專利名稱：多功能智能蒸餾儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種蒸餾實驗用預(yù)處理裝置。
背景技術(shù)：
蒸餾法是實驗室分離、純化液態(tài)混合物常用且重要的預(yù)處理方法。傳統(tǒng)的蒸餾裝置雖能實現(xiàn)基本的蒸餾功能，但存在以下問題
1、傳統(tǒng)蒸餾裝置，采用電爐絲直接加熱蒸餾瓶并在蒸汽出口處連接蛇形冷凝管，極易造成蒸餾瓶炸裂，從而導(dǎo)致短路，漏電，危及操作人員的人身安全。2、不能同時蒸餾多個試樣，只能單爐單樣蒸餾。4、在蒸餾過程中由于溫度不可控制，受熱不均勻易爆沸，發(fā)生沖樣。5、冷凝回流裝置，采用自來水冷凝但不能循環(huán)使用，浪費水資源。6、蒸餾終點無法控制，沒有防倒吸功能，常導(dǎo)致蒸餾失敗，影響工作效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明根據(jù)實驗室蒸餾處理操作規(guī)程，在傳統(tǒng)蒸餾裝置基礎(chǔ)上，結(jié)合實際中存在的諸多問題，研制了集加熱、蒸餾、冷凝于一體的新型智能蒸餾儀器，它可以實現(xiàn)單爐單獨自動控溫、恒溫加熱、冷卻水自動循環(huán)、蒸餾終點自動控制、終點報警、自動防止倒吸控制等功能，實用方便，節(jié)能環(huán)保。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種多功能智能蒸餾儀，它包括殼體、支架、加熱裝置、冷卻裝置，其特征在于加熱裝置為多個相對獨立的加熱單元，每個加熱單元包括加熱套、加熱棒、加熱碗、蒸餾瓶；加熱碗設(shè)置在加熱箱體內(nèi)，加熱碗上部開放端為灶口，灶口與上蓋平齊，蒸餾瓶置于灶口內(nèi)；加熱套固定在加熱碗的外圍，加熱棒位于到加熱碗的底部并通過擋片固定；本發(fā)明還設(shè)計有測控裝置，測控裝置包括溫度傳感器、液位傳感器、控制電路板、控制面板、液晶模塊，溫度傳感器固定在加熱碗的頂部，通過信號線與控制電路板連接，將加熱溫度傳給控制電路板上面的控制芯片，再將加熱溫度顯示在液晶模塊上；控制面板上的控制按鈕控制各加熱孔的工作狀態(tài)；控制面板上的調(diào)節(jié)按鈕設(shè)置加熱孔的設(shè)定溫度，液位傳感器固定在控制臺上，通過光纖感測容量瓶中的液位狀態(tài)，容量瓶內(nèi)液體到達預(yù)定位置，控制電路發(fā)出指令停止加熱。上述的一種多功能智能蒸餾儀，其特征在于冷卻裝置采用循環(huán)水冷卻，它包括水箱、冷凝瓶、制冷器、冷凝器；水箱為透明材質(zhì)，它位于箱體內(nèi)，箱體側(cè)面設(shè)有觀察水箱液位狀態(tài)的觀察窗；冷凝瓶由冷凝管、輸汽管組成，其中冷凝管由管體和位于其中的蛇形管構(gòu)成，冷凝瓶的瓶口與蒸餾瓶密封連通，輸汽管外部為空氣管層，輸汽管與蛇形管連通，空氣管層被可打開的卡箍夾住，卡箍通過支架與上蓋固定連接；空氣管層通過支撐棒與冷凝管連接，支撐棒使冷凝管與輸汽管保持一定的間距；出液口與容量瓶連通；冷凝瓶上設(shè)有供冷卻水循環(huán)的進水口和出水口，進水口、出水口分別通過軟管與水泵、水箱連通；制冷器設(shè)置在箱體內(nèi)，它由半導(dǎo)體制冷片和風扇組成；冷凝器設(shè)置在箱體內(nèi)，它由盤旋的銅管和風機組成；循環(huán)水通過銅管和銅管上附加的風機，使熱量散失到四周的空氣中，加速空氣流通， 迅速散熱。上述的一種多功能智能蒸餾儀，其特征在于它還包括自動防倒吸裝置，該裝置包括容量瓶、電磁閥、液位傳感器、控制電路板、電磁閥狀態(tài)指示燈；管體的頂部開口由中空的密封塞密封，密封塞上部通過軟管與電磁閥相連，密封塞下部通過支管與輸汽管和蛇形管相通，液位傳感器通過導(dǎo)線與控制電路板連接，將感應(yīng)到的液位狀態(tài)傳給控制電路，控制電路發(fā)出指令停止加熱，并使電磁閥與電磁閥狀態(tài)指示燈同時打開。本發(fā)明的主要功能
