专利名称：多功能层叠式蒸馏水制备装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种结构单元以及蒸馏水制备装置，特别是一种用于蒸馏水制备装置的结构单元以及包括该结构单元的多功能层叠式蒸馏水制备装置。
背景技术：
蒸馏水的制备方法之一是令原水蒸发之后冷凝回收，利用该方法制备蒸馏水的现有制备装置中，多采用电加热方式或微波加热方式来制备蒸馏水，其均需要消耗大量的能量，制造成本高，而且结构复杂，不利于普及推广。并且，现有蒸馏水制备装置功能单一，如利用加热方式来制备蒸馏水的装置，在不加热的情况下，则不能获取蒸馏水，且现有蒸馏水制备装置多为整体式结构，在不需要制备蒸馏水时，往往就被闲置，造成浪费。由此现有蒸馏水制备装置不能够满足广泛普及以及以简单的结构、低廉的成本制备蒸馏水的要求，存在进一步改进的空间。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种多功能的用于蒸馏水制备装置的结构单元；本发明的又一目的在于提供一种包括至少一个所述结构单元的多功能层叠式蒸馏水制备装置。以有效解决现有结构存在的结构复杂、制备蒸馏水方式单一以及由于功能有限而造成浪费的问题。为实现上述目的，本发明采用的技术方案之一提供一种用于蒸馏水制备装置的结构单元，其特征在于，包括主壳体、非蒸馏水存储槽以及结构单元层间支撑架，其中，所述主壳体是一个旋转体，具有均为从中间向两侧单调下降的圆弧状的顶面和底面，且该底面中心位置具有圆形开口，所述顶面与所述底面间以过渡弧面平滑过渡，形成收集蒸馏水的环槽；所述结构单元层间支撑架是相对于所述主壳体旋转体的旋转轴对称的中空圆柱状结构，所述结构单元层间支撑架固定于所述主壳体上方且其顶端设有环形托架；所述非蒸馏水存储槽是相对于所述主壳体旋转体的旋转轴对称的中空圆柱状，其位于所述主壳体上方并与所述主壳体间为密封连接，并且位于所述结构单元层间支撑架内侧；其中，在所述主壳体顶面连通设置非蒸馏水导流管，该非蒸馏水导流管连通所述主壳体内部与所述非蒸馏水存储槽，并且，在所述主壳体的环槽靠近外侧端处连通设置一蒸馏水输出导管。在优选的技术方案中所述主壳体旋转体的顶面的母线从中心到离中心最远的位置是一条单调下降的曲线，所述主壳体旋转体的底面的母线从离中心最近的位置到最低位置是一条单调下降的曲线，所述主壳体旋转体的所述过渡弧面的母线从最低位置到离中心最远的位置是一条单调上升的曲线，并且所述主壳体的底面的所述圆形开口的边缘所在圆的所在平面垂直于所述主壳体旋转体的旋转轴。在优选的技术方案中所述蒸馏水输出导管的内壁下端的最高点低于所述圆形开口边缘。在优选的技术方案中所述非蒸馏水存储槽的形状是中空圆柱状，所述非蒸馏水存储槽的外径小于或等于所述圆形开口的直径。在优选的技术方案中所述非蒸馏水导流管连通固定在所述主壳体的非中心位置，且位于所述主壳体顶面以上的部分位于所述非蒸馏水存储槽的内部，且其上端面低于所述非蒸馏水存储槽的上端面。在优选的技术方案中所述结构单元层间支撑架的横向截面直径大于所述非蒸馏水存储槽直径且小于主壳体的最大外径，所述结构单元层间支撑架顶端上的环形托架的形状与所述主壳体的环槽最低处的形状完全吻合。为实现上述目的，本发明采用的技术方案之二一种多功能层叠式蒸馏水制备装置，其特征在于，包括至少一个根据技术方案一所述的用于蒸馏水制备装置的结构单元以及位于所述至少一个结构单元的下方的基座器皿。在优选的技术方案中所述基座器皿的上侧边缘与所述结构单元的所述结构单元层间支撑架的环形托架具有相同的几何形状。