本实用新型涉及化工实验装置领域，具体的说，涉及一种升降膜单管蒸发实验装置。
背景技术：
目前在实验教学中有关单管蒸发实验装置分别是单管升膜蒸发实验装置和单管降膜蒸发实验装置，这类单管蒸发实验装置只能进行单一的升膜蒸发实验或降膜蒸发实验，不能同时进行升膜蒸发实验和降膜蒸发实验，操作性和观察性较差；再者，实验时预热装置的加热耗能大，而且回流后的蒸馏液温度高，直接排出会造成热污染，使得热能大量浪费，不利于节能环保，余热也未能有效利用。
为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
技术实现要素：
本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、操作简单、可同时进行升降膜实验、节能环保且能实现余热利用的升降膜单管蒸发实验装置。
为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种升降膜单管蒸发实验装置，它包括原水罐、原水泵、预热罐、升膜单管、冷凝器、降膜单管和回水罐，所述原水罐经所述原水泵连接所述预热罐，所述冷凝器的管板端连接有第一玻璃视盅，所述预热罐的罐顶连接所述升膜单管的一端，所述升膜单管的另一端连接所述第一玻璃视盅的侧部入口，所述第一玻璃视盅的盅底出口连接所述降膜单管的一端，所述降膜单管的另一端连接所述回水罐的上部，所述升膜单管和所述降膜单管均竖直设置，所述回水罐通过保温管道和回流泵连通所述预热罐。
基上所述，它还包括控制器，所述原水罐与所述原水泵之间设置有原水阀，所述原水泵与所述预热罐之间设置有原水转子流量计，所述保温管道上设置回流转子流量计、第一温度计和回流阀，所述控制器分别连接所述原水转子流量计、所述原水阀、所述回流转子流量计、所述第一温度计和所述回流阀，根据所述回流转子流量计和所述第一温度计的数据，所述控制器分别控制所述原水阀和所述回流阀的开启程度。
基上所述，所述回水罐与所述降膜单管之间设置有回水转子流量计。
基上所述，所述升膜单管上从下到上依次设有第一加热装置、第二玻璃视盅、第二加热装置、第三加热装置和第三玻璃视盅，所述降膜单管上向下依次设有第四加热装置和第五加热装置。
基上所述，所述第一玻璃视盅内设有降膜分布器和冷凝液收集盘，所述冷凝器的筒体下端设有进水管，所述冷凝器的筒体上端设有出水管，所述进水管上设有冷却水转子流量计。
基上所述，所述预热罐的顶部设置有第二温度计，在所述第二加热装置与所述第三加热装置之间的所述升膜单管上按照下中上位置依次设置有第三温度计、第四温度计和第五温度计，所述回水罐的侧壁设有第六温度计。
基上所述，所述原水阀与所述原水泵之间的管路上设有第一放净阀，所述原水转子流量计与所述预热罐之间的管路上设有第一放空阀，所述预热罐的底部设有第二放净阀，所述降膜单管与所述回水转子流量计之间的管路上设有第二放空阀，所述回水罐的底部设有第三放净阀和排水阀，所述第三放净阀与所述排水阀并联，所述排水阀与所述出水管相连接。
本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型包括所述升膜单管和所述降膜单管，所述升膜单管与所述降膜单管通过所述冷凝器连接，则所述原水罐中的蒸馏水通过所述原水泵进入所述预热罐进行预加热，加热后接近沸腾的蒸馏水从所述预热罐的罐顶进入所述升膜单管中经加热装置继续加热，形成气液混合物在所述升膜单管中进行升膜蒸发浓缩，而后气液混合物进入所述冷凝器下方的所述第一玻璃视盅中，蒸汽向上进入所述冷凝器中被冷凝，蒸馏水向下进入所述降膜单管中继续加热，则蒸馏水在所述降膜单管中进行降膜蒸发浓缩，蒸汽进入所述冷凝器被冷凝成温度较高的冷凝液后经所述冷凝液收集盘收集，冷凝液的温度降至室温后再循环进入所述原水罐中，则可实现升膜蒸发和降膜蒸发同时进行，设计科学。
