一体式蒸馏控温冷凝装置的制作方法

本实用新型涉及一种蒸馏控温冷凝装置，是实验室测定常压下石油产品蒸馏特性的设备的主要部件。

背景技术：

烃类燃料的蒸馏特性(挥发性)，尤其对燃料和溶剂而言，对其安全和使用性能有着极其重要的影响。燃料的沸程范围提供了燃料的组成、性质及在贮存和使用性能的信息。挥发性可影响蒸发速率，是决定烃类混合物形成潜在爆炸性蒸汽趋势的主要因素。烃类燃料蒸馏特性限值是检验与法律、规章相符性的指标。gb/t6536《石油产品常压蒸馏特性测定法》规定了使用实验室间歇蒸馏仪器测定常压下石油产品蒸馏特性的方法

按照标准gb/t6536要求，石油产品经过蒸馏，并在标准馏程管中，按特定温度进行冷凝，记录该产品的蒸馏温度、时间、蒸馏冷凝体积数据，可以获得该石油产品的蒸馏特性。蒸馏控温冷凝装置是石油产品常压蒸馏特性测定仪的重要部件，但现有的产品中，其蒸馏控温冷凝装置存在冷媒控温的精度差的问题，直接影响蒸馏测定数据的重复性和再现性。

同时，由于不同的油品，需要设定不同的冷凝温度，而现有产品中，控温冷凝装置中冷媒体积容量不仅巨大，而且存在冗余的冷媒，因此无法在短时间内实施冷媒温度的改变，影响该测定仪的用户体验。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种一体式蒸馏控温冷凝装置，提高冷媒控温的精度，进而提高设备的蒸馏测定数据的重复性和再现性，同时使冷媒体积容量更小且符合gb/t6536标准。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供一种一体式蒸馏控温冷凝装置，包含：冷凝箱体组件、制冷管、加热管、馏程管、冷凝箱盖、冷媒；其中，

所述冷凝箱体组件，是多面体结构的空心箱体组件，具有开孔的顶板；

所述冷凝箱盖，固定在冷凝箱体组件上，与该开孔的顶板连接，来密封冷凝箱体组件；

所述冷媒，填充在冷凝箱体组件内部，与设置于冷凝箱体组件内的馏程管、制冷管和加热管接触，传递三者之间的热量；

所述馏程管，具有设定的梯度且能够导热，具有输入口和输出口，该输出口朝下，收集并引导蒸馏冷凝液；该馏程管是直线馏程管或是弯曲馏程管；

所述制冷管，其主体有间隔地设在所述馏程管的旁边；所述冷凝箱体组件上对该制冷管固定安装的部位密封；

所述加热管，其主体有间隔地设在所述馏程管的旁边；所述冷凝箱体组件上对该加热管固定安装的部位密封。

可选地，所述冷凝箱体组件为弯曲馏程管冷凝箱体组件，其中设置的馏程管是弯曲馏程管；

所述弯曲馏程管冷凝箱体组件中，第一曲面板和第二曲面板分别布置于所述弯曲馏程管的两侧；

第三平面板的板体中间开孔，是所述弯曲馏程管冷凝箱体组件的顶板，位于弯曲馏程管的上侧，与第一曲面板和第二曲面板各自的顶部焊接；该第三平面还与冷凝箱盖连接配合，使冷凝箱盖固定于第三平面板的开孔处；

第四斜板是倾斜布置的斜板，与第三平面板相对，位于弯曲馏程管的下侧，是所述弯曲馏程管冷凝箱体组件的底板；该第四斜板与第一曲面板和第二曲面板各自的底部焊接；

第五面板设有第一通孔，与弯曲馏程管的输入口焊接；该第五面板与第一曲面板、第二曲面板、第三平面板和第四斜板各自的第一端焊接；

第六面板设有第二通孔，与弯曲馏程管的输出口焊接；该第六面板与第一曲面板、第二曲面板、第三平面板和第四斜板各自的第二端焊接。

可选地，所述冷凝箱体组件为直线馏程管冷凝箱体组件，其中设置的馏程管是直线馏程管；

所述直线馏程管冷凝箱体组件中，第七平面板和第八平面板分别布置于直线馏程管的两侧；

第九平面板的板体中间开孔，是所述直线馏程管冷凝箱体组件的顶板，位于直线馏程管的上侧，并与第七平面板和第八平面板各自的顶部焊接；该第九平面板还与冷凝箱盖连接配合，使冷凝箱盖固定于第九平面板的开孔处；