在优选的技术方案中所述各结构单元之间按照上、下方式层叠，本层的所述结构单元层间支撑架的所述环形托架以紧密接触的方式支撑上一层的结构单元的所述主壳体的所述过渡弧面最低处，从而稳定支撑上一层的结构单元，并且，本层结构单元的所述非蒸馏水存储槽紧密结合上一层结构单元的所述主壳体且不接触上一层的所述主壳体的顶面内侧；其中，所述各结构单元的所述非蒸馏水导流管间与中心的夹角的角度处于30°至 330°之间，并且，所述各结构单元的所述蒸馏水输出导管位于不相重叠的位置，并且，所述各结构单元中最下层的结构单元与所述基座器皿之间形成密闭空间。在优选的技术方案中，还可以具有能够将所述各结构单元中最上层的结构单元的所述非蒸馏水导流管上端盖住的盖子。与现有技术相比较，采用上述技术方案的本发明具有的优点在于I、由于能够根据需要调整该单元结构的层数进而增大该蒸馏水制备装置用于制备蒸馏水的表面积及空间，能够提高工作效率。2、由于可以选择依靠加热方式、环境温度或者光照等不同方式来制备蒸馏水，因此本发明具有应用灵活的特点。3、该单个结构单元在倒置时可以用作一般的容器，如用于收集雨水等，因此，能够减少装置的闲置率，从而降低成本。综上所述，本发明能够广泛应用于家用蒸馏水、学校或科研单位等实验室用蒸馏水的制备。
图I是本发明的结构单元的中心剖面图；图2是本发明的结构单元的外观图；图3是本发明的结构单元的透视图；图4是包括一个结构单元的本发明的外观图；图5是本发明的两个叠在一起的结构单元的俯视图；图6是层叠有三个结构单元的本发明在非加热状态下的工作示意图。图7是层叠有三个结构单元的本发明在加热状态下的工作示意图。附图标记说明1_结构单元；11_主壳体；12_非蒸馏水存储槽；13_非蒸馏水导流管；14_结构单元层间支撑架；15_蒸馏水输出导管；2_基座器皿；3_盖子；4_非蒸馏水；
5-蒸馏水；a_上层非蒸馏水导流管的位置；al_下层非蒸馏水导流管的位置；b_上层蒸馏水输出导管；bl-下层蒸馏水输出导管；c-上层主壳体；d-上层结构单元层间支撑架；e-上层非蒸馏水存储槽；Θ-夹角。
具体实施例方式以下结合附图，对本发明的技术特征和优点作更详细的说明，以使本发明能够被更全面地理解。首先，结合图1、2及3对本发明的结构单元的技术特征及功能进行说明，本发明的结构单元I包括以下五个部分主壳体11，用于凝结和存储蒸馏水，并且为其他部分提供连接和支撑，是一个中空的旋转体，具有均为从中间向两侧单调下降的圆弧状的顶面和底面，且底面中心位置具有圆形开口，顶面与底面间以过渡弧面平滑过渡，形成收集蒸馏水的环槽，主壳体11顶面的母线从中心到离中心最远的位置是一条单调下降的曲线，以保证凝结的蒸馏水可以由中心向外侧移动；主壳体11底面的母线从离中心最近的位置到最低位置是一条单调下降的曲线，且过渡弧面的母线从最低位置到离中心最远的位置是一条单调上升的曲线，所述底面中心具有一个圆形开口。蒸馏水输出导管15，用于将收集在主壳体11环槽处的蒸馏水导出到其他容器当中，其连通主壳体11的所述环槽靠近外端处，蒸馏水输出导管15的内壁下端的最高点低于主壳体11的圆形开口边缘。当主壳体11边缘处的蒸馏水水位高于一定位置时，蒸馏水会自动流出，无需干预。在图I中，A、B两点分别代表主壳体11内侧的圆形开口边缘上任意两点，C是蒸馏水输出导管的内壁下端的最高点，A、B和C三点应当满足A与B之间的距离应当与非蒸馏水存储槽12的外径相匹配，以使相邻两层结构单元I之间形成密闭的空间。