一种真空夹层分馏柱及分馏装置的制作方法

本发明涉及一种实验用分馏装置的技术领域，涉及一种真空夹层分馏柱及分馏装置。

背景技术：

分馏是利用分馏柱将沸点相近的混合物进行分离，混合物在分馏柱内进行多次气化和冷凝，相当于多次普通蒸馏。分馏柱内，上升的蒸汽与下降的冷凝液相接触时，上升的蒸汽部分冷凝放出热量使下降的冷凝部分气化，两者之间发生热量交换，结果是上升蒸汽中易挥发成分增加，下降的冷凝液中高沸点组分增加，反复进行多次，即进行了多次气液平衡，达到多次蒸馏的效果，相当于工业生产中的精馏塔。

简单蒸馏只能对沸点相差较大的混合物进行有效分离，而对沸点相近的混合物进行分离和提纯，则需要分馏。分馏是分离纯化沸点相近且又互溶的液体混合物的重要方法。

分馏柱是长而垂直、柱身有一定形状的空管，为了增大液相气相的接触面积，提高分离效果，管中可填特制填料。

现有技术中，刺型分馏柱每隔一段距离有一组向下倾斜的刺状物，各组刺状物间呈螺旋状排列。刺型分馏柱的缺点是分馏效率较低，只适合分离少量且沸点差距大的液体。若分离沸点相距近的液体化合物，则考虑对分馏柱进行改造。

此处，现有的分馏装置在真空接引装置故障，或者仪器漏气等情况下会产生外界气体倒流进分馏装置的情况。

因此，有必要开发一种结构简单、分馏效率高且分馏量大的真空夹层分馏柱及分馏装置。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种结构简单、分馏效率高且分馏量大的真空夹层分馏柱。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，该真空夹层分馏柱，其特征在于，包括出气口、进气口、外管、内柱、若干个刺型卡槽和若干个球形玻璃塞，所述内柱的底端向外延伸设有进气口；所述内柱的顶端向外延伸设有连接管，所述连接管的一侧设有出气口；所述外管位于所述内柱的外层，所述外管将所述内柱环绕包覆且在所述内柱的底端和顶端融合封口使得所述外管的内壁与所述内柱的外壁之间留有间隙作为真空夹层；所述内柱的内壁上设有若干个刺型卡槽；所述内柱在每个所述刺型卡槽的下方向内凹陷形成卡箍，所述球形玻璃塞插入所述卡箍内且与所述卡箍活动连接。采用上述技术方案，该真空夹层分馏柱的真空夹层结构能够在混合液沸腾蒸汽进入后，增加的球形玻璃塞能够延长下降的冷凝液与上升的蒸汽接触的时间；球形玻璃塞的运动范围通过刺型卡槽和内柱上的卡箍进行控制，使下降的冷凝液与上升的蒸汽进行充分热交换，能显著提高冷凝换热的效果，同时此分馏柱不易粘结样品，易清洗。

本发明进一步改进在于，所述刺型卡槽包括至少一根尖刺，所述尖刺从所述内柱的内壁向内并向下斜延伸且逐渐变细变尖形成刺状。这样设置可以控制球形玻璃塞在蒸汽的作用下上行的距离，同时可以对冷凝液的下落起到引流作用。

作为本发明的优选技术方案，所述刺型卡槽包括三根尖刺，每根所述尖刺的刺尖端均指向所述内柱的中心，三根所述尖刺共同形成一个向内向下凹陷的刺型卡槽。

作为本发明的优选技术方案，所述球形玻璃塞由球头部和尖塞部组成，所述球头部向外延伸且逐渐变尖形成所述尖塞部，所述球头部和所述尖塞部均为空心结构。空心结构的球形玻璃塞有利于在蒸汽的作用下上下移动。

作为本发明的优选技术方案，所述刺型卡槽和所述卡箍在所述内柱上均匀交替分布，所述刺型卡槽与所述卡箍的数量相同。

本发明的目的是还要提供一种结构简单、分馏效率高且分馏量大的分馏装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，该分馏装置包括蒸馏瓶、真空夹层分馏柱、冷凝管和接收器，所述蒸馏瓶的上端可拆卸连接有所述真空夹层分馏柱，所述真空夹层分馏柱的上端可拆卸连接有分馏头，所述分馏头的向外延伸的一端可拆卸连接有冷凝管，所述冷凝管的下端可拆卸连接有接收器；所述真空夹层分馏柱包括出气口、进气口、外管、内柱、若干个刺型卡槽和若干个球形玻璃塞，所述内柱的底端向外延伸设有进气口；所述内柱的顶端向外延伸设有连接管，所述连接管的一侧设有出气口；所述外管位于所述内柱的外层，所述外管将所述内柱环绕包覆且在所述内柱的底端和顶端融合封口使得所述外管的内壁与所述内柱的外壁之间留有间隙作为真空夹层；所述内柱的内壁上设有若干个刺型卡槽；所述内柱在每个所述刺型卡槽的下方向内凹陷形成卡箍，所述球形玻璃塞插入所述卡箍内且与所述卡箍活动连接。