第十斜板是倾斜布置的斜板，与第九平面板相对，位于该直线馏程管下侧，是所述直线馏程管冷凝箱体组件的底板，并与第七平面板和第八平面板各自的底部焊接；

第十一面板设有第三通孔，与直线馏程管的输入口焊接；该第十一面板还与第七平面板、第八平面板、第九平面板和第十斜板各自的第一端焊接；

第十二面板设有第四通孔，与直线馏程管的输出口焊接；该第十二面板还与第七平面板、第八平面板、第九平面板和第十斜板各自的第二端焊接。

可选地，所述的一体式蒸馏控温冷凝装置，包含以下任意一项或多项：

所述冷凝箱体组件通过金属板制成；

所述馏程管的梯度为15°；

所述冷凝箱体组件的顶板是平面板，底板是倾斜的斜板；

所述所述冷凝箱体组件的底板具有倾斜的梯度，且与馏程管的梯度一致；

所述冷凝箱体组件的底板与馏程管外壁的法向距离不小于10mm。

可选地，所述弯曲馏程管冷凝箱体组件中，第一曲面板是整体的一个圆柱曲面板，或者是多个平面板拼接而成的近似圆柱曲面板；

所述弯曲馏程管冷凝箱体组件中，第二曲面板是整体的一个圆柱曲面板，或者是多个平面板拼接而成的近似圆柱曲面板。

可选地，所述制冷管是金属管，内部流通有制冷剂；所述制冷管的主体各处与馏程管的相应位置等距离隔开；

所述冷凝箱体组件开设有两个制冷管通孔对制冷管的两端安装，且制冷管通孔与制冷管之间密封固定；两个制冷管通孔之间的空间梯度，与馏程管的梯度一致；

所述冷凝箱体组件为直线馏程管冷凝箱体组件，其中设置的馏程管是直线馏程管时，所述制冷管是位于馏程管侧面的直线形式制冷管，或者所述制冷管是缠绕在馏程管外的螺旋结构的空心管；

所述冷凝箱体组件弯曲馏程管冷凝箱体组件，其中设置的馏程管是弯曲馏程管时，所述制冷管是位于馏程管侧面的弯曲形式制冷管，其与馏程管的弯曲形式一致，或者所述制冷管是缠绕在馏程管外的螺旋结构的空心管。

可选地，所述加热管是电加热管，其数量有一个或多个；

所述加热管的主体各处与馏程管的相应位置等距离隔开；所述冷凝箱体组件开设有两个加热管通孔对加热管的两端安装，且加热管通孔与加热管之间密封固定；

所述冷凝箱体组件为直线馏程管冷凝箱体组件，其中设置的馏程管是直线馏程管时，所述加热管是位于馏程管侧面的直线形式加热管，或者所述加热管是缠绕在馏程管外的螺旋结构加热管；

所述冷凝箱体组件弯曲馏程管冷凝箱体组件，其中设置的馏程管是弯曲馏程管时，所述加热管是位于馏程管侧面的弯曲形式加热管，其与馏程管的弯曲形式一致，或者所述加热管是缠绕在馏程管外的螺旋结构加热管。

