一种可自动控制连续进出料的旋转蒸发仪的制作方法

文档序号:14944861发布日期:2018-07-17 20:55阅读:150来源:国知局

本发明涉及蒸发设备技术领域,特别地,涉及一种旋转蒸发仪,特别涉及一种可自动进出料的旋转蒸发仪。



背景技术:

旋转蒸发仪是对物料进行减压蒸馏浓缩的一种提取实验设备,其广泛应用于样品的规模浓缩、干燥、提取回收等实验中,尤其用于快速蒸馏大量溶剂。现有旋转蒸发仪通常由抽真空装置、加热装置、冷凝装置、旋转装置等组件组成,旋转蒸发仪的原理主要是通过电子设备控制,使烧瓶在最适合转速下,恒速旋转使溶剂形成薄膜,增大蒸发面积,并通过真空泵使蒸发烧瓶处于负压状态,蒸发烧瓶在旋转的同时置于水浴锅或油浴锅中恒温加热,加热温度可接近该溶剂的沸点,使得瓶内溶液在负压下进行加热扩散而蒸发,实现溶剂的快速蒸发。

但是,现有的旋转蒸发仪自动化程度低,时时离不开实验人员,每一步骤均需实验人员手动操作,并且在使用过程中无法将馏分、浓缩液自动取出,出料时必须中断旋转蒸馏的运行、通大气、关真空泵,升高蒸馏瓶才能取下蒸馏瓶进行清理,以3l蒸馏瓶为例,一次蒸馏约220ml溶液需要约18分钟,但实际一整套旋转蒸发蒸馏操作的完成约需60分钟。这不仅使得需要连续蒸馏的工作无法自动、高效地进行,而且增加了运行维护的工作量,降低了工作效率,影响工作的进度。另外,与蒸馏瓶连接的玻璃法兰及蒸馏瓶口部在多次的蒸馏瓶安装、卸下过程中很容易破裂。

如中国专利cn203447781u公开了一种可自动进出料的旋转蒸发仪,该旋转蒸发仪通过在冷凝器和接收瓶之间设置四通管,并将四通管的其中一侧出口与进料管相连接,实现了待蒸发料液的自动进料;待蒸发结束后,又可以通过进料管将浓缩液吸出,省去了卸下蒸发瓶倒出浓缩液的繁复操作。该装置虽然实现了旋转蒸发仪的手动指令下的进料和出料,但其进、出料共用一管对进料或出料存在一定程度的污染,并且无法实现自动控制下的连续进出料及清洗操作。工作过程中依然需要等待一次蒸发结束后手动出料及人工清洗,无法实现蒸馏过程中的连续进料、出料及清洗。



技术实现要素:

本发明提供了一种有多种模式可选择、有计算机或触摸屏等智能电子设备可自动控制进出料、清洗及排馏分、可自动连续重复某一模式整套操作步骤的旋转蒸发仪,解决了现有技术中旋转蒸发仪自动化程度低、不能连续进出料、清洗及排馏分的问题,即实现旋转蒸发仪的智能化,解决了旋转蒸发过程离不开实验人员的问题。

为实现上述目的,本发明提出了一种可自动进出料的旋转蒸发仪,包括支架,所述支架上固定有可拆卸的蒸馏瓶和冷凝器,所述冷凝器底部连接有接收瓶,所述冷凝器内成型有通气通道,所述通气通道与所述蒸馏瓶相连通,并在所述冷凝器的侧壁处形成通气管,所述通气管的通大气口处设置有通气阀用于控制所述蒸馏系统内部与大气的连通;

所述通气通道内还设置有进料通道和出料通道,所述进料通道和出料通道分别与成型于所述通气管处的进料口和出料口相连通,并通过进料阀和出料阀进行控制;

