一种高效能溶剂浓缩系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种高效能溶剂浓缩系统，包括壳体、溶剂冷凝回收装置、壳体内的冷凝腔以及独立的加热腔，加热腔的底部和侧壁内部安设有半导体制热制冷片的，加热腔放置于所述冷凝腔内，半导体制热制冷片的制冷面靠近隔板的外壁，半导体制热制冷片的制热面靠近加热腔的内壁。本实用新型用半导体制热制冷片代替了传统设备上使用的独立加热系统和致冷系统设备。半导体制热制冷片的热面将热量传输到加热腔进行加热，在加热腔填充水，对溶剂瓶内部的溶剂加热使其变成蒸汽；同时，在冷凝腔中加入循环冷凝液体，半导体制热制冷片致冷面降低冷凝剂的温度，冷凝剂被送入溶剂冷凝回收装置内对溶剂蒸汽进行冷却，而后冷凝剂回流至冷凝腔进一步被半导体制热制冷片降温。
【专利说明】一种高效能溶剂浓缩系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及溶剂提纯装置，具体涉及一种高效能溶剂浓缩系统。
【背景技术】
[0002]溶剂浓缩设备是实验室常用设备，是从溶液中除去部分溶剂的操作，也是均相混合物中溶质和溶剂的部分分离过程。其利用蒸馏原理，通过加热蒸发溶剂变成气态，使溶剂蒸发而提高原样品溶液的浓度。在很多常规分析中，样品前处理过程包括了有机溶剂萃取、浓缩、分离净化及再浓缩等基本步骤。常用的浓缩方法有:
[0003]一、气流吹蒸法，其是将空气或氮气吹入盛有净化液的容器中，不断降低液体表面蒸气压，使溶剂不断蒸发而达到浓缩的目的。此法操作简单，主要用于体积较小、溶剂沸点较低的溶液的浓缩，但效率低，蒸气压较高的组分易损失，存在将样品中物质吹到实验室中的风险，必须在通风橱中操作；需要消耗氮气，增加额外成本；可燃溶剂存在爆炸危险；整个过程需要监控。
[0004]二、减压浓缩法，主要针对待测组分对热不稳定，在较高温度下容易分解，采用减压浓缩，降低了溶剂的沸点，既可迅速浓缩至所需体积，又可避免被测物分解。但一般此类设备为保证浓缩器的性能，需要采用不锈钢制作，传动部件需要机械密封，并采用防爆电机确保安全，存在设备昂贵，体积大及搬运不方便的特点。
[0005]三、旋转蒸发器浓缩法，旋转蒸发器通过电子控制，使烧瓶在适宜的速度下旋转以增大蒸发面积。浓缩时可通过真空泵使蒸发烧瓶处于负压状态。盛装在蒸发烧瓶内的提取液，在水浴或油浴中加热的条件下，因在减压下边旋转、边加热，使蒸发瓶内的溶液黏附于内壁形成一层薄的液膜，进行扩散，增大了蒸发面积，并且，由于负压作用，溶剂的沸点降低，进一步提高了蒸发效率，同时，被蒸发的溶剂在冷凝器中被冷凝、回流至接收瓶。旋转蒸发浓缩器由机械部件、电控箱和玻璃仪器三大部分组成。其缺点主要为只能处理单一样品；需要清洗玻璃装置；密封件寿命有限，需要定期更换；样品会泄露到空气中，造成污染。
[0006]四、真空离心浓缩法，真空离心浓缩就是采用离心机、真空和加热相结合的方法，在真空状态下离心样品，并通过超低温的冷阱捕捉溶剂，从而将溶剂快速蒸发达到浓缩或干燥样品的目的。但此方法速度较慢；蒸发过程可见程度有限。
[0007]现有的溶剂浓缩设备加热和冷凝部分均需要单独的加热单元和制冷单元，造成设备体积过大，价格昂贵，结构复杂，同时也增加了能量消耗。
【发明内容】
[0008]为了解决现有技术的不足，本实用新型提供了一种结构简单的高效能快速溶剂蒸发系统。
[0009]本实用新型的技术方案是:一种高效能溶剂浓缩系统，包括壳体、溶剂冷凝回收装置、壳体内的冷凝腔以及独立的加热腔，所述的加热腔的底部和侧壁内部安设有半导体制热制冷片的，所述加热腔放置于所述冷凝腔内，所述半导体制热制冷片的制冷面靠近隔板的外壁，所述半导体制热制冷片的制热面靠近加热腔的内壁；所述加热腔还设置有密封盖，所述密封盖上开设有蒸汽出口，所述蒸汽出口通过管路与所述溶剂冷凝回收装置的蒸汽进口连接，所述冷凝腔的分别开设有冷凝液出口和冷凝液入口，所述冷凝液出口和冷凝液入口分别通过管路与所述溶剂冷凝回收装置的冷凝入口和冷凝出口连接。本实用新型所述密封盖以透明结构结构为最佳技术方案，可以便于使用人员观察加热腔内的情况。
