液体蒸发气体发生器及其控制方法

本发明属于化学实验设备技术领域，特别地，涉及一种液体蒸发气体发生器及其控制方法。

背景技术：

在化学实验过程中，常常需要将液体化合物进行加热，以使得液体化合物转化为用于特定温度及压强下的具有一定浓度的气相反应的气体。当前，尤其是在将液体有机物加热使之转化为气体，以用于特定温度及压强下的具有一定浓度的气相反应的化学实验中，若直接加热液体有机物，可能会导致有机物与氧气接触而产生燃烧甚至发生爆炸事故。即使将液体有机物在没有氧气的密闭环境中进行加热，也会由于加热速度慢且受热不均匀，导致液体有机物的汽化过程难以控制，进而造成有机物气体迅速膨胀而产生安全事故。

技术实现要素：

本发明实施例的目的在于提供一种液体蒸发气体发生器，以解决现有技术中存在的液体有机物加热速度慢且受热不均匀，导致液体有机物的汽化过程难以控制的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种液体蒸发气体发生器，包括：

底座；

罩体，罩设于所述底座上，所述罩体与所述底座密封配合以在所述罩体内部界定出用于储存液体的密闭腔室；

加热套件，用于对所述密闭腔室内的液体进行加热，所述加热套件设置为多个，多个所述加热套件平行且间隔地固定于所述底座上；

导热管，套于所述加热套件的外侧，所述导热管的顶端设置为封闭端，所述导热管的底端设置为开口端，所述导热管的开口端密封装配于所述所述底座上，以使所述导热管的管腔形成密闭的空腔，各所述加热套件位于相应所述空腔内；

泄压阀，安装于所述罩体的顶部，用于控制并调节所述密闭腔室内的压强；

温度检测器，用于测定所述密闭腔室内的温度；

液位检测器，用于检测所述密闭腔室内的液位；

压力表，用于监测所述密闭腔室的气体压强；

导气管，设置为两根，一根所述导气管用于导出所述密闭腔室内气相反应的气体，另一根所述导气管与所述压力表连接，所述底座上设置有供所述导气管插入所述密闭腔室的通气孔，各所述导气管位于所述密闭腔室内的一端伸出所述密闭腔室内的液面，各所述导气管的另一端伸出所述密闭腔室的外部；以及

控制器，根据所述液位检测器检测的液位，控制所述密闭腔室内的液面低于所述导气管位于所述密闭腔室内的一端端口，并根据所述温度检测器测定的温度及所述压力表检测的压强，控制所述加热套件和/或所述泄压阀工作。

进一步地，所述导气管为“l”形管，所述“l”形管包括竖直设置的竖直管和与所述竖直管的底端连接的水平管，所述竖直管通过所述通气孔插入所述密闭腔室内，且所述竖直管的顶端端口伸出所述密闭腔室内的液面，所述水平管位于所述密闭腔室的外部。

进一步地，所述底座上设有容置并定位所述水平管的导槽，所述导槽与所述通气孔连通。

进一步地，多个所述加热套件呈阵列式布置于所述底座上。

进一步地，所述加热套件包括固定柱和绕设于所述固定柱上的电热丝，所述底座上呈阵列式开设有多个螺纹接口，各所述固定柱的底端设有与相应所述螺纹接口的内螺纹螺纹连接的外螺纹。

进一步地，所述加热套件还包括支撑所述固定柱的底盘，所述固定柱的底端与所述底盘固定相连。

进一步地，所述导热管为金属管。

进一步地，所述底座为金属件。

进一步地，所述罩体为玻璃罩。

进一步地，所述温度检测器为热电偶，所述热电偶安装于所述底座上。

本发明实施例的目的在于提供一种液体蒸发气体发生器的控制方法，以解决现有技术中存在的液体有机物加热速度慢且受热不均匀，导致液体有机物的汽化过程难以控制的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种液体蒸发气体发生器的控制方法，所述液体蒸发气体发生器的控制方法应用于所述的液体蒸发气体发生器，所述液体蒸发气体发生器还包括一端与所述密闭腔室连通的进液管，所述进液管的另一端具有进液口，所述进液管上设有控制该进液管向所述密闭腔室加入液体的电磁阀，所述控制器分别与所述加热套件、所述泄压阀、所述温度检测器、所述液位检测器、所述压力表和所述电磁阀电性相连；

所述液体蒸发气体发生器的控制方法包括：

打开所述电磁阀，通过所述进液管的进液口向所述密闭腔室内加入液体，在向所述密闭腔室内加入液体的过程中，通过所述液位检测器检测所述密闭腔室内的液位，直至所述密闭腔室内的液位达到预设液位，所述控制器控制所述电磁阀关闭，停止向所述密闭腔室内加入液体；