进一步的，所述保温管道和所述回流泵将所述回水罐与所述预热罐相连通，则所述回水罐中温度较高的蒸馏水可回流至所述预热罐中与温度较低的蒸馏水混合，使得所述预热罐中的蒸馏水温度升高，大大减少所述预热罐中预热装置的加热耗能，余热得到有效利用，而且大量的蒸馏水不需排出，避免造成热污染，节能环保；所述控制器根据所述回流转子流量计和所述第一温度计的数据控制所述原水阀和所述回流阀的开启程度，保证所述预热罐中蒸馏水混合后的温度处于稳定，操作简单。
进一步的，所述第一玻璃视盅、所述第二玻璃视盅和所述第三玻璃视盅设置在不同位置，可方便观察不同阶段的流体状况。
其具有设计科学、操作简单、可同时进行升降膜实验、节能环保且能实现余热利用等优点。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图中：1.原水罐；2.原水泵；3.预热罐；4.升膜单管；5.冷凝器；6.降膜单管；7.回水罐；8.原水转子流量计；9.第一玻璃视盅；10.回水转子流量计；11.第一加热装置；12.第二玻璃视盅；13.第二加热装置；14.第三加热装置；15.第三玻璃视盅；16.第四加热装置；17.第五加热装置；18.降膜分布器；19.冷凝液收集盘；20.冷却水转子流量计；21.第二温度计；22.第三温度计；23.第四温度计；24.第五温度计；25.第六温度计；26.原水阀；27.第一放净阀；28.第一放空阀；29.第二放净阀；30.第二放空阀；31.第三放净阀；32.排水阀；33.保温管道；34.回流阀；35.回流转子流量计；36.第一温度计；37. 回流泵。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
如图1所示，一种升降膜单管蒸发实验装置，它包括原水罐1、原水泵2、预热罐3、升膜单管4、冷凝器5、降膜单管6和回水罐7，所述原水罐1经所述原水泵2连接所述预热罐3，所述冷凝器5的管板端连接有第一玻璃视盅9，所述预热罐3的罐顶连接所述升膜单管4的一端，所述升膜单管4的另一端连接所述第一玻璃视盅9的侧部入口，所述第一玻璃视盅9的盅底出口连接所述降膜单管6的一端，所述降膜单管6的另一端连接所述回水罐7的上部，所述升膜单管4和所述降膜单管6均竖直设置，所述回水罐7通过保温管道33和回流泵37连通所述预热罐3。
它还包括控制器，所述原水罐1与所述原水泵2之间设置有原水阀26，所述原水泵2与所述预热罐3之间设置有原水转子流量计8，所述保温管道33上设置回流转子流量计35、第一温度计36和回流阀34，所述控制器分别连接所述原水转子流量计8、所述原水阀26、所述回流转子流量计35、所述第一温度计36和所述回流阀34，根据所述回流转子流量计35和所述第一温度计36的数据，所述控制器分别控制所述原水阀26和所述回流阀34的开启程度，用于保证所述预热罐3中蒸馏水混合后的温度处于稳定，操作简单，控制精确。
所述回水罐7与所述降膜单管6之间设置有回水转子流量计10。
所述升膜单管4上从下到上依次设有第一加热装置11、第二玻璃视盅12、第二加热装置13、第三加热装置14和第三玻璃视盅15，保证所述升膜单管4中蒸馏水处于蒸发气液混合状态，并观察各升膜阶段不同流体状况，所述降膜单管6上向下依次设有第四加热装置16和第五加热装置17，可继续进行降膜蒸发。
所述第一玻璃视盅9内设有降膜分布器18和冷凝液收集盘19，所述降膜分布器18用于蒸馏水进入所述降膜单管中继续蒸发浓缩，所述冷凝液收集盘19用于收集所述冷凝器中冷凝蒸汽形成的冷凝液，所述冷凝器5的筒体下端设有进水管，所述冷凝器5的筒体上端设有出水管，所述进水管上设有冷却水转子流量计20，用于保证冷却水流量处于稳定状态。