[0010]本实用新型的进一步改进包括:
[0011 ] 所述加热腔的内壁和外壁表面设置有散热翅片。
[0012]所述的连接冷凝腔和溶剂冷凝回收装置的管路上还安设有循环冷凝液驱动泵。
[0013]所述溶剂冷凝回收装置包括溶剂蒸汽冷凝腔，所述溶剂蒸汽冷凝腔内设置有蛇形冷凝管，所述溶剂蒸汽冷凝腔上分别设置有与加热腔连通的蒸汽入口和与溶剂收集容器连通的溶剂出口，所述蛇形冷凝管的两端分别与冷凝容器的冷凝液出口和冷凝液入口连通。
[0014]所述加热腔内还放置有用于容放待蒸发溶剂的溶剂瓶，以及用于固定所述溶剂瓶的固定架。所述加热腔内还放置有用于容放待蒸发溶剂的溶剂瓶优选试管，所述固定件优选试管支架。
[0015]所述壳体匹配有密封盖体。
[0016]本实用新型结构简单，能量利用率高，设备体积小，便于携带运输。本实用新型用半导体制热制冷片代替了传统设备上使用的独立加热系统和致冷系统设备。半导体制热制冷片的热面将热量传输到加热腔进行加热，在加热腔填充水，对溶剂瓶内部的溶剂加热使其变成蒸汽；同时，在冷凝腔中加入循环冷凝液体，半导体制热制冷片致冷面带走降低冷凝剂的温度，冷凝剂被送入溶剂冷凝回收装置内对溶剂蒸汽进行冷却，而后冷凝剂回流至冷凝腔进一步被半导体制热制冷片降温，循环如此；可以利用较少能量同时完成对溶剂的加热和冷凝剂的冷却，提闻了广品的能效。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型加热腔和冷凝容器的结构示意图。
[0018]图2是冷凝器结构示意图。
[0019]图中:1、壳体，2、加热腔侧壁，3、加热腔，4、冷凝腔，5、半导体制热制冷片，6、冷凝液出口，7、冷凝液入口，8、冷凝出口，9、冷凝入口，10、负压系统接口，11，冷凝器壁，12、蛇形冷凝管，13溶剂蒸汽入口，14，溶剂收集口，15、试管支架，16、冷凝腔收口支架。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本实用新型做详细说明。
[0021]如图1所示本实用新型一种高效能溶剂浓缩系统，包括壳体、溶剂冷凝回收装置、壳体内的冷凝腔以及独立的加热腔，所述的加热腔的底部和侧壁内部安设有半导体制热制冷片的，所述加热腔放置于所述冷凝腔内，所述半导体制热制冷片的制冷面靠近隔板的外壁，所述半导体制热制冷片的制热面靠近加热腔的内壁；所述加热腔还设置有密封盖，所述密封盖上开设有蒸汽出口，所述蒸汽出口通过管路与所述溶剂冷凝回收装置的蒸汽进口连接，所述冷凝腔的分别开设有冷凝液出口和冷凝液入口，所述冷凝液出口和冷凝液入口分别通过管路与所述溶剂冷凝回收装置的冷凝入口和冷凝出口连接。所述加热腔的内壁和外壁表面设置有散热翅片。
[0022]所述的连接冷凝腔和溶剂冷凝回收装置的管路上还安设有循环冷凝液驱动泵，通过泵来提供冷凝液流动动力。本实用新型优选的冷凝液是盐水、乙醇或液氨。本实用新型的加热腔和冷凝腔相互独立设计，为了便于加热腔能够在冷凝腔内稳固存在，在冷凝腔内壁上靠近出口的位置设置有冷凝腔收口支架，该冷凝腔收口支架不但可以相对使冷凝腔处于密闭环境，而且还可以保证加热腔的位置稳定。
[0023]如图2所示溶剂冷凝回收装置包括溶剂蒸汽冷凝腔，所述溶剂蒸汽冷凝腔内设置有蛇形冷凝管，所述溶剂蒸汽冷凝腔上分别设置有与加热腔连通的蒸汽入口和与溶剂收集容器连通的溶剂出口，所述蛇形冷凝管的两端分别与冷凝容器的冷凝液出口和冷凝液入口连通。为了促进，蒸发效率，可以可以连接负压系统，在使用本实用新型进行溶剂浓缩前，用抽真空的负压系统对冷凝端和加热端的内部进行抽真空。溶剂冷凝回收装置是现有技术，本实用新型申请文件不再详细说明。
[0024]所述加热腔内还放置有用于容放待蒸发溶剂的溶剂瓶，以及用于固定所述溶剂瓶的固定架。所述壳体匹配有密封盖体。