作为本发明的优选技术方案，所述冷凝管上还设有真空接引管，所述冷凝管的下端通过所述真空接引管与所述接收器可拆卸连接。

作为本发明的优选技术方案，所述分馏头的顶端塞有带温度计的瓶塞，所述温度计通过瓶塞插入至分馏头内。

作为本发明的优选技术方案，所述分馏头的一侧连接有保护气体泵，所述保护气体泵通过保护气体管道向该分馏装置通入保护气体。设置保护气体泵给分馏装置出现漏气的时候通入保护气体，这样能够避免外界反应气体进入分馏装置中。

作为本发明的优选技术方案，所述保护气体为氮气。

相比现有技术，本发明的有益效果：该真空夹层分馏柱的真空夹层结构能够在混合液沸腾蒸汽进入后，增加的球形玻璃塞能够延长下降的冷凝液与上升的蒸汽接触的时间；球形玻璃塞的运动范围通过刺型卡槽和内柱上的卡箍进行控制，使下降的冷凝液与上升的蒸汽进行充分热交换，能显著提高冷凝换热的效果，同时此分馏柱不易粘结样品，易清洗；该分馏装置结构简单、分馏效率高且稳定，省时省力，通用性广。

附图说明

图1是本发明中的真空夹层分馏柱的结构示意图；

图2是本发明中实施例2分馏装置的结构示意图；

图3是本发明中实施例3分馏装置的结构示意图；

其中：1-真空夹层分馏柱；101-出气口；102-进气口；103-外管；104-内柱；105-刺型卡槽；1051-尖刺；106-球形玻璃塞；107-连接管；108-卡箍；2-蒸馏瓶；3-冷凝管；301-上截止阀开关；302-下截止阀开关；4-接收器；5-分馏头；6-瓶塞；601-温度计；7-真空接引管；8-保护气体泵；801-保护气体管。

具体实施方式

实施例1：如图1所示，真空夹层分馏柱1包括出气口101、进气口102、外管103、内柱104、若干个刺型卡槽105和若干个球形玻璃塞106，所述内柱104的底端向外延伸设有进气口102；所述内柱104的顶端向外延伸设有连接管107，所述连接管107的一侧设有出气口101；所述外管103位于所述内柱104的外层，所述外管103将所述内柱104环绕包覆且在所述内柱104的底端和顶端融合封口使得所述外管103的内壁与所述内柱104的外壁之间留有间隙作为真空夹层；所述内柱104的内壁上设有若干个刺型卡槽105；所述内柱104在每个所述刺型卡槽105的下方向内凹陷形成卡箍108，所述球形玻璃塞106插入所述卡箍108内且与所述卡箍108活动连接；所述刺型卡槽包括3根尖刺1051，所述尖刺1051从所述内柱104的内壁向内并向下斜延伸且逐渐变细变尖形成刺状；每根所述尖刺1051的刺尖端均指向所述内柱104的中心，三根所述尖刺1051共同形成一个向内向下凹陷的刺型卡槽105；这样设置可以控制球形玻璃塞106在蒸汽的作用下上行的距离，同时可以对冷凝液的下落起到引流作用；所述球形玻璃塞106由球头部和尖塞部组成，所述球头部向外延伸且逐渐变尖形成所述尖塞部，所述球头部和所述尖塞部均为空心结构；空心结构的球形玻璃塞106有利于在蒸汽的作用下上下移动；所述刺型卡槽105和所述卡箍108在所述内柱上均匀交替分布，所述刺型卡槽105与所述卡箍108的数量相同。

