專利名稱：一種低溫真空蒸餾裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種低溫真空蒸餾裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及一種土壤、植物中水分的提取儀器，特別是一種土壤水和植物莖 葉水的低溫真空蒸餾裝置。
背景技術(shù)：
[0002]土壤水和植物莖葉水的研究是水循環(huán)研究的一個重要方向，其提取方法也越來越 受到研究者的關(guān)注，一些特定的研究，例如同位素測量，要求不破壞土壤中或植物中水的成 分，因此研究者一直探尋一種在不破壞原有水成分的基礎(chǔ)上，提取土壤或植物莖葉中水分 的新型提取技術(shù)以滿足此項要求。[0003]中國專利201020195010. 2公開了 一種植物水和土壤水真空抽提裝置，該裝置解 決上述技術(shù)問題，其實施方法如下[0004]( I)采樣液氮對裝有樣品的樣品管進(jìn)行冷凍，使得樣品中的水分全部冷凍為固態(tài)， 以保證在抽真空時不會抽去樣品水的水分；[0005](2)用真空泵對真空管、樣品管和冷凝管進(jìn)行抽真空；[0006](3)關(guān)閉通道閥門使得通道管為真空狀態(tài)，由于在真空狀態(tài)下水分的沸點相對于 100°C要大大的降低，用加熱套套入樣品管對樣品加熱，使得樣品中的水分蒸出，另一端的 冷凝管用液氮進(jìn)行冷凝，慢慢凝固成冰，最后樣品中的水分全部轉(zhuǎn)移到液氮這邊的冷凝管 中。[0007]目前國際和國內(nèi)使用的方法即為上述專利的方法，此類裝置的特點主要是[0008](I)在真空泵抽氣的過程中，由人為控制真空度，操作的時候容易出現(xiàn)人為失誤， 使真空壓力過小或不夠。[0009](2)真空泵對真空管、樣品管和冷凝管抽提的過程中，由于樣品管和冷凝管內(nèi)部處 于負(fù)壓狀態(tài)，而外部為大氣壓，內(nèi)外壓力差將樣品管和冷凝管吸入通道內(nèi)，導(dǎo)致漏氣，實驗 失敗。[0010]( 3 )真空管為較長的玻璃制品，在運輸?shù)倪^程中容易破碎。實用新型內(nèi)容[0011]為了克服現(xiàn)有的植物水和土壤水真空抽提裝置中存在的真空度控制困難，易漏氣 及不易運輸?shù)膯栴}，本實用新型提供了一種低溫真空蒸餾裝置，該裝置在真空泵抽氣的過 程中，采用智能控制單元控制真空度，該低溫真空蒸餾裝置的密封性好且便于運輸。[0012]本實用新型所提供的低溫真空蒸餾裝置，其包括真空抽提系統(tǒng)和加熱控制系統(tǒng)， 其特征在于，其中所述真空抽提系統(tǒng)包括真空泵11、閥門組、真空管13、電子真空計14和至 少一個通道連接器16、樣品試管18和冷凝試管19 ；[0013]所述加熱控制系統(tǒng)包括加熱帶22和至少一個加熱套23，[0014]在所述真空抽提系統(tǒng)中，所述樣品試管18和冷凝試管19通過螺紋與所述通道連 接器16的端口連接即所述樣品試管18和冷凝試管19通過螺紋內(nèi)插旋緊連接在所述通道連接器16的端口處。[0015] 所述閥門組包括總閥門(12)和至少一個通道閥門(15);所述總閥門(12)設(shè)置在 所述真空管(13)與真空泵(11)的連接管路上，控制主管路的開斷；至少一個所述通道閥門[15]設(shè)置在所述通道連接器(16)和真空管(13)連接的管路上。[0016]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中密封不嚴(yán)的問題，在所述真空抽提系統(tǒng)中，還包括一個密封 結(jié)構(gòu)，所述密封結(jié)構(gòu)包括密封圈111和密封蓋110 ；[0017]所述樣品試管18和冷凝試管19的管口外壁設(shè)置外螺紋，內(nèi)插旋緊分別固定在所 述通道連接器16相應(yīng)的端口內(nèi)；所述密封結(jié)構(gòu)固定在所述通道連接器外，密封樣品試管和 通道連接器的縫隙。[0018]為了準(zhǔn)確控制系統(tǒng)的真空度，所述真空抽提系統(tǒng)還包括智能控制單元包括真空度 控制器和繼電器，所述智能控制單元分別與所述電子真空計14和真空泵11連接；[0019]所述智能控制單元包括探測真空度模塊和控制真空度模塊；所述探測真空制模塊 探測所述電子真空計14輸入系統(tǒng)內(nèi)的真空度，并所述控制真空制模塊輸出設(shè)定的真空度 指令給真空泵11，控制真空泵11操作。