可选地，所述的一体式蒸馏控温冷凝装置，进一步包含：

箱体保温层，设置在所述冷凝箱体组件的外侧；

箱盖保温层，设置在所述冷凝箱盖的外侧；

搅动装置，固定在所述冷凝箱盖处，与冷媒接触，并对冷媒搅动；

测温传感器，固定在所述冷凝箱盖处，与冷媒接触，并测量冷媒的温度；

排放阀，设置在所述冷凝箱体组件的冷媒水位最底位置，并与所述冷凝箱体组件密封固定。

可选地，所述搅动装置为电机带动的叶轮搅拌装置，用以扰动冷媒。

可选地，所述测温传感器为pt传感器。

本实用新型提供的一体式蒸馏控温冷凝装置，是石油产品常压蒸馏特性测定仪的重要部件，通过减少冷凝箱体组件中冗余的冷媒，改变冷凝箱体组件空间结构，改善制冷管和加热管的空间布置位置，并在冷凝箱体组件和冷凝箱盖外侧覆盖保温层，隔离外界温度的干扰，从而提高了针对冷媒的控温精度，进一步地提高了设备的蒸馏测定数据的重复性和再现性；同时，改变后的蒸馏控温冷凝装置，具有更加小并且符合gb/t6536标准的冷媒体积容量，相对于大容量冷媒，改变其设定温度将更加迅捷，快速到达蒸馏控温冷凝装置的设定温度。

附图说明

图1是根据本实用新型实施方式一的蒸馏控温冷凝装置立体示意图，内置有弯曲馏程管；

图2是如图1所示的蒸馏控温冷凝装置移除保温层后的正视图；

图3是如图1所示的蒸馏控温冷凝装置移除保温层后的右视图；

图4是如图1所示的圆柱曲面冷凝箱体组件立体示意图；

图5是如图1所示的近似圆柱曲面冷凝箱体组件立体示意图；

图6是如图1所示的蒸馏控温冷凝装置中弯曲形式制冷管、馏程管和加热管的内部布置示意图；

图7是如图1所示的蒸馏控温冷凝装置中螺旋形式制冷管、馏程管和加热管的内部布置示意图；

图8是根据本实用新型实施方式二的蒸馏控温冷凝装置立体示意图，内置有直线馏程管；

图9是如图8所示的蒸馏控温冷凝装置移除保温层后的正视图；

图10是如图8所示的蒸馏控温冷凝装置移除保温层后的右视图；

图11是如图8所示的蒸馏控温冷凝装置中冷凝箱体组件立体示意图。

图12是如图8所示的蒸馏控温冷凝装置中直线形式制冷管、馏程管和加热管的内部布置示意图；

图13是如图8所示的蒸馏控温冷凝装置中螺旋形式制冷管、馏程管和加热管的内部布置示意图。

具体实施方式

现在将结合附图对本实用新型的优先实施方式进行详细的描述。以下的描述在本质上只是示例性的而非意在限制本实用新型及其应用或用途。在各视图中，相对应的构件或部件采用相同的参考标记。

石油产品在满足标准gb/t6536要求的馏程管内，经过蒸馏，并在该标准规定的冷媒温度下进行冷凝，记录该蒸馏温度和时间、蒸馏冷凝体积，可以获得该石油产品的蒸馏特性。由于石油产品在蒸馏过程中，会连续地在冷凝装置释放热能，同时，由于石油产品组成成分的变化特性，决定了在某一蒸馏温度内的蒸馏成分是变化的，也就导致了，在整个蒸馏过程中，输入到冷凝装置的热量也是变化的。由于输入热量既具有连续性，又具有能量大小可变性，因此蒸馏控温冷凝装置需要具有制冷和加热功能，来协调控制冷媒温度。

本实用新型的蒸馏控温冷凝装置包括冷凝箱体组件、馏程管、冷媒、制冷管、加热管、冷凝箱盖、搅动装置、测温传感器、保温层、排放阀。通过本实用新型的蒸馏控温冷凝装置，构建冷凝箱体组件、制冷管和加热管布置结构，减少冷凝箱体组件中冗余的冷媒空间，提高针对冷媒的控温精度，从而提高了采用本实用新型的蒸馏控温冷凝装置的设备测量数据的重复性和再现性；同时，由于冷媒体积相对较少，可以使冷媒温度快速达到设定的温度，满足客户的要求。