1、蒸餾瓶防炸裂、防漏電功能蒸餾的加熱碗為合金鋁材質(zhì)，可均勻加熱，使溫度上升平緩，可有效防止蒸餾瓶炸裂現(xiàn)象的出現(xiàn)；另外由于加熱碗與電路隔絕，即使在蒸餾過程中有蒸餾瓶炸裂的現(xiàn)象，蒸餾的水樣也不會進入加熱電路，避免發(fā)生短路、漏電等故障。2、各加熱爐可獨立控制加熱蒸餾儀的上蓋頂部設(shè)有多個加熱灶口，在控制面板上有與之對應(yīng)的加熱按鈕，操作員可以根據(jù)試樣的情況選擇蒸餾多個試樣，或是單樣品蒸餾；由于每個爐都有獨立的加熱控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)單爐的自動控溫。3、恒溫控制在蒸餾過程中，加熱的溫度通過溫度傳感器將信號傳送至控制電路， 由控制電路上的A/D轉(zhuǎn)換芯片將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量并傳送給單片機；單片機內(nèi)部程序采用自動控制方式中的比例積分微分(簡稱PID)調(diào)節(jié)，響應(yīng)快，跟蹤性能好，能有效抑制加熱曲線振蕩。根據(jù)加熱溫度與設(shè)定溫度的差值改變加熱電流大小，從而使測量溫度趨向于設(shè)定溫度值，實現(xiàn)恒溫控制。4、控制芯片處理速度快、電路板有較好的抗電磁干擾(簡稱EMI)特性控制電路板的微處理器單元為STC系列高速單片機，是新一代高速、低功耗、超強抗干擾的單片機； 在控制電路和加熱電路間采取光電耦合器隔離的措施，防止大電流對控制信號的干擾。5、測溫精度高、測溫范圍廣在整個蒸餾過程中加熱的溫度是一系列連續(xù)變化的量，為了保證數(shù)據(jù)處理結(jié)果的準確性，A/D轉(zhuǎn)換芯片采用16位精度高速轉(zhuǎn)換器，采樣頻率 20Hz 500Hz可編程，具有0. 0015%的非線性，分辨率為0. 0023°C ；溫度傳感器采用K型熱電偶，測溫范圍-20(TC 1300°C ；具有測量精度高、測量范圍廣、構(gòu)造簡單、使用方便的優(yōu)點。6、冷凝效果好，回收率高制冷器采用半導(dǎo)體電子制冷，通過改變電流的方向達到冷卻的目的；不使用制冷劑，不污染環(huán)境；體積小、重量輕、無噪音等優(yōu)點。輸汽管的空氣管層通過支撐棒與蛇形冷凝管管體連接，并使蛇形冷凝管與輸汽管有一定的間距，在蒸餾加熱時不影響冷凝瓶中冷卻循環(huán)水的溫度。7、防倒吸功能操作員根據(jù)情況調(diào)節(jié)好液位傳感器位置，當液位傳感器感應(yīng)到液位信號，將信號傳至控制電路，由單片機發(fā)出自動停止加熱信號；當停止加熱后蒸餾瓶溫度下降，水蒸汽的輸送量減少，導(dǎo)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(xiàn)象的出現(xiàn)，在冷凝瓶的頂部增加電磁閥，控制系統(tǒng)自動停止加熱的同時發(fā)出指令使電磁閥動作，蛇形管的內(nèi)壓差減小，避免餾出液倒吸。該儀器可廣泛適用于環(huán)保、疾控、供排水、高校、科研院所、廠礦企業(yè)等各類化學實驗室需要蒸餾處理的場所，如揮發(fā)酚、氰化物、氨氮、凱氏氮、油中水份等項目的蒸餾處理。
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圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的左視圖。圖3為圖1的右視圖。