所述进料口和所述出料口分别连接有动力装置,实现自动进出料。

所述进料口和所述出料口分别连接有进料管和出料管,所述进料管和出料管伸入所述蒸馏瓶内。

所述出料管伸入所述蒸馏瓶的端部设置有加重圈。

所述通气通道内还设置有清洗通道,所述清洗通道与成型于所述通气管处的清洗口相连通,并通过清洗阀进行控制。

所述清洗口连接有清洗管,所述清洗管伸入所述蒸馏瓶内;所述清洗口连接有动力装置,实现自动进液清洗。

所述通气通道内还设置有排液通道,所述排液通道与成型于所述通气管处的排液口相连通,并通过排液阀进行控制。

所述排液口连接有排液管,所述排液管伸入所述蒸馏瓶内;所述排液口连接有动力装置,实现清洗液的自动排出。

所述排液管伸入所述蒸馏瓶的端部设置有加重圈。

所述通气通道内还设置有馏分排出通道,所述馏分排出通道与成型于所述通气管处的馏分排出口相连通,并通过馏分排出阀进行控制。

所述馏分排出口连接有馏分排出管,所述馏分排出管伸入所述收集瓶内最低液面处;所述馏分排出口连接有动力装置,实现馏分的自动排出。

所述馏分排出管伸入所述收集瓶的端部设置有加重圈。

所述进料管、出料管、清洗管、排液管和排馏分管为聚四氟乙烯管;

所述进料阀、出料阀、清洗阀、排液阀和排馏分阀为聚四氟乙烯阀或玻璃阀。

所述通气管为与所述冷凝器一体成型的具有多出口的多通管,或者,所述通气管为与所述冷凝器可拆卸玻璃磨口密闭连接的多通管。

所述通大气口、所述进料口、所述出料口、所述清洗口、所述排液口、所述馏分排出口和所述冷凝器壁上的真空管口处连接有自动控制组件。

本发明所述的可自动进出料的旋转蒸发仪,以现有旋转蒸发仪的结构为基础进行创造性改进,将以往通大气、进料共用的通道,通过增设进料通道、出料通道、清洗通道、排液通道、排馏分通道的方式,并各自利用蠕动泵予以控制,或者利用计算机自动控制,即可实现自动进料和出料、自动清洗和排清洗液、自动排馏分,避免了繁复人工操作,有效减少了工作量,使得蒸馏过程可以自动、连续、高效的运行,大大减少了运行维护的工作量。

本发明所述旋转蒸发仪还设置有与各进出口端连接的自动控制组件,并可设置多种工作模式,可通过设定次数自动多次重复某一种模式的工作,解决了实验人员时时离不开蒸馏操作和大量重复某一套操作的问题。

本发明所述旋转蒸发仪,由于采用了自动控制系统实现了自动进出料、自动清洗、排液和排馏分,使得整个旋转蒸发仪可以不使用自动升降组件及其控制组件,有效减少了升降电机及液压顶杆等组件,还减少了因自动升降组件维护而导致的高成本,有效确保了旋转蒸发仪的连续高效工作。

附图说明

图1为本发明所述旋转蒸发仪的第一种结构示意图;

图2为本发明所述旋转蒸发仪的第二种结构示意图;

图3为本发明所述旋转蒸发仪的第三种结构示意图;

图4为本发明所述旋转蒸发仪的第四种结构示意图;

图5为本发明所述自动控制组件结构示意图;

图中标记为:1-支架,2-蒸馏瓶,3-冷凝器,4-接收瓶,5-通气通道,6-通气管,7-通气阀,8-进料通道,9-出料通道,10-进料口,11-出料口,12-进料阀,13-出料阀,14-进料管,15-出料管,16-加重圈,17-清洗通道,18-清洗口,19-清洗阀,20-清洗管,21-排液通道,22-排液口,23-排液阀,24-排液管,25-旋转电机,26-馏分排出通道,27-馏分排出管,28-馏分排出口,29-馏分排出阀,30-通大气口。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示的结构,本发明所述旋转蒸发仪,包括支架1,以及用于控制所述旋转蒸发仪旋转的旋转电机25(本发明旋转蒸发仪还可设有控制所述旋转电机参数转速的控制面板,图中未示出)。所述支架1上固定有可拆卸的蒸馏瓶2和冷凝器3,所述蒸馏瓶2和冷凝器3相连通实现液体的蒸馏,且所述冷凝器底部连接有接收瓶4,用于接收蒸发的溶剂。所述接收瓶4底部可以设置有排出馏分的通道及控制通道的开关(图中未示出)。所述冷凝器3内成型有通气通道5,所述通气通道5与所述蒸馏瓶2相连通,用于实现所述蒸馏系统内部与大气连通,所述通气通道5穿过所述冷凝器3的内部并在所述冷凝器3的侧壁处形成通气管6,所述通气管6在其端部位置的通大气口30处设置有通气阀7,用于控制所述通大气口30的开闭,以控制所述蒸馏系统内部与大气的连通。

