和冷凝器2，冷凝器2設(shè)置在蒸餾桶1的頂蓋102上。蒸餾桶1的底部設(shè)有電磁加熱裝置3，采用電磁感應加熱代替原有的蒸餾桶內(nèi)電阻絲加熱，不但提高了加熱效率，降低了電量消耗，還實現(xiàn)了水電隔離，提高了安全性能。冷凝器2包括冷凝罩201和垂直設(shè)置在冷凝罩201內(nèi)的蒸汽引導套管202，蒸汽引導套管202的下端口通過頂蓋102上的蒸汽出口與蒸餾桶1的內(nèi)部連通，在冷凝罩201的頂部設(shè)有一個凸面向下的弧形導流板207，弧形導流板207設(shè)置在蒸汽引導套管202的上方，并與蒸汽引導套管202的上端口之間具有供蒸汽擴散的間隙。由于弧形導流板207的作用，蒸汽可以迅速均勻的向四周擴散，增強蒸汽的流動性，從而提高制水效率。將弧形導流板207通過螺桿210設(shè)置在冷凝罩201的頂部，在螺桿210露在冷凝罩201外部的一端設(shè)置調(diào)節(jié)旋鈕211。通過旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)旋鈕211調(diào)節(jié)弧形導流板207的高度，從而調(diào)節(jié)弧形導流板207與蒸汽引導套管202的上端口之間的間隙，以適應蒸汽的流量變化。蒸汽引導套管202和冷凝罩201之間為冷卻腔203，冷卻腔203的下端設(shè)有蒸餾水出口 205，在冷凝罩201的外側(cè)套有螺旋形的冷凝水管204，冷凝水管204的下端通過供水泵5與冷凝水存儲器4連通，冷凝水管204的上端口通過散熱器6與冷凝水存儲器4連接。在冷凝水管204與供水泵5的連接管路上設(shè)置循環(huán)水流量調(diào)節(jié)閥8以調(diào)節(jié)循環(huán)水的流量。通過調(diào)節(jié)，既可使水蒸汽充分冷凝，又可控制熱交換后的冷凝水的溫度不致太高。加熱產(chǎn)生的蒸汽在蒸汽引導套管202內(nèi)上升的過程中，由于蒸汽引導套管202外冷卻腔203的溫度相對較低，而被初步降溫，而后從冷凝罩201的頂部擴散到冷卻腔203內(nèi)，蒸汽由于冷凝罩201外冷凝水管204的作用迅速冷卻凝結(jié)，并從冷卻腔203底部的蒸餾水出口 205流出。通過先初步降溫再冷卻凝結(jié)的方式，有效提高了蒸汽的冷凝效率。冷卻用水在冷凝水管204中被加熱后，通過散熱器6散熱后返回冷凝水存儲器4，重新作為冷卻用水，使冷凝水完全保留下來，節(jié)約水資源。所述的蒸餾桶1下部設(shè)有加水口 105，加水口 105通過供水管7與冷凝水存儲器4 連通，供水管7位于冷凝水存儲器4內(nèi)的一端設(shè)有單向閥701。供水管7在冷凝水存儲器4 內(nèi)的管口高于蒸餾桶1內(nèi)的供水管7管口，冷凝水存儲器4內(nèi)供水管7的開口高度正好是蒸餾桶1內(nèi)加熱水位的高度。冷凝水存儲器4內(nèi)供水管7設(shè)置的單向閥701，使水只能單向流入蒸餾桶1，用于補充蒸餾桶1內(nèi)蒸發(fā)掉的水，并防止熱水倒流。將供水管7位于蒸餾桶 1內(nèi)一端的管口朝上設(shè)置，可以防止蒸餾桶1內(nèi)的水沸騰后對供水管7內(nèi)部的沖擊，保證蒸餾桶1的供水穩(wěn)定。冷凝水存儲器4內(nèi)設(shè)置水位警戒線即液位計401。由設(shè)置在補水管上的液位調(diào)節(jié)閥402控制水位，補水管連在自來水管道上，液位計401的信號輸出端與液位調(diào)節(jié)閥402連接。當冷凝水存儲器4內(nèi)的水位低于最低水位刻度線時，液位調(diào)節(jié)閥402打開， 向冷凝水存儲器4中補充冷水至最高水位線；當冷凝水存儲器4內(nèi)的水位高于最高水位刻度線時，液位調(diào)節(jié)閥402關(guān)閉。并且通過液位調(diào)節(jié)閥402的流量調(diào)節(jié)作用，防止水箱中由于快速補充冷水，進而進入加熱桶后，造成蒸汽生成不均勻，影響產(chǎn)出效率。