实施例2：如图2所示，该分馏装置包括蒸馏瓶2、真空夹层分馏柱1、冷凝管3和接收器4，所述蒸馏瓶2的上端可拆卸连接有所述真空夹层分馏柱1，所述真空夹层分馏柱1的上端可拆卸连接有分馏头5，所述分馏头5的向外延伸的一端可拆卸连接有冷凝管3，所述冷凝管3的下端可拆卸连接有接收器4；所述分馏头5的顶端塞有带温度计601的瓶塞6，所述温度计601通过瓶塞6插入至分馏头5内；所述冷凝管3上还设有真空接引管7，所述冷凝管3的下端通过所述真空接引管7与所述接收器4可拆卸连接；真空夹层分馏柱1包括出气口101、进气口102、外管103、内柱104、若干个刺型卡槽105和若干个球形玻璃塞106，所述内柱104的底端向外延伸设有进气口102；所述内柱104的顶端向外延伸设有连接管107，所述连接管107的一侧设有出气口101；所述外管103位于所述内柱104的外层，所述外管103将所述内柱104环绕包覆且在所述内柱104的底端和顶端融合封口使得所述外管103的内壁与所述内柱104的外壁之间留有间隙作为真空夹层；所述内柱104的内壁上设有若干个刺型卡槽105；所述内柱104在每个所述刺型卡槽105的下方向内凹陷形成卡箍108，所述球形玻璃塞106插入所述卡箍108内且与所述卡箍108活动连接；所述刺型卡槽包括3根尖刺1051，所述尖刺1051从所述内柱104的内壁向内并向下斜延伸且逐渐变细变尖形成刺状；每根所述尖刺1051的刺尖端均指向所述内柱104的中心，三根所述尖刺1051共同形成一个向内向下凹陷的刺型卡槽105；这样设置可以控制球形玻璃塞106在蒸汽的作用下上行的距离，同时可以对冷凝液的下落起到引流作用；所述球形玻璃塞106由球头部1061和尖塞部1062组成，所述球形玻璃塞106由球头部和尖塞部组成，所述球头部向外延伸且逐渐变尖形成所述尖塞部，所述球头部和所述尖塞部均为空心结构；空心结构的球形玻璃塞106有利于在蒸汽的作用下上下移动；所述刺型卡槽105和所述卡箍108在所述内柱上均匀交替分布，所述刺型卡槽105与所述卡箍108的数量相同。

实施例3：如图3所示，该分馏装置包括蒸馏瓶2、真空夹层分馏柱1、冷凝管3和接收器4，所述蒸馏瓶2的上端可拆卸连接有所述真空夹层分馏柱1，所述真空夹层分馏柱1的上端可拆卸连接有分馏头5，所述分馏头5的向外延伸的一端可拆卸连接有冷凝管3，所述冷凝管3的下端可拆卸连接有接收器4；所述分馏头5的顶端塞有带温度计601的瓶塞6，所述温度计601通过瓶塞6插入至分馏头5内；真空夹层分馏柱1包括出气口101、进气口102、外管103、内柱104、若干个刺型卡槽105和若干个球形玻璃塞106，所述内柱104的底端向外延伸设有进气口102；所述内柱104的顶端向外延伸设有连接管107，所述连接管107的一侧设有出气口101；所述外管103位于所述内柱104的外层，所述外管103将所述内柱104环绕包覆且在所述内柱104的底端和顶端融合封口使得所述外管103的内壁与所述内柱104的外壁之间留有间隙作为真空夹层；所述内柱104的内壁上设有若干个刺型卡槽105；所述内柱104在每个所述刺型卡槽105的下方向内凹陷形成卡箍108，所述球形玻璃塞106插入所述卡箍108内且与所述卡箍108活动连接；所述刺型卡槽包括3根尖刺1051，所述尖刺1051从所述内柱104的内壁向内并向下斜延伸且逐渐变细变尖形成刺状；每根所述尖刺1051的刺尖端均指向所述内柱104的中心，三根所述尖刺1051共同形成一个向内向下凹陷的刺型卡槽105；这样设置可以控制球形玻璃塞106在蒸汽的作用下上行的距离，同时可以对冷凝液的下落起到引流作用；所述球形玻璃塞106由球头部和尖塞部组成，所述球头部向外延伸且逐渐变尖形成所述尖塞部，所述球头部和所述尖塞部均为空心结构；空心结构的球形玻璃塞106有利于在蒸汽的作用下上下移动；所述刺型卡槽105和所述卡箍108在所述内柱上均匀交替分布，所述刺型卡槽105与所述卡箍108的数量相同；所述冷凝管3上还设有真空接引管7，所述冷凝管3的下端通过所述真空接引管7与所述接收器4可拆卸连接；所述分馏头的一侧连接有保护气体泵，所述保护气体泵8通过保护气体管801道向该分馏装置通入保护气体；设置保护气体泵8给分馏装置出现漏气的时候通入保护气体，这样能够避免外界反应气体进入分馏装置中；所述保护气体为氮气。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，例如某个部件形状或者材料的改变；均应包含在本发明的保护范围之内。