需要说明的是根据标准gb/t6536要求，冷凝油品用馏程管可以是弯曲馏程管，也可以是直线馏程管，只要内置的馏程管梯度和馏程管长度一致即可，这就形成了两种结构形式冷凝箱体组件，弯曲馏程管冷凝箱体组件和直线馏程管冷凝箱体组件。以下将分别描述内置弯曲馏程管和内置直线馏程管的蒸馏控温冷凝装置的两种具体实施方式。

实施方式一：

本实施方式中，一体式蒸馏控温冷凝装置中的内置馏程管为弯曲馏程管。

如图1所示，蒸馏控温冷凝装置包括冷凝箱体组件1、制冷管2、加热管3、弯曲馏程管4、冷凝箱盖5、测温传感器6、搅动装置7、排放阀8、冷媒9、箱体保温层10、箱盖保温层11。

为了清晰表达内部布置结构，图2和图3图例中移除了箱体保温层10和箱盖保温层11。

如图1、图4和图5所示，冷凝箱体组件1，是多面体结构的空心箱体组件，顶板开孔；冷凝箱体组件1内部填充有冷媒9，其与置于冷凝箱体组件1内的弯曲馏程管4、制冷管2和加热管3接触，传递三者之间热量。

冷凝箱盖5固定在冷凝箱体组件1顶板的开孔侧，用以密封冷凝箱体组件1。箱体保温层10设置在冷凝箱体组件1的外侧，阻止冷凝箱体组件1与外环境进行热交换。箱盖保温层11设置在冷凝箱盖5外侧，阻止冷凝箱盖5与外环境进行热交换。

搅动装置7设置在冷凝箱盖5中部位置，以利于有效搅动冷凝箱体组件内的冷媒9；测温传感器6固定在冷凝箱盖5接近搅动装置7的位置，与冷媒9接触，测量冷媒9的温度。排放阀8设置在冷凝箱体组件1的冷媒水位最底位置，并与冷凝箱体组件1密封固定。

如图1、图3、图6和图7所示，本例的馏程管，按照标准gb/t6536要求，是梯度为15°的弯曲馏程管4，其材质为导热优良的金属管，具有输入口121和输出口122，并且蒸馏出口朝下，收集并引导蒸馏冷凝液。

如图1、图2、图3和图6所示，在弯曲馏程管4的侧面，等距离布置着制冷管2，与冷凝箱体组件1密封固定，所述的制冷管2内部流通有制冷剂，外部与冷媒9接触，用以降低冷媒9温度。在弯曲馏程管4的侧面，还等距离布置着加热管3，与冷凝箱体组件1密封固定，所述的加热管3外侧与冷媒9接触，用以加热冷媒9。

示例地，制冷管2和加热管3位于弯曲馏程管4的不同侧面；本例中加热管3和制冷管2各自等距离地分布于弯曲馏程管4的上方和下方。

图4是弯曲馏程管冷凝箱体组件实施例中的冷凝箱体组件1的立体图，所述冷凝箱体组件1包含第一曲面板101、第二曲面板102、第三平面板103、第四斜板104、第五面板105、第六面板106。

其中，第一曲面板101和第二曲面板102分别布置于所述弯曲馏程管5的内外两侧；第三平面板103中间开孔，与第一曲面板101和第二曲面板102的顶部焊接，位于该弯曲馏程管4上侧是冷凝箱体组件1的顶板；该第三平面板103还与图1所示的冷凝箱盖5连接配合，使冷凝箱盖5固定在冷凝箱体组件1的第三平面板103开孔侧，以密封冷凝箱体组件1；第四斜板104与第三平面板103相对，位于该弯曲馏程管4下侧，与第一曲面板101和第二曲面板102的底部焊接，是冷凝箱体组件1的底板。