所述的冷卻腔203內(nèi)設(shè)有冷凝片206，多個冷凝片206分布在冷凝罩201的內(nèi)壁上，冷凝片206的一端固定在冷凝罩201的內(nèi)壁上，另一端傾斜向下設(shè)置。冷凝片206可加大冷卻面積，使蒸汽迅速冷卻，提高水蒸汽冷凝效率。由于蒸餾桶1內(nèi)蒸汽的加熱作用，會使頂蓋102的溫度升高，因此，在冷卻腔203的底部設(shè)置隔熱層209，通過隔熱層209將冷卻腔203與下部的蒸餾桶1進行熱隔離，可以防止凝結(jié)的水流到冷卻腔203底部后受熱而重新變?yōu)檎羝?，也可防止蒸餾桶1內(nèi)的蒸汽被冷凝。所述的冷凝罩201的外側(cè)設(shè)有保護層208，保護層208將冷凝水管204包圍在其中，防止冷凝水管204受到碰撞而損壞。所述的蒸餾桶1的桶壁為雙層結(jié)構(gòu)，其內(nèi)層與外層之間設(shè)有保溫層104。保溫層 104可以由保溫材料構(gòu)成，也可以是真空腔，利用保溫層104實現(xiàn)蒸餾桶1內(nèi)外的熱量隔離， 減少熱量損失。所述的蒸餾桶1的頂蓋102通過卡扣103與桶體101連接，便于卸下進行維修。也可以采用螺栓連接的方式將頂蓋102固定在桶體101上。所述的散熱器6由風扇604和至少兩層垂直設(shè)置的散熱板601構(gòu)成，每層散熱板 601均有蛇形散熱管602和設(shè)置在蛇形散熱管602管壁上的散熱片603構(gòu)成。散熱片603 與蛇形散熱管602垂直，相鄰的散熱片603之間中空有網(wǎng)眼，可增大對流面積，便于散熱。相鄰散熱板601中的蛇形散熱管602相連通，最外層散熱板601中的蛇形散熱管602與冷凝水管204的上端口連通，最內(nèi)層散熱板601中的蛇形散熱管602與冷凝水存儲器4連通，風扇604設(shè)置在最外層散熱板601的一側(cè)。通過調(diào)整散熱板601的數(shù)量可以適應不同蒸餾水產(chǎn)量的需要，保證冷卻用水的溫度。從冷凝水管204流出的水，先進入最外層的散熱板601， 然后逐層流動降溫，最后將冷凝水導入冷凝水存儲器4。將風扇604設(shè)置在最外層散熱板 601的一側(cè)可以提高風扇604的利用率，降低能源消耗，并有效提高散熱效率。為了便于觀察蒸餾桶1內(nèi)的水位和情況，可以在蒸餾桶1上設(shè)置觀察窗106。將冷凝罩201的頂部設(shè)置成可拆卸的形式，可以便于維修。
權(quán)利要求
1.實驗室用循環(huán)水式蒸餾水器，包括蒸汽發(fā)生器和供水裝置，供水裝置包括冷凝水存儲器(4 )和散熱器(6 )，蒸汽發(fā)生器包括蒸餾桶(1)和冷凝器(2 )，冷凝器(2 )設(shè)置在蒸餾桶 (1)的頂蓋(102)上，其特征在于蒸餾桶(1)的底部設(shè)有電磁加熱裝置(3)；冷凝器(2)包括冷凝罩(201)和垂直設(shè)置在冷凝罩(201)內(nèi)的蒸汽引導套管(202)，蒸汽引導套管(202) 的下端口通過頂蓋(102)上的蒸汽出口與蒸餾桶(1)的內(nèi)部連通，在冷凝罩(201)的頂部設(shè)有一個凸面向下的弧形導流板(207)，弧形導流板(207)設(shè)置在蒸汽引導套管(202)的上方，并與蒸汽引導套管(202)的上端口之間具有供蒸汽擴散的間隙，蒸汽引導套管(202)和冷凝罩(201)之間為冷卻腔(203)，冷卻腔(203)的下端設(shè)有蒸餾水出口(205)，在冷凝罩 (201)的外側(cè)套有螺旋形的冷凝水管(204)，冷凝水管(204)的下端通過供水泵(5)與冷凝水存儲器(4)連通，冷凝水管(204)的上端口通過散熱器(6)與冷凝水存儲器(4)連接，所述的蒸餾桶(1)下部設(shè)有加水口( 105)，加水口( 105)通過供水管(7)與冷凝水存儲器(4) 連通。