作为可以变换的结构,本发明所述的通气管6可以是与所述冷凝器3一体成型的具有多出口的多通管,或者,所述通气管6也可为与所述冷凝器3可拆卸密闭连通(如玻璃磨口密封)的多通管。

如图1所示的结构,所述通气通道5内还设置有用于输入待浓缩液的进料通道8和用于输出浓缩液的出料通道9,所述通气管6为四通管,所述进料通道8和出料通道9分别与成型于所述通气管6侧壁处的进料口10和出料口11相连通,并通过设置于所述进料口10处的进料阀12和设置于所述出料口11处的出料阀13进行开关控制。同时,所述进料口10和所述出料口11处还分别连接有动力装置,可控制液体的送入和抽出,进而实现自动进出料,所述动力装置可以为蠕动泵或者真空泵通过给蒸馏系统内抽真空的方式实现。所述通气通道5内部与所述进料通道8和所述出料通道9之间的空间即为大气连通空间,通过所述通气阀7控制开关即可。

如图1所示的结构,所述进料口10和出料口11还分别连接有进料管14和出料管15,所述进料管14和出料管15均伸入所述蒸馏瓶2内,为了实现更好的出料控制,所述出料管15伸入所述蒸馏瓶2的端部处还设置有加重圈16,使得所述出料管15能够常处于所述蒸馏瓶2的最低液面位置,尽可能的将浓缩液排出,所述加重圈16优选为聚四氟乙烯材料制得的加重圈。

为了更好的适应不同浓缩液的进出料,本发明所述进料管14和出料管15为聚四氟乙烯管,以及所述进料阀12和出料阀13也设计为聚四氟乙烯阀或玻璃阀。

作为可以变换的结构,如图2所示,所述通气管6为五通管结构,所述通气通道5内还设置有用于输入待浓缩液的进料通道8、用于输出浓缩液的出料通道9,以及用于输入清洗液(如蒸馏水或乙醇等)的清洗通道17。所述进料通道8、出料通道9和清洗通道17分别与成型于所述通气管6侧壁处的进料口10、出料口11和清洗口18相连通,并通过设置于所述进料口10处的进料阀12、设置于所述出料口11处的出料阀13以及设置于所述清洗口18处的清洗阀19进行开关控制。同时,所述进料口10、所述出料口11和所述清洗口18处还分别连接有蠕动泵或通过真空泵给蒸馏系统内抽真空的方式等,可控制液体的送入和抽出,进而实现自动进出料和自动清洗。所述通气通道5内部与所述进料通道8、所述出料通道9和所述清洗通道17之间的空间即为大气连通空间,通过所述通气阀7控制开关即可。

如图2所示的结构,所述进料通道8、出料通道9和清洗通道17还分别连接有进料管14、出料管15和清洗管20,所述进料管14、出料管15和清洗管20均伸入所述蒸馏瓶2内。为了实现更好的出料控制,所述出料管15伸入所述蒸馏瓶2的端部处还设置有加重圈16,使得所述出料管15端部能够常处于所述蒸馏瓶2的最低液面位置,尽可能的将浓缩液排出,所述加重圈16优选为聚四氟乙烯材料制得的加重圈。

为了更好的适应不同浓缩液的进出料,本发明所述进料管14、出料管15和清洗管20为聚四氟乙烯管,以及所述进料阀12、出料阀13和清洗阀19也设计为聚四氟乙烯阀或玻璃阀。

作为可以变换的结构,如图3所示,所述通气管6为六通管结构,所述通气通道5内还设置有用于输入待浓缩液的进料通道8、用于输出浓缩液的出料通道9、用于输入清洗液(如蒸馏水或乙醇等)的清洗通道17,以及用于排出清洗液的排液通道21。所述进料通道8、出料通道9、清洗通道17和排液通道21分别与成型于所述通气管6侧壁处的进料口10、出料口11、清洗口18和排液口22相连通,并通过设置于所述进料口10处的进料阀12、设置于所述出料口11处的出料阀13、设置于所述清洗口18处的清洗阀19、以及设置于所述排液口22处的排液阀23进行开关控制。同时,所述进料口10、所述出料口11、所述清洗口18和所述排液口22处还分别连接有蠕动泵或通过真空泵等动力装置,可控制液体的送入和抽出,进而实现自动进出料及自动清洗。所述通气通道5内部与所述进料通道8、所述出料通道9、所述清洗通道17和所述排液通道21之间的空间即为大气连通空间,通过所述通气阀7控制开关即可连通或阻断大气。