[0025]本实用新型结构简单，能量利用率高，设备体积小，便于携带运输。本实用新型用半导体制热制冷片代替了传统设备上使用的单独电加热和电制冷设备。半导体制热制冷片将冷凝容器内的热量传输到加热腔进行加热，在加热腔填充水，对溶剂瓶内部的溶剂加热使其变成蒸汽，同时，冷凝容器内的热量被带走后降低冷凝剂的温度，冷凝剂被送入溶剂冷凝回收装置内对溶剂蒸汽进行冷却，而后冷凝剂回流至冷凝腔进一步被半导体制热制冷片降温，循环如此；可以利用较少能量同时完成对溶剂的加热和冷凝剂的冷却，提高了产品的能效。
[0026]半导体制热制冷片不需要任何制冷剂，可连续工作，没有污染源没有旋转部件，不会产生回转效应，没有滑动部件是一种固体片件，工作时没有震动、噪音、寿命长，安装容易。半导体制热制冷片具有两种功能，既能制冷，又能加热，制热效率很高，永远大于I。因此使用一个片件就可以代替分立的加热系统和制冷系统。半导体制热制冷片是电流换能型片件，通过输入电流的控制，可实现高精度的温度控制，再加上温度检测和控制手段，很容易实现遥控、程控、计算机控制，便于组成自动控制系统。
[0027]半导体制热制冷片热惯性非常小，制冷制热时间很快，在热端散热良好冷端空载的情况下，通电不到一分钟，制冷片就能达到最大温差。半导体制热制冷片的单个制冷元件对的功率很小，但组合成电堆，用同类型的电堆串、并联的方法组合成制冷系统的话，功率就可以做的很大，因此制冷功率可以做到几毫瓦到上万瓦的范围。半导体制热制冷片的温差范围，从正温90°C到负温度130°C都可以实现。半导体制热制冷片的控制、安装为现有技术，本实用新型不在赘述。
[0028]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.一种高效能溶剂浓缩系统，其特征在于，包括壳体、溶剂冷凝回收装置、壳体内的冷凝腔以及独立的加热腔，所述的加热腔的底部和侧壁内部安设有半导体制热制冷片的，所述加热腔放置于所述冷凝腔内，所述半导体制热制冷片的制冷面靠近隔板的外壁，所述半导体制热制冷片的制热面靠近加热腔的内壁；所述加热腔还设置有密封盖，所述密封盖上开设有蒸汽出口，所述蒸汽出口通过管路与所述溶剂冷凝回收装置的蒸汽进口连接，所述冷凝腔的分别开设有冷凝液出口和冷凝液入口，所述冷凝液出口和冷凝液入口分别通过管路与所述溶剂冷凝回收装置的冷凝入口和冷凝出口连接。
2.根据权利要求1所述的一种高效能溶剂浓缩系统，其特征在于，所述加热腔的内壁和外壁表面设置有散热翅片。
3.根据权利要求1所述的一种高效能溶剂浓缩系统，其特征在于，所述的连接冷凝腔和溶剂冷凝回收装置的管路上还安设有循环冷凝液驱动泵。
4.根据权利要求1所述的一种高效能溶剂浓缩系统，其特征在于，所述溶剂冷凝回收装置包括溶剂蒸汽冷凝腔，所述溶剂蒸汽冷凝腔内设置有蛇形冷凝管，所述溶剂蒸汽冷凝腔上分别设置有与加热腔连通的蒸汽入口和与溶剂收集容器连通的溶剂出口，所述蛇形冷凝管的两端分别与冷凝容器的冷凝液出口和冷凝液入口连通。
5.根据权利要求1所述的一种高效能溶剂浓缩系统，其特征在于，所述加热腔内还放置有用于容放待蒸发溶剂的溶剂瓶，以及用于固定所述溶剂瓶的固定架。
6.根据权利要求1所述的一种高效能溶剂浓缩系统，其特征在于，所述加热腔内还放置有用于容放待蒸发溶剂的试管，以及用于固定所述试管的试管支架。
7.根据权利要求1所述的一种高效能溶剂浓缩系统，其特征在于，所述壳体匹配有密封盖体。
8.根据权利要求1所述的一种高效能溶剂浓缩系统，其特征在于，所述密封盖为透明结构。
【文档编号】B01D1/00GK203971416SQ201420462277
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年8月15日 优先权日:2014年8月15日
【发明者】刘润强, 陈军, 孔凡彬, 张毅军, 张裕平 申请人:河南科技学院