2.如權(quán)利要求1所述的實驗室用循環(huán)水式蒸餾水器，其特征在于所述的冷卻腔(203) 內(nèi)設(shè)有冷凝片(206)，冷凝片(206)的一端固定在冷凝罩(201)的內(nèi)壁上，另一端傾斜向下設(shè)置。
3.如權(quán)利要求1所述的實驗室用循環(huán)水式蒸餾水器，其特征在于所述的冷卻腔(203) 的底部設(shè)有隔熱層(209)。
4.如權(quán)利要求1所述的實驗室用循環(huán)水式蒸餾水器，其特征在于所述的冷凝罩(201) 的外側(cè)設(shè)有保護層(208)，保護層(208)將冷凝水管(204)包圍在其中。
5.如權(quán)利要求1所述的實驗室用循環(huán)水式蒸餾水器，其特征在于所述的弧形導流板 (207)通過螺桿(210)設(shè)置在冷凝罩(201)的頂部，螺桿(210)露在冷凝罩(201)外部的一端設(shè)有調(diào)節(jié)旋鈕(211)。
6.如權(quán)利要求1所述的實驗室用循環(huán)水式蒸餾水器，其特征在于所述的蒸餾桶(1)的桶壁為雙層結(jié)構(gòu)，其內(nèi)層與外層之間設(shè)有保溫層(104)。
7.如權(quán)利要求1所述的實驗室用循環(huán)水式蒸餾水器，其特征在于所述的散熱器(6)由風扇(604)和至少兩層垂直設(shè)置的散熱板(601)構(gòu)成，每層散熱板(601)均有蛇形散熱管 (602)和設(shè)置在蛇形散熱管(602)管壁上的散熱片(603)構(gòu)成，相鄰散熱板(601)中的蛇形散熱管(602 )相連通，最外層散熱板(601)中的蛇形散熱管(602 )與冷凝水管(204 )的上端口連通，最內(nèi)層散熱板(601)中的蛇形散熱管(602)與冷凝水存儲器(4)連通，風扇(604) 設(shè)置在最外層散熱板(601)的一側(cè)。
8.如權(quán)利要求1所述的實驗室用循環(huán)水式蒸餾水器，其特征在于所述的冷凝水存儲器(4)內(nèi)設(shè)有液位計(401)，液位計(401)的信號輸出端與冷凝水存儲器(4)補水管上設(shè)置的液位調(diào)節(jié)閥(402)連接。
9.如權(quán)利要求1所述的實驗室用循環(huán)水式蒸餾水器，其特征在于所述供水管(7)位于蒸餾桶(1)內(nèi)一端的管口朝上設(shè)置。
10.如權(quán)利要求1所述的實驗室用循環(huán)水式蒸餾水器，其特征在于所述冷凝水管 (204)下端與供水泵(5)之間的管路上設(shè)有循環(huán)水流量調(diào)節(jié)閥(8)。
全文摘要
實驗室用循環(huán)水式蒸餾水器，蒸餾桶的底部設(shè)有電磁加熱裝置；冷凝器包括冷凝罩和蒸汽引導套管，蒸汽引導套管下端與蒸餾桶的內(nèi)部連通，冷凝罩頂部設(shè)有弧形導流板，弧形導流板與蒸汽引導套管上端口之間具有供蒸汽擴散的間隙，蒸汽引導套管和冷凝罩之間為冷卻腔，冷卻腔下端設(shè)有蒸餾水出口，冷凝罩外側(cè)套有螺旋形的冷凝水管，冷凝水管下端與冷凝水存儲器連通，上端口通過散熱器與冷凝水存儲器連接，蒸餾桶下部的加水口通過供水管與冷凝水存儲器連通，供水管位于冷凝水存儲器內(nèi)的一端設(shè)有單向閥。采用電磁加熱的方式，效率高、能耗低，實現(xiàn)水電隔離；節(jié)約水資源，同時實現(xiàn)了自動連續(xù)運轉(zhuǎn)，維護費用低；冷凝器交換效率高，單位時間產(chǎn)出率高。
文檔編號B01L3/16GK102343290SQ20111035682
公開日2012年2月8日 申請日期2011年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月11日
發(fā)明者席守民, 李三強, 楊五彪, 沈國民, 龔平原 申請人:河南科技大學