A与B在纵向方向上处于同一水平位置(即，该圆形开口所在圆的所在平面垂直于主壳体11旋转体的旋转轴)，并且该纵向位置应当高于点C所处的纵向位置；非蒸馏水存储槽12，用于存储非蒸馏水以及封闭相邻上一层的主壳体11，即非蒸馏水存储槽12形状是一个圆柱的侧面并且具有小于或等于主壳体11的圆形开口的直径的外径，使上一层的主壳体11成为密闭的空间，减少水蒸汽向外界的散失；非蒸馏水导流管13，在无加热条件下，用于将上一层非蒸馏水存储槽12中达到一定水位高度之后的更多的非蒸馏水导入下一层的非蒸馏水存储槽12。在有加热条件下，用于将下一层中聚集的高压水蒸汽排放到本层。非蒸馏水导流管13固定在主壳体11的非中心位置，并且上半部分位于非蒸馏水存储槽12的内部，用来连通主壳体11内部与非蒸馏水存储槽12，其上端面应低于非蒸馏水存储槽12的上表面；结构单元层间支撑架14，位于主壳体11顶面，结构单元层间支撑架14的形状是一个圆柱的侧面，且其横截面直径大于非蒸懼水存储槽12的直径且小于主壳体11的最大外径，且其顶端具有一个环形的托架，该托架与上一层结构单元I的主壳体11的环槽的最低处能够紧密接触，从而能够用于支撑上一层结构单元1，使相邻两结构单元I的本层的非蒸馏水存储槽12与上一层的主壳体11之间形成密闭结构，且本层的非蒸馏水存储槽12不接触上一层的主壳体11的顶面内侧。图4所示为包括一个结构单元的本发明的外观图，其中结构单元I置于基座器皿2 上方，其中，由于基座器皿2的上侧边缘与结构单元层间支撑架14上端的环形托架具有相同的几何形状，因此，基座器皿2的上侧边缘能够与主壳体11的环槽紧密结合，由此，结构单元I与基座器皿2之间形成密闭结构。图5所示为两个叠在一起的结构单元I的俯视图，其中O是两个结构单元的中心， a是上层非蒸馏水导流管的位置，b是上层蒸馏水输出导管，c是上层主壳体，d是上层结构单元层间支撑架，e是上层非蒸馏水存储槽。al是下层非蒸馏水导流管的位置，bl是下层蒸馏水输出导管。O到a和al的连线之间的夹角记为Θ，则Θ满足以下条件30° < Θ < 330°，以避免上下两层结构单元的非蒸馏水导流管相接触，并使得蒸馏水输出导管在结构单元的外侧分布于不相重合的位置，方便外部收集蒸馏水。如图6所示，采用光照的方式制备蒸馏水(或者利用环境温度)，将多功能层叠式蒸馏水制备装置摆放好，其中，各结构单元之间按照上、下方式层叠，本层的结构单元层间支撑架14的环形托架紧密接触支撑上一层的结构单元的主壳体11的环槽进而支撑上一层的结构单元，并且，本层结构单元的非蒸馏水存储槽12与上一层结构单元的主壳体11之间紧密结合成密闭结构，且本层的非蒸馏水存储槽12不接触上一层的所述主壳体11的顶面内侧，以利于在主壳体11顶面内侧形成的蒸馏水水滴沿主壳体11顶面内侧流下，且该蒸馏水在主壳体11的顶面、过渡弧面与底面所形成的环槽处积存，当蒸馏水的水位达到蒸馏水输出导管15的下侧内壁最高处时，蒸馏水就会经由蒸馏水输出导管15流向指定容器。实施时，将非蒸馏水注入顶层结构单元的非蒸馏水存储槽12中，当非蒸馏水存储槽12中的水位上升超过非蒸馏水导流管13的上端后就会沿着非蒸馏水导流管13向下流到下一层结构单元的非蒸馏水存储槽12中，下一层的非蒸馏水存储槽12中的水位超过本层的非蒸馏水导流管13的上端后就会沿着非蒸馏水导流管13向下流到下一层结构单元的非蒸馏水存储槽12中，如此循环直到非蒸馏水流到基座器皿2中并形成一定的水位(不要让非蒸馏水溢出基座器皿2)，将顶层结构单元的非蒸馏水导流管13的上端用盖子3盖住以避免装置内的水蒸汽外泄。如此这样长时间放置就可以在结构单元I的主壳体11的外缘位置收集到蒸馏水，蒸馏水的水位达到一定高度后就会从蒸馏水输出导管15流出供收集。 装置所处的光照条件对蒸馏水的制备速度有影响，光照越强，制备速度越快，反之越慢。当装置中的非蒸馏水耗尽，继续向顶层结构单元的非蒸馏水存储槽12中注入非蒸馏水，并使其水位超过非蒸馏水导流管13的上端并重复初始的流动过程，使基座器皿2中的水位达到适当水平后，即可以继续工作。