圖4為圖3中冷凝瓶的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為原理結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、控制臺 2、底板 3、控制面板 4、控制按鈕 5、調(diào)節(jié)按鈕 6、液晶模塊 7、工作狀態(tài)顯示區(qū) 8、容量瓶 9、蒸餾瓶 10、放氣座 11、電磁閥狀態(tài)指示燈 12、箱體 13、閥門 14、左側(cè)蓋 15、加熱棒 16、加熱碗 17、加熱套 18、加熱箱體19、電磁閥 20、溫度傳感器21、擋片 22、電源開關(guān) 23、循環(huán)水開關(guān)對、液位傳感器 25、上蓋 26、冷凝瓶 27、卡箍 28、支架 29、右側(cè)蓋 30、 風扇 31、電源座 32、瓶口 33、空氣管層 34、進水口 35、出液口 36、蛇形管 37、冷凝管 38、管體 39、出水口 40、密封塞 41、輸汽管 42、支撐棒 43、 冷凝器44、水箱 45、制冷器 46、控制電路板。
具體實施例方式如圖1 一圖5所示，一種多功能智能蒸餾儀，它包括殼體、支架、加熱裝置、冷卻裝置、自動防倒吸裝置，加熱裝置為多個相對獨立的加熱單元，每個加熱單元包括加熱套17、 加熱棒15、加熱碗16、蒸餾瓶9 ；加熱碗16設(shè)置在加熱箱體18內(nèi)，加熱碗上部開放端為灶口，灶口與上蓋25平齊，蒸餾瓶9置于灶口內(nèi)；加熱套17固定在加熱碗16的外圍，加熱棒 15位于到加熱碗16的底部并通過擋片21固定；本發(fā)明還設(shè)計有測控裝置，測控裝置包括溫度傳感器20、液位傳感器M、控制電路板46、控制面板3、液晶模塊6，溫度傳感器20固定在加熱碗16的頂部，通過信號線與控制電路板46連接，將加熱溫度傳給控制電路板46上面的控制芯片，再將加熱溫度顯示在液晶模塊6上；控制面板上的控制按鈕4控制各加熱孔的工作狀態(tài)；控制面板上的調(diào)節(jié)按鈕5設(shè)置加熱孔的設(shè)定溫度，液位傳感器M固定在控制臺1上，通過光纖感測容量瓶中的液位狀態(tài)，容量瓶內(nèi)液體到達預(yù)定位置，控制電路發(fā)出指令停止加熱。冷卻裝置采用循環(huán)水冷卻，它包括水箱44、冷凝瓶沈、制冷器45、冷凝器43 ； 水箱44為透明材質(zhì)，它位于箱體12內(nèi)，箱體12側(cè)面設(shè)有觀察水箱液位狀態(tài)的觀察窗；冷凝瓶由冷凝管37、輸汽管41組成，其中冷凝管由管體38和位于其中的蛇形管36構(gòu)成，冷凝瓶的瓶口 32與蒸餾瓶9密封連通，輸汽管41外部為空氣管層33，輸汽管41與蛇形管連通， 空氣管層33被可打開的卡箍27夾住，卡箍通過支架觀與上蓋25固定連接；空氣管層33 通過支撐棒42與冷凝管37連接，支撐棒42使冷凝管與輸汽管保持一定的間距；出液口 35 與容量瓶8連通；冷凝瓶沈上設(shè)有供冷卻水循環(huán)的進水口 34和出水口 39，進水口、出水口分別通過軟管與水泵、水箱連通；制冷器45設(shè)置在箱體12內(nèi)，它由半導(dǎo)體制冷片和風扇組成；冷凝器43設(shè)置在箱體12內(nèi)，它由盤旋的銅管和風機組成；循環(huán)水通過銅管和銅管上附加的風機，使熱量散失到四周的空氣中，加速空氣流通，迅速散熱。自動防倒吸裝置包括容量瓶8、電磁閥19、液位傳感器M、控制電路板46、電磁閥狀態(tài)指示燈11 ；管體38的頂部開口由中空的密封塞40密封，密封塞上部通過軟管與電磁閥19相連，密封塞下部通過支管與輸汽管和蛇形管相通，液位傳感器M通過導(dǎo)線與控制電路板46連接，將感應(yīng)到的液位狀態(tài)傳給控制電路，控制電路發(fā)出指令停止加熱，并使電磁閥19與電磁閥狀態(tài)指示燈11同時打開。
權(quán)利要求