[0020]為了使裝置能夠使加溫過程控制的更為精確，所述加熱控制系統(tǒng)中還包括智能溫 控儀，所述智能溫控儀分別與所述的加熱帶22和加熱套23連接，控制所述加熱帶22和加 熱套23的溫度。[0021]在具體的實施中，所述真空抽提系統(tǒng)包含1-10個所述通道連接器16 ;所述每個通 道連接器16包含一根樣品試管18和一根冷凝試管19。[0022]所述加熱控制系統(tǒng)中包含I根所述的加熱帶和1-10個所述的加熱套。[0023]優(yōu)選的實施中，所述真空抽提系統(tǒng)中的真空泵11 一端通過總閥門12與真空管13 連接，所述真空泵11的另一端與所述智能控制單元17連接；所述智能控制單元17的另一 端與所述的電子真空計14連接；所述電子真空計14設(shè)置在所述真空管13上端；所述真空 管13分別與5個所述通道連接器連接，且在與每個通道連接器16的管路上設(shè)置有通道真 空閥15 ;每個所述通道連接器內(nèi)分別固定設(shè)置有樣品試管18和冷凝試管19，所述密封結(jié)構(gòu) 分別設(shè)置在所述樣品試管18和冷凝試管19與通道連接器的連接處；所述真空管14為不銹 鋼真空管；所述通道連接器為玻璃通道連接器。[0024]所述加熱控制系統(tǒng)包括一根加熱帶22和5個加熱套23，所述5個加熱套分別套在 樣品試管18的外表面上，所述加熱帶包裹全部的通道連接器；[0025]為了起到支撐作用，所述低溫真空蒸餾裝置還包括支架3，所述真空管13用試管 夾固定在所述支架3上；且所述的支架3為金屬支架。[0026]本實用新型的效果[0027](I)采用智能控制單元進(jìn)行真空泵抽氣，首先抽真空至lOOPa，智能控制單元關(guān)閉 真空泵，當(dāng)真空管的真空壓力大于200Pa時，智能控制單元會開啟真空泵，繼續(xù)抽真空，這 樣使真空管的壓力能一直維持在100_200Pa之間，而不至于使真空壓力過小或不夠。[0028](2)本實用新型的通道連接器的兩個端口外壁設(shè)有外螺紋，樣品試管和冷凝試管 的開口內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)螺紋，該外螺紋的外圍套有密封圈，將樣品試管和冷凝試管套在通道連 接器端口外，使兩種試管的內(nèi)螺紋套在通道連接器外壁上，密封圈將兩種試管和通道連接 器的縫隙密封，然后將密封蓋擰到通道連接器上，實現(xiàn)密封圈的密封，這樣在抽提的過程中，外界大氣壓將樣品試管和冷凝試管的外螺紋卡在通道連接器的內(nèi)壁上，使其不會被吸 入通道連接器內(nèi)，從而避免了漏氣。[0029](3)真空管的材料為不銹鋼材料，在運輸?shù)倪^程中不容易破碎。


[0030]圖1為真空抽提系統(tǒng)及支架的示意圖。[0031]圖2為加熱控制系統(tǒng)的示意圖。[0032]附圖標(biāo)記說明[0033]3_支架，11 一真空泵，12 —總閥門，13 —真空管，14 一電子真空計，15 —通道閥 門，16 —通道連接器，17—智能控制單元，18—樣品試管，19—冷凝試管，21—智能溫控儀， 22一加熱帶,23一加熱套，110一密封蓋，111 一密封圈。
具體實施方式
[0034]結(jié)合具體實施方式
，對本實用新型作詳細(xì)說明如下。[0035]一種低溫真空蒸餾裝置，其由真空抽提系統(tǒng)和加熱控制系統(tǒng)構(gòu)成。所述的真空抽 提系統(tǒng)由真空泵、總閥門、真空管、電子真空計、通道真空閥、通道連接器、智能控制單元、樣 品試管、冷凝試管、密封蓋和密封圈組成。[0036]所述的加熱控制系統(tǒng)由智能溫控儀、加熱帶、加熱套組成。[0037]所述的真空管為不銹鋼材料制品。[0038]所述的五個通道連接器為玻璃材料制品。[0039]所述的五個通道連接器通過通道真空閥連接起來。[0040]所述的真空管用試管夾固定在支架上，真空管中央上部接有電子真空計，電子真 空計與智能控制系統(tǒng)用數(shù)據(jù)線連接，真空管的右端接有總閥門，總閥門與真空泵連接，真空 泵與智能控制系統(tǒng)用數(shù)據(jù)線連接，真空管的下部有五個通道真空閥，與下部的通道連接器 連接。