通过所述控制器控制所述加热套件加热所述密闭腔室内的液体，所述密闭腔室内的液体被加热蒸发产生气体，产生的气体由所述导气管的出气口排出至所述密闭腔室的外部；且在液体蒸发产生气体的过程中：当所述压力表检测到所述密闭腔室内的压强过高时，所述控制器控制所述泄压阀开启泄压，和/或通过所述控制器控制所述加热套件降低加热功率，控制并调节所述密闭腔室内的压强降至预设的安全值范围内；当所述压力表检测到所述密闭腔室内的压强过低时，通过所述控制器控制所述加热套件增大加热功率，控制并调节所述密闭腔室内的压强升至预设的安全值范围内，以保证具有一定流量的蒸发气体从所述导气管的出气口排出；当所述温度检测器检测到所述密闭腔室内的温度过高或过低时，通过所述控制器控制所述加热套件相应降低或增大加热功率，以保证所述密闭腔室内的液体在合适的温度范围内被快速加热蒸发；当所述液位检测器检测到所述密闭腔室内的液位低于预设液位时，通过所述控制器控制所述电磁阀打开，以通过所述进液管的进液口向所述密闭腔室内加入液体，直至所述密闭腔室内的液位达到预设液位，通过所述控制器控制所述电磁阀关闭，停止向所述密闭腔室内加入液体。

进一步地，所述液体蒸发气体发生器还包括与所述控制器电性相连的报警器，当所述液位检测器检测到所述密闭腔室内的液位过低时，通过所述报警器发出液位过低的警示信息，防止所述加热套件发生干烧；或者，当所述压力表检测到所述密闭腔室内的压强过高时，通过所述报警器发出压强过高的警示信息，防止所述密闭腔室内的压强持续过高而引发爆炸；亦或者，当所述温度检测器检测到所述密闭腔室内的温度过高时，通过所述报警器发出温度过高的警示信息

本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，与现有技术相比，至少具有如下有益效果之一：

本发明实施例中的液体蒸发气体发生器，通过底座与罩体密封配合以界定出液体蒸发气体发生器的密闭腔室，在底座上平行且间隔设置多个加热套件，在各加热套件的外侧套有将加热套件产生的热量传导至液体的导热管，相对于利用液体蒸发气体发生器的底部直接加热，具有更大的加热面积，能够快速、均匀地对液体蒸发气体发生器内的液体进行加热。同时，由于利用导热管的外表面对液体进行加热，通过多根导热管均匀地伸入液体内部，进一步增大了液体的加热面积，有利于液体快速、均匀地受热，使得液体的汽化过程容易控制，避免有机物气体迅速膨胀而产生爆炸的安全事故。此外，采用控制器根据液位检测器检测的液位，控制密闭腔室内的液面始终低于导气管位于密闭腔室内的一端端口，能够保证密闭腔室内蒸发产生的气体能够顺畅排出，有效导气管进液而导致气体无法排出的现象。并且，采用控制器根据温度检测器测定的温度及压力表检测的压强，控制加热套件的发热功率及工作时长，实现智能化控制，保证加热过程的安全可控性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的液体蒸发气体发生器的透视结构示意图；

图2为本发明实施例提供的液体蒸发气体发生器的俯视结构示意图；

图3为本发明实施例提供的液体蒸发气体发生器的仰视结构示意图；

图4为本发明实施例提供的液体蒸发气体发生器的侧视结构示意图；

图5为本发明实施例提供的底座的透视结构示意图；

图6为本发明实施例提供的加热套件的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的底座上安装有导气管的透视结构示意图；

图8为本发明实施例提供的导气管的透视结构示意图；

图9为本发明实施例提供的控制流程图。

其中，图中各附图标记：

1-底座；2-罩体；

3-加热套件；31-导热柱；32-电热丝；33-底盘；

4-导热管；5-泄压阀；6-压力表；

7-导气管；71-竖直管；72-水平管；

8-控制器；9-温度检测器；10-密闭腔室；

11-空腔；12-导槽；13-通气孔；14-螺纹接口；

15-外螺纹；16-液面；17-液位检测器；

18-电磁阀；19-进液管；20-进液口；21-出气口。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“连接于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在整个说明书中参考“一个实施例”或“实施例”意味着结合实施例描述的特定特征，结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，“在一个实施例中”或“在一些实施例中”的短语出现在整个说明书的各个地方，并非所有的指代都是相同的实施例。此外，在一个或多个实施例中，可以以任何合适的方式组合特定的特征，结构或特性。