1.一種多功能智能蒸餾儀，它包括殼體、支架、加熱裝置、冷卻裝置，其特征在于加熱裝置為多個相對獨立的加熱單元，每個加熱單元包括加熱套(17)、加熱棒(15)、加熱碗 (16)、蒸餾瓶(9)；加熱碗(16)設(shè)置在加熱箱體(18)內(nèi)，加熱碗上部開放端為灶口，灶口與上蓋(25)平齊，蒸餾瓶(9)置于灶口內(nèi)；加熱套(17)固定在加熱碗(16)的外圍，加熱棒 (15)位于到加熱碗(16)的底部并通過擋片(21)固定；本發(fā)明還設(shè)計有測控裝置，測控裝置包括溫度傳感器(20)、液位傳感器(24)、控制電路板(46)、控制面板(3)、液晶模塊(6)，溫度傳感器(20 )固定在加熱碗(16 )的頂部，通過信號線與控制電路板(46 )連接，將加熱溫度傳給控制電路板(46)上面的控制芯片，再將加熱溫度顯示在液晶模塊(6)上；控制面板上的控制按鈕(4)控制各加熱孔的工作狀態(tài)；控制面板上的調(diào)節(jié)按鈕(5)設(shè)置加熱孔的設(shè)定溫度，液位傳感器(24)固定在控制臺(1)上，通過光纖感測容量瓶中的液位狀態(tài)，容量瓶內(nèi)液體到達預(yù)定位置，控制電路發(fā)出指令停止加熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能智能蒸餾儀，其特征在于冷卻裝置采用循環(huán)水冷卻，它包括水箱(44 )、冷凝瓶(26 )、制冷器(45 )、冷凝器(43 )；水箱(44 )為透明材質(zhì)，它位于箱體(12)內(nèi)，箱體(12)側(cè)面設(shè)有觀察水箱液位狀態(tài)的觀察窗；冷凝瓶由冷凝管(37)、輸汽管(41)組成，其中冷凝管由管體(38)和位于其中的蛇形管(36)構(gòu)成，冷凝瓶的瓶口(32) 與蒸餾瓶(9)密封連通，輸汽管(41)外部為空氣管層(33)，輸汽管(41)與蛇形管連通，空氣管層(33)被可打開的卡箍(27)夾住，卡箍通過支架(28)與上蓋(25)固定連接；空氣管層(33)通過支撐棒(42)與冷凝管(37)連接，支撐棒(42)使冷凝管與輸汽管保持一定的間距；出液口(3 與容量瓶(8)連通；冷凝瓶06)上設(shè)有供冷卻水循環(huán)的進水口(34)和出水口(39)，進水口、出水口分別通過軟管與水泵、水箱連通；制冷器(45)設(shè)置在箱體(12)內(nèi)， 它由半導(dǎo)體制冷片和風扇組成；冷凝器(43)設(shè)置在箱體(12)內(nèi)，它由盤旋的銅管和風機組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多功能智能蒸餾儀，其特征在于它還包括自動防倒吸裝置，該裝置包括容量瓶(8)、電磁閥(19)、液位傳感器(24)、控制電路板(46)、電磁閥狀態(tài)指示燈(11);管體(38)的頂部開口由中空的密封塞(40)密封，密封塞上部通過軟管與電磁閥(19)相連，密封塞下部通過支管與輸汽管和蛇形管相通，液位傳感器(24)通過導(dǎo)線與控制電路板(46)連接，將感應(yīng)到的液位狀態(tài)傳給控制電路，控制電路發(fā)出指令停止加熱，并使電磁閥(19)與電磁閥狀態(tài)指示燈(11)同時打開。
全文摘要
一種多功能智能蒸餾儀，它包括殼體、支架、加熱裝置、冷卻裝置，加熱裝置為多個相對獨立的加熱單元，每個加熱單元包括加熱套、加熱棒、加熱碗、蒸餾瓶；加熱碗設(shè)置在加熱箱體內(nèi)，加熱碗上部開放端為灶口，蒸餾瓶置于灶口內(nèi)；加熱套固定在加熱碗的外圍；本發(fā)明還設(shè)計有測控裝置，溫度傳感器固定在加熱碗的頂部，通過信號線與控制電路板連接，將加熱溫度傳給控制電路板上面的控制芯片，液位傳感器固定在控制臺上，通過光纖感測容量瓶中的液位狀態(tài)，該儀器可廣泛適用于環(huán)保、疾控、供排水、高校、科研院所、廠礦企業(yè)等各類化學實驗室需要蒸餾處理的場所，如揮發(fā)酚、氰化物、氨氮、凱氏氮、油中水份等項目的蒸餾處理。
文檔編號B01L3/16GK102553666SQ20111044619
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者朱大成, 王志紅, 秦承剛, 馬振國, 黃剛 申請人:山東益源環(huán)?？萍加邢薰?br>