如图7所示，其中，多功能层叠式蒸馏水制备装置中各结构单元的结构及构成方式与图6所示大致相同，其区别在于，本实施方式中顶层结构单元I的非蒸馏水导流管13 的上端不盖盖子3。实施时，首先在基座器皿2中注入充足的非蒸馏水(不要让非蒸馏水溢出基座器皿2)，之后在基座器皿2上摆放与无加热条件相同的层叠的结构单元I。对基座器皿2进行加热，蒸发或沸腾所产生的水蒸汽沿着各层的非蒸馏水导流管13逐层上升， 在所经过的结构单元I的主壳体11内侧都会凝结蒸馏水小水珠，积累到一定量之后流到结构单元I的主壳体11的环槽位置并在那里积累，积累到一定水位后从蒸馏水输出导管15 流出供收集。因为基座器皿2中的非蒸馏水沸腾后会产生高压蒸汽，所以顶层结构单元I 的非蒸馏水导流管13的上端不盖盖子3，用以排出部分水蒸汽降低装置内的压力。当基座器皿2中的非蒸馏水耗尽，需要将层叠的结构单元I抬起，重新向基座器皿2中注入非蒸馏水，恢复原状后继续工作。其中，结构单元I和基座器皿2可以采用耐热性能好的材料，例如结构单元I可以采用耐高温、耐光照的透明材料，以在非加热状态下能够充分吸收光照或环境的能量；基座器皿2则采用例如深色(如黑色，深褐色等)等吸热性能好的材料以在非加热状态下能够充分吸收光照或环境的能量，快速地将非蒸馏水加热，以利于高效地制备蒸馏水。其中，所层叠的结构单元的层数可以在所采用的材料所能够承受的范围内根据实际需要进行调整，以上以具有三层结构单元的蒸馏水制备装置为例说明了其制备原理，而所述蒸馏水制备装置的工作原理均相同，在此不再赘述。与现有技术相比较，采用上述技术方案的本发明具有的优点在于I、由于能够根据需要调整该单元结构的层数进而增大该蒸馏水制备装置用于制备蒸馏水的表面积及空间，能够提高工作效率。2、由于可以选择依靠加热方式、环境温度或者光照等不同方式来制备蒸馏水，因此本发明具有应用灵活的特点。3、该单个结构单元在倒置时可以用作一般的容器，如用于收集雨水等，因此，能够减少装置的闲置率，从而降低成本。综上，本发明能够广泛应用于家用蒸馏水、学校或科研单位等实验室用蒸馏水的制备。以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解， 在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。
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权利要求
1.一种用于蒸馏水制备装置的结构单元，其特征在于，包括主壳体、结构单元层间支撑架以及非蒸馏水存储槽，其中，所述主壳体是一个中空的旋转体，具有均为从中间向两侧单调下降的圆弧状的顶面和底面，且该底面中心位置具有圆形开口，所述顶面与所述底面间以过渡弧面平滑过渡，形成收集蒸馏水的环槽；所述结构单元层间支撑架是相对于所述主壳体旋转体的旋转轴对称的中空圆柱状结构，所述结构单元层间支撑架固定于所述主壳体上方且其顶端设有环形托架，该环形托架具有与所述主壳体的环槽最低处完全吻合的形状；所述非蒸馏水存储槽是相对于所述主壳体旋转体的旋转轴对称的中空圆柱状结构，其位于所述主壳体上方并与所述主壳体间为密封连接，并且位于所述结构单元层间支撑架内侧；其中，在所述主壳体顶面连通设置非蒸馏水导流管，该非蒸馏水导流管连通所述主壳体内部与所述非蒸馏水存储槽内部，并且，在所述主壳体的环槽靠近外侧端处连通一蒸馏水输出导管。