如图3所示的结构,所述进料口10、出料口11、清洗口18和排液口22还分别连接有进料管14、出料管15、清洗管20和排液管24,所述进料管14、出料管15、清洗管20和排液管24均伸入所述蒸馏瓶2内。为了实现更好的出料控制,所述出料管15和排液管24伸入所述蒸馏瓶2的端部处还分别设置有加重圈16,使得所述出料管15和排液管24能够常处于所述蒸馏瓶2的最低液面位置,尽可能的将浓缩液和清洗液排出,所述加重圈16优选为聚四氟乙烯材料制得的加重圈。

为了更好的适应不同浓缩液的进出料,本发明所述进料管14、出料管15、清洗管20和排液管24为聚四氟乙烯管,以及所述进料阀12、出料阀13、清洗阀19和排液阀23也设计为聚四氟乙烯阀或者玻璃阀。

如果需要接收瓶4也可如蒸馏瓶2设置清洗和排清洗液的组件。

作为可以变换的结构,如图4所示的旋转蒸发仪,所述通气管6为七通管结构,即在图3所示旋转蒸发仪结构的基础上,所述通气通道5内还设置有用于输出馏分的馏分排出通道26,所述馏分排出通道26与成型于所述通气管6侧壁处的馏分排出口28相连通,并通过设置于所述馏分排出口28处的馏分排出阀29进行开关控制,所述馏分排出口28连接有馏分排出管27实现馏分的排出。所述馏分排出管27的另一端伸入所述收集瓶4底部并设置有加重圈16。同时,所述馏分排出口28处还连接有蠕动泵或通过真空泵等动力装置,可控制液体的抽出,进而实现自动抽出馏分。

作为可以变换的结构,本发明所述旋转蒸发仪中,所述收集瓶4还可以为现有技术中一般的带有下端放液口的结构,所述放液口可以通过阀门控制,所述放液口处还可以连接如蠕动泵或通过真空泵等动力装置,实现馏分的直接排出。

作为可以变换的结构,本发明所述旋转蒸发仪中,所述通大气口30、进料口10、出料口11、清洗口18、排液口22、馏分排出口28和冷凝器壁上真空管口处连接有自动控制组件,实现整个旋转蒸发仪的自动控制。

如图5所示的控制组件结构,其接口端l1与所述进料口10连接,并通过电磁阀k1及微调阀n进行控制,并与进料罐p1通过管子相连接,所述微调阀n可以取代进料阀12对进料过程进行控制,进料罐p1下设置有电子秤b以控制准确进料,电子秤b具备通讯功能,可与计算机通信联系。

所述控制组件中,接口端l2与所述清洗口18连接,并通过电磁阀k2、球阀v2进行控制,并与清洗液罐p2通过管子相连接,所述球阀v2可以取代清洗液阀19进行控制,所述清洗液罐p2下有电子秤b控制准确进清洗液的量。

所述控制组件中,其接口端l3与所述通气管6的所述通大气口30通过管子相连接,并通过电磁阀k3、球阀v3进行控制,所述球阀v3可以取代所述通气阀7。

所述控制组件中,其接口端l4与所述排液口22相连接,并通过电磁阀k4及球阀v4-1进行控制,并与废洗液罐p4通过管子相连接,球阀v4-1可以取代所述排液阀23,废洗液罐p4下设有排液口,上有放空口,分别通过球阀v4-2和v4-3进行控制。所述废洗液罐p4通过管子与真空泵d相连(并连接有压力表m和过滤器f),利用抽真空排出废洗液。

所述控制组件中,其接口端l5与所述出料口11相连接,并通过电磁阀k5及球阀v5-1进行控制,并与提浓缩液罐p5通过管子相连接,所述球阀v5-1可以取代出料阀13,提浓缩液罐p5下设有排液口,上设有放空口,分别通过球阀v5-2和v5-3进行控制。提浓缩液罐p5通过管子与真空泵d相连(并连接有压力表m和过滤器f),利用抽真空排出蒸馏浓缩液。