[0041]所述的真空抽提系統(tǒng)的通道連接器的兩個末端有螺紋，樣品試管和冷凝試管上部 有外螺紋，把兩個試管分別插入到對應(yīng)的通道連接的兩端內(nèi)部，外螺紋頂住通道連接器的 內(nèi)壁，密封圈把樣品試管和通道連接器的縫隙堵住，然后密封蓋擰到通道連接器上。[0042]所述的加熱控制系統(tǒng)的智能溫控儀與一個加熱帶和五個加熱套用數(shù)據(jù)線連接在 一起，加熱帶纏繞在通道連接器上，五個加熱套分別套在五個樣品試管上，智能溫控儀自動 控制加熱帶和加熱套的溫度。[0043]所述的支架為金屬材料。[0044]圖1為真空抽提系統(tǒng)及支架3的示意圖，真空管13用試管夾固定在支架3上，把 加熱帶22纏繞在通道連接器16上，將樣品裝入樣品試管18，將樣品試管18及冷凝試管19 通過密封圈111和密封蓋110與通道連接器16連接。將樣品試管18浸入液氮杯中冷凍5 分鐘以上，直到液氮將樣品冷凍為止，以防止在抽真空過程中水分損失。打開總閥門12和 冷凍樣品對應(yīng)的通道閥門15，關(guān)閉其他通道閥門15，打開智能控制單元17，真空泵11開始 抽氣，抽真空至lOOPa，智能控制單元17使真空泵11自動關(guān)閉，關(guān)閉通道閥門15，完成第一 組裝置的抽真空操作。[0045]圖2為加熱控制系統(tǒng)示意圖，移除冷凍樣品試管的液氮杯，將加熱套套在樣品試 管18，將冷凝試管19底部浸入液氮制冷，打開智能溫控儀21，給加熱套23加熱。水分收集 完畢后，依次將樣品試管18、冷凝試管19移除，將冷凝試管19封口。自此完成一組抽提過 程。在第一組抽提的過程中，可以按照第一組的方法把樣品試管18和冷凝試管19與第二 組通道連接器16連接，打開對應(yīng)的通道閥門15，關(guān)閉其他的通道閥門15，這時如果真空壓 力大于200pa，智能控制單元17使真空泵11啟動，壓力降到IOOpa后，智能控制單元17使 真空泵11關(guān)閉，關(guān)閉通道閥門，然后按照第一組的方法進(jìn)行加熱，冷凝，提取水分。以此類 推，進(jìn)行第三組到第五組的提取水分過程。[0046]本實用新型提取水分的過程如下[0047]I)將樣品裝入樣品試管18，將樣品試管18及冷凝試管19通過密封蓋110與通道 連接器16連接。將樣品試管18浸入液氮杯中冷凍5分鐘以上，直到液氮將樣品冷凍為止， 以防止在抽真空過程中水分損失。[0048]2)打開總閥門12和冷凍樣品對應(yīng)的通道閥門15，關(guān)閉其他通道閥門15，打開智 能控制單元17，使真空泵11開始抽氣，抽真空至lOOPa，真空泵11自動關(guān)閉，關(guān)閉通道閥門 15，完成第一組裝置的抽真空操作。[0049]3)移除冷凍樣品試管18的液氮杯，將加熱套23套上樣品試管18，將冷凝試管19 底部浸入液氮制冷，打開智能溫控儀21，給加熱套23加熱。[0050]4)水分收集完畢后，依次將樣品試管18、冷凝試管19移除，將冷凝試管19封口。 自此完成一組抽提過程。[0051]5)在第一組抽提的過程中，可以按照第一組的方法把樣品試管18和試管19與第 二組通道連接器16連接，打開對應(yīng)的通道閥門15，關(guān)閉其他的通道閥門15，這時如果真空 壓力大于200pa,真空泵11會自動啟動，使壓力降低到IOOpa,真空泵11自動關(guān)閉，關(guān)閉通 道閥門，然后按照第一組的方法進(jìn)行加熱，冷凝，提取水分。以此類推，進(jìn)行第三組到第五組 的提取水分過程。
權(quán)利要求1.一種低溫真空蒸餾裝置，其包括真空抽提系統(tǒng)和加熱控制系統(tǒng)，其特征在于，其中所述真空抽提系統(tǒng)包括真空泵(11 )、閥門組、真空管(13)、電子真空計(14)和至少一個通道連接器(16)、樣品試管(18)和冷凝試管(19); 所述加熱控制系統(tǒng)包括加熱帶(22)和至少一個加熱套(23)， 在所述真空抽提系統(tǒng)中，所述樣品試管(18)和冷凝試管(19)通過螺紋與所述通道連接器(16)的端口連接即所述樣品試管(18)和冷凝試管(19)通過螺紋內(nèi)插旋緊連接在所述通道連接器(16)的端口處。