请一并参阅图1至图9，现对本发明实施例提供的液体蒸发气体发生器进行说明。请结合参阅图1、图4和图7，该液体蒸发气体发生器包括底座1、罩体2、加热套件3、导热管4、泄压阀5、温度检测器、压力表6、导气管7、液位检测器17和控制器8，罩体2罩设于底座1上，罩体2与底座1密封配合以在罩体2内部界定出用于储存液体的密闭腔室10，从而使得玻璃外罩与金属底座1构成蒸发器的受热内腔(或受热内室)，仅需将一定量的液体加入密闭腔室10，并保持一定的液位，通过加热套件3对密闭腔室10内的液体进行加热。可以理解地，在其中一个实施方式中，由于底座1采用金属材料制作易于加工成型，罩体2采用玻璃材料制作易于加工成型，以降低加工的难度与加工成本，将底座1采用金属底座，罩体2采用玻璃罩，仅需将玻璃罩与金属底座密封配合以在玻璃罩内部界定出用于储存液体的密闭腔室10。请结合参阅图1和图4，加热套件3设置为多个，多个加热套件3平行且间隔地固定于底座1上，并且在各加热套件3外侧套装有导热管4，导热管4采用导热性能良好的金属管，导热管4的顶端设置为封闭端，导热管4的底端设置为开口端，导热管4的开口端密封装配于底座1上，以使导热管4的管腔形成密闭的空腔11，各加热套件3位于相应空腔11内。这样，由于加热套件3与导热管4由金属底座1上伸入液体蒸发气体发生器的密闭腔室10内具有一定的高度，且多根导热管4的平行间隔设置，利用导热管4的外表面对液体蒸发气体发生器的密闭腔室10内的液体进行均匀加热，且增大了液体的加热面积，有利于液体的快速、均匀地受热，使得液体有机物的汽化过程容易控制，避免有机物气体迅速膨胀而产生爆炸的安全事故。请结合参阅图1，在罩体2的顶部安装有泄压阀5，可通过泄压阀5泄气，以对液体蒸发气体发生器的密闭腔室10内的压强进行控制与调节，防止液体受热时导致密闭腔室10内的压强过高，从而保证加热过程的安全可控性。请结合参阅图4、图7和图8，导气管7设置为两根，一根导气管7用于导出密闭腔室10内气相反应的气体，另一根导气管7与压力表6连接，底座1上设置有供导气管7插入密闭腔室10的通气孔13，各导气管7位于密闭腔室10内的一端伸出密闭腔室10内的液面16，各导气管7的另一端伸出密闭腔室10的外部。可以理解地，液位检测器可以但不局限于可以在接触液体发生电阻变化的条状的液位检测元件，仅需将条状的液位检测元件紧贴于密闭腔室10的内壁，条状的液位检测元件接触液体时电阻发生变化以此测定液位。请结合参阅图9，在液体加热的同时，通过液位检测器17对密闭腔室10内的液位进行实时监测，则控制器8可根据液位检测器17检测的液位，控制密闭腔室10内的液面始终低于导气管7位于密闭腔室10内的一端端口，能够保证密闭腔室10内蒸发产生的气体能够顺畅排出，有效避免出现导气管7进液而导致气体无法及时排出的现象。并且，在液体加热的过程中，可通过温度检测器9对密闭腔室10内的温度进行实时测定，并通过压力表6对密闭腔室10的气体压强进行实时监测，控制器8便可根据温度检测器9测定的温度及压力表6检测的压强，控制通入加热套件3的电流、电压以及加热套件3的工作时长，从而控制加热套件3对液体蒸发气体发生器的密闭腔室10内的进行加热工作，实现智能化控制，有利于保证加热过程的安全可控性。可以理解地，在压力表6测得密闭腔室10的压强过高时，控制器8也可以控制泄压阀5开启泄压工作，以降低密闭腔室10的压强。可以理解地，控制器8可是但不局限于plc控制系统，泄压阀5可是但不局限于电磁阀，温度检测器可是但不局限于热电偶，热电偶可以安装于底座1上，控制器8分别与泄压阀5、温度检测器、压力表6和加热套件3电连接。加入液体蒸发气体发生器的密闭腔室10内的液体加热介质，可以是但不限于有机物液体或水等。

本发明实施例提供的液体蒸发气体发生器，与现有技术相比，通过底座1与罩体2密封配合以界定出液体蒸发气体发生器的密闭腔室10，在底座1上平行且间隔设置多个加热套件3，在各加热套件3的外侧套有将加热套件3产生的热量传导至液体的导热管4，相对于利用液体蒸发气体发生器的底部直接加热，具有更大的加热面积，能够快速、均匀地对液体蒸发气体发生器内的液体进行加热。同时，由于利用导热管4的外表面对液体进行加热，通过多根导热管4均匀地伸入液体内部，进一步增大了液体的加热面积，有利于液体快速、均匀地受热，使得液体有机物的汽化过程容易控制，避免有机物气体迅速膨胀而产生爆炸的安全事故。此外，采用控制器8根据液位检测器17检测的液位，控制密闭腔室10内的液面始终低于导气管7位于密闭腔室10内的一端端口，能够保证密闭腔室10内蒸发产生的气体能够顺畅排出，有效避免粗线导气管7进液而导致气体无法及时排出的现象，并且采用控制器8根据液体蒸发气体发生器内的温度及压强，控制加热套件3的发热功率及工作时长，实现智能化控制，保证加热过程的安全可控性。