所述控制组件中,其接口端l6与所述馏分排出口28相连接,并通过电磁阀k6及球阀v6-1进行控制,并与馏分收集罐p6通过管子相连接,所述球阀v6-1可以取代馏分排出阀29,馏分收集罐p6下设有排液口,上设有放空口,分别通过球阀v6-2和v6-3进行控制。馏分收集罐p6通过管子与真空泵d相连(并连接有压力表m和过滤器f),利用抽真空排出馏分。

所述控制组件中,其接口端l7与冷凝器壁上抽真空口通过管子相连接,并与电磁阀k7及球阀v7及真空泵d相连(并连接有压力表m和过滤器f)。

所述控制组件中,所有电磁阀均由计算机控制开和关,计算机还控制具备通讯功能的电子秤、电机、真空泵、加热锅的温控及时间。在计算机中设定多种工作模式,由计算机控制旋转蒸发仪按照设定的某一模式进行每一步操作。

例如,在全流程工作模式下,该模式完全由计算机控制执行,具体操作步骤包括:

(1)开加热按钮(具备通讯功能),同时关闭电磁阀k3,打开k1、k7,按预设进料量准确进料(电子秤控制,具备通讯功能),进料完成后k1关闭;

(2)开电机(具备通讯功能)控制蒸馏瓶旋转蒸发(转速、时间控制),完成后关电机;

(3)停止加热,并打开电磁阀k3、k5,排空蒸馏瓶中浓缩液(时间控制),完成后k5关闭;

(4)打开电磁阀k6,排空馏分(时间控制),完成后k6、k3关闭;

(5)打开电磁阀k2及电机,进清洗液(电子秤控制),控制蒸馏瓶旋转(时间控制),完成后k2及电机关闭,并打开k3、k4,排空清洗液(时间控制),完成后将k4、k3关闭;重复步骤(5)中操作3次,至认为清洗干净,关闭k7及整个系统;并按预设周期,重复执行上述步骤(1)-(5)。

例如,在无清洗流程的工作模式下,该模式完全由计算机控制执行,具体操作步骤包括:

(1)打开加热按钮(具备通讯功能),关闭电磁阀k3,打开k1、k7,按预设进料量准确进料(电子秤控制,具备通讯功能),进料完成后k1关闭;

(2)开电机(具备通讯功能),控制蒸馏瓶旋转蒸发(转速、时间控制),完成后关电机;

(3)停止加热,打开电磁阀k3、k5,排空蒸馏瓶中浓缩液(时间控制),完成后k5关闭;

(4)打开电磁阀k6,排空馏分(时间控制),完成后k6、k7关闭,并按预设周期,重复执行(1)-(4)。

例如,在加料流程的工作模式下,该模式完全由计算机控制执行,具体操作步骤包括:

(1)关闭电磁阀k3,打开电磁阀k1、k7,按预设进料量进料(电子秤控制),进料完成后k1关闭;

(2)打开电磁阀k3,关闭k7,并按预设周期,重复执行上述步骤(1)-(2)。

例如,在清洗流程的工作模式下,该模式完全由计算机控制执行,具体操作步骤包括:

(1)关闭电磁阀k3,开k2、k7及电机,同时进清洗液(电子秤控制),待蒸馏瓶旋转(转速、时间控制),完成后k2关闭;

(2)电机关闭,蒸馏瓶停止旋转,开k3、k4,排空清洗液(时间控制),完成后开k4,k7关闭,并按预设周期,重复执行步骤(1)-(2)。

例如,在排浓缩液流程的工作模式下,该模式完全由计算机控制执行,具体操作步骤包括:

(1)电磁阀k3保持开状态,开k5、k7,排空蒸馏瓶中浓缩液(时间控制),完成后k5关闭;

(2)关k7,按预设周期,重复执行步骤(1)-(2)。

例如,在排馏分流程的工作模式下,该模式完全由计算机控制执行,具体操作步骤包括:

(1)电磁阀k3保持开状态,开电磁阀k6、k7,排空收集瓶中馏分(时间控制),完成后k6关闭;

(2)关电磁阀k7,按预设周期,重复执行步骤(1)-(2)。

以上对本发明实施例进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

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