2.如權(quán)利要求1所述的低溫真空蒸餾裝置，其特征在于 在所述真空抽提系統(tǒng)中，還包括一個密封結(jié)構(gòu)，所述密封結(jié)構(gòu)包括密封圈(111)和密封蓋(110)； 所述樣品試管(18)和冷凝試管(19)的管口外壁設(shè)置外螺紋，內(nèi)插旋緊分別固定在所述通道連接器(16)相應(yīng)的端口內(nèi)；所述密封結(jié)構(gòu)固定在所述通道連接器外，密封樣品試管和通道連接器的縫隙。
3.如權(quán)利要求1所述的低溫真空蒸餾裝置，其特征在于 所述真空抽提系統(tǒng)還包括智能控制單元包括真空度控制器和繼電器，所述智能控制單元分別與所述電子真空計(14)和真空泵(11)連接； 所述智能控制單元包括探測真空度模塊和控制真空度模塊；所述探測真空制模塊探測所述電子真空計(14 )輸入系統(tǒng)內(nèi)的真空度，并所述控制真空制模塊輸出設(shè)定的真空度指令給真空泵(11)，控制真空泵(11)操作。
4.如權(quán)利要求1所述的低溫真空蒸餾裝置，其特征在于 所述加熱控制系統(tǒng)中還包括智能溫控儀，所述智能溫控儀分別與所述的加熱帶(22)和加熱套(23 )連接，控制所述加熱帶(22 )和加熱套(23 )的溫度。
5.如權(quán)利要求1所述的低溫真空蒸餾裝置，其特征在于 所述閥門組包括總閥門(12)和至少一個通道閥門(15);所述總閥門(12)設(shè)置在所述真空管(13)與真空泵(11)的連接管路上，控制主管路的開斷；至少一個所述通道閥門(15)設(shè)置在所述通道連接器(16 )和真空管(13 )連接的管路上。
6.如權(quán)利要求1所述的低溫真空蒸餾裝置，其特征在于 所述真空抽提系統(tǒng)包含1-10個所述通道連接器(16);所述每個通道連接器(16)包含一根樣品試管(18)和一根冷凝試管(19)。
7.如權(quán)利要求1所述的低溫真空蒸餾裝置，其特征在于 所述加熱控制系統(tǒng)中包含I根所述的加熱帶和1-10個所述的加熱套。
8.如權(quán)利要求1-7之一所述的低溫真空蒸餾裝置，其特征在于 所述真空抽提系統(tǒng)中的真空泵(11) 一端通過總閥門(12)與真空管(13)連接，所述真空泵(11)的另一端與所述智能控制單元(17)連接；所述智能控制單元(17)的另一端與所述的電子真空計(14)連接；所述電子真空計(14)設(shè)置在所述真空管(13)上端；所述真空管(13)分別與5個所述通道連接器連接，且在與每個通道連接器(16)的管路上設(shè)置有通道真空閥(15);每個所述通道連接器內(nèi)分別固定設(shè)置有樣品試管(18)和冷凝試管(19)，所述密封結(jié)構(gòu)分別設(shè)置在所述樣品試管(18)和冷凝試管(19)與通道連接器的連接處；所述真空管(14)為不銹鋼真空管；所述通道連接器為玻璃通道連接器。所述加熱控制系統(tǒng)包括一根加熱帶(22)和5個加熱套(23)，所述5個加熱套分別套在樣品試管(18)的外表面上，所述加熱帶包裹全部的通道連接器；
9.如權(quán)利要求1所述的低溫真空蒸餾裝置，其特征在于 所述低溫真空蒸餾裝置還包括支架(3)，所述真空管(13)用試管夾固定在所述支架(3)上；且所述的支架(3)為金屬支架。
專利摘要本實用新型提供了一種低溫真空蒸餾裝置，其包括真空抽提系統(tǒng)和加熱控制系統(tǒng)，其中所述真空抽提系統(tǒng)包括真空泵(11)、閥門組、真空管(13)、電子真空計(14)和至少一個通道連接器(16)、樣品試管(18)和冷凝試管(19)；所述加熱控制系統(tǒng)包括加熱帶(22)和至少一個加熱套(23)，在所述真空抽提系統(tǒng)中，所述樣品試管(18)和冷凝試管(19)通過螺紋與所述通道連接器(16)的端口連接即所述樣品試管(18)和冷凝試管(19)通過螺紋內(nèi)插旋緊連接在所述通道連接器(16)的端口處。本實用新型的低溫真空蒸餾裝置采用智能控制單元控制真空度，其密封性好且便于運輸。
文檔編號G01N1/28GK202853951SQ20122044275
公開日2013年4月3日 申請日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月31日
發(fā)明者楊麗虎, 宋獻(xiàn)方 申請人:中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所