第五面板105开有第一通孔107，与弯曲馏程管4的输入口121(见图1)焊接，且该第五面板105与第一曲面板101、第二曲面板102、第三平面板103、第四斜板104各自的第一端焊接。第六面板106开有第二通孔108，与弯曲馏程管4的输出口122(见图1)焊接，且该第六面板106与第一曲面板101、第二曲面板102、第三平面板103和第四斜板104各自的第二端焊接；第一通孔107和第二通孔108的空间梯度为15°，与弯曲馏程管4的梯度一致。

如图3所示，所述第四斜板104倾斜梯度，与所述的弯曲馏程管4输入口121到输出口122的倾斜梯度15°一致，所述的第四斜板104与弯曲馏程管4外壁的法向距离不小于10mm。

示例地，如图4所示，第一曲面板101和第二曲面板102，可以是与弯曲馏程管4具有相同圆柱心圆柱面及其相切平面构成的曲面板，由金属材料制成。

或者，如图5所示，第一曲面板101可以是多个平面板拼接而成的近似圆柱面板1011；同样的，第二曲面板102可以是多个平面板拼接而成的近似圆柱面板1012。

所述的制冷管2可以是优良热传导的金属管，两端与冷凝箱体组件1上开设的制冷管孔109、110密封固定。示例地，如图1和图6所示的制冷管2是弯曲形式制冷管，等距离设置在弯曲馏程管4的侧面。或者，如图7所示的制冷管，是缠绕在馏程管外部的螺旋结构的空心金属管52。

所述的加热管3是电加热管，数量可以是一个或多个(图未示出)；加热管3的两端与冷凝箱体组件1上开设的加热管孔111、112密封固定。通过调节制冷管2内部流通的制冷剂和控制加热管3的pid调节加热，来控制冷媒9的温度，使其平衡在所设定的温度。

如图6、图7所示，加热管3可以是弯曲形式制热管，等距离设置在弯曲馏程管4的侧面。或者，在图未示出的示例中，制热管也可以是缠绕在弯曲馏程管外部的螺旋结构加热管。

如图4所示，考虑到操作和维护的方便性，优先的将两个制冷管孔109和110开设在第一曲面板101的两端附近，用于安装制冷管2。优先的将两个加热管孔111和112开设在第三平面板103的两端附近，用于安装加热管3。

如图2所示，示例的搅动装置7为电机701带动的叶轮搅动装置702，用来扰动冷媒9。示例的测温传感器6为pt传感器。

实施方式二：

本实施方式中，一体式蒸馏控温冷凝装置中的内置馏程管为直线馏程管。

如图8所示，蒸馏控温冷凝装置包括冷凝箱体组件21、制冷管22、加热管23、直线馏程管24、冷凝箱盖25、测温传感器26、搅动装置27、排放阀28、冷媒29、箱体保温层30、箱盖保温层31。

为了清晰表达内部布置结构，图9和图10图例中移除了箱体保温层30和箱盖保温层31。

如图8和图11所示，冷凝箱体组件21，是多面体结构的空心箱体组件，顶板开孔；冷凝箱体组件21内部填充有冷媒29，其与置于冷凝箱体组件21内的直线馏程管24、制冷管22和加热管23接触，传递三者之间热量。

如图8和图11所示，冷凝箱盖25固定在冷凝箱体组件21的顶板开口侧，用以密封冷凝箱体组件21。箱体保温层30设置在所述的冷凝箱体组件21的外侧，阻止冷凝箱体组件21与外环境进行热交换。箱盖保温层31设置在所述的冷凝箱盖25外侧，阻止冷凝箱盖25与外环境进行热交换。

搅动装置27设置在冷凝箱体盖25中部位置，以利于有效搅动冷凝箱体组件21内的冷媒29。测温传感器26固定在冷凝箱盖25接近搅动装置27的位置，与冷媒29接触，测量冷媒29的温度。排放阀28设置在冷凝箱体组件21的冷媒水位最底位置，并与冷凝箱体组件21密封固定。