所述预热罐3的顶部设置有第二温度计21，所述第二温度计21用于测量所述预热罐3的内部温度，在所述第二加热装置13与所述第三加热装置14之间的所述升膜单管4上按照下中上位置依次设置有第三温度计22、第四温度计23和第五温度计24，所述第三温度计22、所述第四温度计23和所述第五温度计24分别测量所述升膜单管不同位置升膜段的温度，所述回水罐7的侧壁设有第六温度计25，所述第六温度计25用于测量所述回水罐7的内部温度。
所述原水阀26与所述原水泵2之间的管路上设有第一放净阀27，所述原水转子流量计8与所述预热罐3之间的管路上设有第一放空阀28，所述预热罐3的底部设有第二放净阀29，所述降膜单管6与所述回水转子流量计10之间的管路上设有第二放空阀30，所述第一放空阀28和所述第二放空阀30用于实验开始阶段将管路中的空气排出，所述回水罐7的底部设有第三放净阀31和排水阀32，所述第三放净阀31与所述排水阀32并联，所述排水阀32与所述出水管相连接，所述排水阀32根据所述回水罐7中蒸馏水的液位进行调节，若所述回水罐7中液位过高，开启所述排水阀32及时排出蒸馏水，实验结束时，分别打开所述原水阀26和所述第一放净阀27将所述原水罐1中的蒸馏水放净，打开所述第二放净阀29将所述预热罐3中的蒸馏水放净，打开所述第三放净阀31将所述回水罐中的蒸馏水放净。
进行实验时：一、检查各阀门的启闭状况，关闭所述原水阀26、所述第一放净阀27、所述第二放净阀29、所述第三放净阀31、所述第一放空阀28、所述第二放空阀30和所述回流阀34，打开所述排水阀32；
二、经所述进水管向所述冷凝器5的壳程进冷却水，并保证冷却水的流量稳定处于所述冷却水转子流量计20的满刻度值，使冷却水充满所述冷凝器5的壳程且溢流后经所述出水管排入地沟；
三、打开所述原水阀26，启动所述原水泵2，所述原水泵2将所述原水罐1中的蒸馏水经所述原水转子流量计8输送进所述预热罐3中，蒸馏水在所述预热罐3内预加热至接近沸腾状态；
四、预加热后的蒸馏水从所述预热罐3的罐顶向上进入所述升膜单管4中，当蒸馏水上升到所述第二玻璃视盅12时，缓缓开启所述第一放空阀28对所述原水罐与所述预热罐之间的管路进行排气，排气后关闭所述第一放空阀28，蒸馏水经所述第一加热装置11、所述第二加热装置13和所述第三加热装置14加热成为气液混合物，形成的蒸汽带动蒸馏水沿管壁上升，气液混合物经所述升膜单管4的出口进入所述冷凝器5下方的所述第一玻璃视盅9内，蒸汽向上进入所述冷凝器5中，蒸馏水向下经所述降膜分布器18进入所述降膜单管6中，通过所述第一玻璃视盅9、所述第二玻璃视盅12和所述第三玻璃视盅15可观察各升膜蒸发阶段不同流动状况；
五、蒸馏水在所述降膜单管6内向下流动进一步蒸发浓缩，从所述降膜单管6中流出的蒸馏水经所述回水转子流量计10进入所述回水罐7中，关闭所述排水阀32，缓缓开启所述第二放空阀30对所述降膜单管与所述回水罐之间的管路进行排气，排气后关闭所述第二放空阀30，然后打开所述回流泵37和所述回流阀34，通过所述保温管道33和所述回流泵37蒸馏水从所述回水罐7中进入所述预热罐3中，则温度较高的蒸馏水与所述预热罐3中温度较低的蒸馏水进行混合，可使所述预热罐3中的蒸馏水温度升高，减少预热装置的加热耗能，根据所述回水罐7中蒸馏水的液位调节所述排水阀32，若所述回水罐7中液位过高，则打开所述排水阀32及时排出蒸馏水，而从所述升膜单管4和所述降膜单管6蒸发出来的蒸汽进入所述冷凝器5中冷凝，形成温度较高的冷凝液后经所述冷凝液收集盘19收集，冷凝液的温度降至室温后再循环进入所述原水罐1中；
六、根据实验方案，观察不同加热量时所述升膜单管4中与所述降膜单管6中流体的不同流动状况（泡状流、弹型流、搅拌流和环状流等）和流量变化；实验完毕后，先关闭各加热装置，稳定一段时间后，再关闭所述原水泵2和所述原水阀26，停止冷却水进水。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。