2.根据权利要求I所述的用于蒸馏水制备装置的结构单元，其特征在于，所述主壳体旋转体的顶面的母线从中心到离中心最远的位置是一条单调下降的曲线，所述主壳体旋转体的底面的母线从离中心最近的位置到最低位置是一条单调下降的曲线，所述主壳体旋转体的所述过渡弧面的母线从最低位置到离中心最远的位置是一条单调上升的曲线，并且所述主壳体的底面的所述圆形开口的边缘所在圆的所在平面垂直于所述主壳体旋转体的旋转轴。
3.根据权利要求I所述的用于蒸馏水制备装置的结构单元，其特征在于，所述蒸馏水输出导管的内壁下端的最高点低于所述圆形开口边缘。
4.根据权利要求I所述的用于蒸馏水制备装置的结构单元，其特征在于，所述非蒸馏水存储槽的外径小于或等于所述圆形开口的直径。
5.根据权利要求I所述的用于蒸馏水制备装置的结构单元，其特征在于，所述非蒸馏水导流管连通固定在所述主壳体的非中心位置，且位于所述主壳体顶面以上的部分位于所述非蒸馏水存储槽的内部，且其上端面低于所述非蒸馏水存储槽的上端面。
6.根据权利要求I所述的用于蒸馏水制备装置的结构单元，其特征在于，所述结构单元层间支撑架的横向截面直径大于所述非蒸馏水存储槽直径且小于主壳体的最大外径，所述环形托架的形状与所述主壳体的环槽的最低处的形状完全吻合。
7.一种多功能层叠式蒸馏水制备装置，其特征在于，包括至少一个根据权利要求I所述的用于蒸馏水制备装置的结构单元以及位于所述至少一个结构单元的下方的基座器皿。
8.根据权利要求7所述的多功能层叠式蒸馏水制备装置，其特征在于，所述基座器皿的上侧边缘与所述结构单元的所述结构单元层间支撑架的环形托架具有相同的几何形状。
9.根据权利要求7所述的多功能层叠式蒸馏水制备装置，其特征在于，所述各结构单元之间按照上、下方式层叠，本层的所述结构单元层间支撑架的所述环形托架以紧密接触的方式支撑上一层的结构单元的所述主壳体的所述环槽最低处，从而稳定支撑上一层的结构单元，并且，本层结构单元的所述非蒸馏水存储槽紧密结合上一层结构单元的所述主壳体且不接触上一层的所述主壳体的顶面内侧；其中，所述各结构单元的所述非蒸馏水导流管间与中心的夹角的角度处于30°至330°之间，并且，所述各结构单元的所述蒸馏水输出导管位于不相重叠的位置，并且，所述各结构单元中最下层的结构单元与所述基座器皿之间形成密闭空间。
10.根据权利要求7所述的多功能层叠式蒸馏水制备装置，其特征在于，还具有能够将所述各结构单元中最上层的结构单元的所述非蒸馏水导流管上端盖住的盖子。
全文摘要
本发明是一种用于蒸馏水制备装置的结构单元以及包括该结构单元的多功能层叠式蒸馏水制备装置。该结构单元包括主壳体、非蒸馏水存储槽、非蒸馏水导流管、结构单元层间支撑架以及蒸馏水输出导管。多层蒸馏水制备装置由至少一个该结构单元与基座器皿构成，可以在加热或非加热状态下制备蒸馏水，且具有单位面积和空间的制备量大、携带方便的优点。并且，该结构单元倒置可用于收集雨水或作为一般性液体容器使用。
文档编号C02F1/04GK102583605SQ20121002672
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月7日 优先权日2012年2月7日
发明者许世颐 申请人:许世颐