如图8、图9、图12和图13所示，本例的馏程管，按照标准gb/t6536要求，是梯度为15°的直线馏程管24，其材质为导热优良的金属管，具有输入口2121和输出口2122，并且蒸馏出口朝下，收集并引导蒸馏冷凝液。

如图8、图9、图10和图12所示，在直线馏程管24的侧面，等距离布置着制冷管22，与冷凝箱体组件21密封固定，所述的制冷管22内部流通有制冷剂，外部与冷媒29接触，用以降低冷媒29温度；在直线馏程管24的侧面，还等距离布置着加热管23，与冷凝箱体组件21密封固定，所述的加热管23外侧与冷媒接触，用以加热冷媒29。本例的制冷管22和加热管23位于直线馏程管24的不同侧面。

图8是直线馏程管冷凝箱体组件实施例的冷凝箱体组件21，包含：第七平面板2101、第八平面板2102、第九平面板2103、第十斜板2104、第十一面板2105、第十二面板2106。

其中，第七平面板2101和第八平面板2102分别布置于所述直线馏程管24的两侧，这两侧相对；第九平面板2103中间开孔，与第七平面板2101和第八平面板2102的顶部焊接，位于该直线馏程管24上侧，是冷凝箱体组件21的顶板；该第九平面板2103还与冷凝箱盖25连接配合，使冷凝箱盖25固定在第九平面板2103开孔侧，以密封冷凝箱体组件21；第十斜板2104与第九平面板2103相对，位于该直线馏程管24下侧，与第七平面板2101和第八平面板2102的底部焊接，是冷凝箱体组件21的底板。

第十一面板2105开有第三通孔2107与直线馏程管24的输入口2121焊接，且该第十一面板2105与第七平面板2101、第八平面板2102第九平面板2103和第十斜板2104各自的第一端焊接。

第十二面板2106开有第四通孔2108与直线馏程管24的输出口2122焊接，且该第十二面板2104与第七平面板2101、第八平面板2102第九平面板2103和第十斜板2104各自的第二端焊接；第三通孔2107与第四通孔2108的梯度为15°，与直线馏程管24的梯度一致。

如图9所示，所述第十斜板2104与直线馏程管24的输入口2121到输出口2122的梯度15°一致，所述的第十斜板2104与馏程管24外壁的法向距离不小于10mm。

所述的制冷管22可以是优良热传导的金属管，两端与冷凝箱体组件21上开设的制冷管孔2109、2110密封固定。示例地，如图8和图12所示的制冷管22，是直线形式制冷管，等距离设置在直线馏程管24的侧面。或者，如图13所示的制冷管是缠绕在馏程管外侧的螺旋结构的空心金属管522。

所述的加热管23是电加热管，数量有一个或多个(图未示出)；加热管23的两端与冷凝箱体组件21上开设的加热管孔2111、2112密封固定。通过调节制冷管22内部流通的制冷剂和控制加热管23的pid调节加热，来控制加热冷媒29的温度，使其平衡在设定温度。

如图12、图13所示，加热管23可以是直线形式制热管，等距离设置在直线馏程管24的侧面。或者，在图未示出的示例中，制热管也可以是缠绕在直线馏程管外部的螺旋结构加热管。

如图11所示，考虑到操作和维护的方便性，优先的将制冷管孔2109和2110开设在第八平面板2102上，用于安装制冷管22。优选的将加热管孔2111和2112开设在第九平面板2103上，用于安装加热管23。

如图9所示，示例的搅动装置27为电机2701带动的叶轮搅动装置2702，用来扰动冷媒29。示例的测温传感器26为pt传感器。

上文结合具体实施方式的两个实施例中，描述了根据本实用新型的各个方面的优先实施方式，并提及了一些可能的替代方案。可以理解，以上描述仅为示例性的而非限制性的，在不背离本实用新型的范围的情况下，本领域普通技术人员参照上述描述可以想到多种变形和修改。这些变形和修改同样包含在本实用新型的保护范围内。另外，在一个实施方式中使用的特征，在技术允许的情况下，也可以用于其它实施方式中。