请结合参阅图9，本发明实施例提供的液体蒸发气体发生器的控制方法，应用于本发明实任一施例提供的液体蒸发气体发生器，液体蒸发气体发生器还包括一端与密闭腔室10连通的进液管19，进液管19的另一端具有进液口20，进液管19上设有控制该进液管19向密闭腔室10加入液体的电磁阀18，控制器8分别与加热套件3、泄压阀5、温度检测器9、液位检测器17、压力表6和电磁阀18电性相连。

本发明实施例提供的液体蒸发气体发生器的控制方法的具体控制流程为：

控制器8控制电磁阀18打开，通过进液管19的进液口20向密闭腔室10内加入液体，在向密闭腔室10内加入液体的过程中，可通过液位检测器17对密闭腔室10内的液位进行实时检测，直至密闭腔室10内的液位达到预设液位，控制器8控制电磁阀18关闭，停止向密闭腔室10内加入液体。可以理解地，液位检测器17可以但不局限于可以在接触液体发生电阻变化的条状的液位检测元件，仅需将条状的液位检测元件紧贴于密闭腔室10的内壁，条状的液位检测元件接触液体时电阻发生变化以此测定液位。例如，请参阅图1和图9，在其中一个实施例中，液位检测器17是一条紧贴在密闭腔室10内壁的难溶于液体的长条状固体电解质贴片，在长条状固体电解质贴片接触液体时电阻发生变化，以此测定密闭腔室10内的液位。即当液位密闭腔室10内的液位发生升降时，长条状固体电解质贴片浸入液体中的长度发生变化，导致长条状固体电解质的电阻发生变化，即可测得长条状固体电解质贴片的电阻阻值，就可获取相应电阻阻值对应的液位，以此测定密闭腔室10内的液位。

密闭腔室10内的液位达到预设液位时，控制器8控制加热套件3加热密闭腔室10内的液体，密闭腔室10内的液体被加热蒸发产生气体，产生的气体由导气管7的出气口21排出至密闭腔室10的外部；且在液体蒸发产生气体的过程中：随着密闭腔室10内的液体逐渐被加热蒸发成气体时，密闭腔室10内的压强会随之增大，当压力表6检测到密闭腔室10内的压强过高时，控制器8控制泄压阀5开启泄压，以降低密闭腔室10的压强，控制并调节密闭腔室10内的压强降至预设的安全值范围内，避免发生爆炸的安全事故。当然，当压力表6检测到密闭腔室10内的压强过高时，也可以通过控制器8控制加热套件3降低加热功率，以减少密闭腔室10内的液体的蒸发量，辅助降低密闭腔室10的压强，快速控制并调节密闭腔室10内的压强降至预设的安全值范围内，避免发生爆炸的安全事故。当压力表6检测到密闭腔室10内的压强过低时，控制器8控制加热套件3增大加热功率，控制并调节密闭腔室10内的压强升至预设的安全值范围内，以增大密闭腔室10内的液体的蒸发量，以保证具有一定流量的蒸发气体从导气管7的出气口21排出。当温度检测器9检测到密闭腔室10内的温度过高或过低时，通过控制器8控制加热套件3相应降低或增大加热功率，以保证密闭腔室10内的液体在合适的温度范围内被快速加热蒸发。当液位检测器17检测到密闭腔室10内的液位低于预设液位时，通过控制器8控制电磁阀18打开，以通过进液管19的进液口20向密闭腔室10内加入液体，直至密闭腔室10内的液位达到预设液位，通过控制器8控制电磁阀18关闭，停止向密闭腔室10内加入液体。

可以理解地，液体蒸发气体发生器还包括与控制器8电性相连的报警器，当液位检测器17检测到密闭腔室10内的液位过低时，通过报警器发出液位过低的警示信息，使得相关人员可及时知晓密闭腔室10内的液位过低，并采取相应的控制措施，防止加热套件3发生干烧而损坏。当压力表6检测到密闭腔室10内的压强过高时，通过报警器发出压强过高的警示信息，使得相关人员可及时知晓密闭腔室10内的压强过高，并并采取相应的控制措施，，防止密闭腔室10内的压强持续过高而引发爆炸的安全事故。当温度检测器9检测到密闭腔室10内的温度过高时，通过报警器发出温度过高的警示信息，使得相关人员可及时知晓密闭腔室10内的温度过高，并采取相应的控制措施，以保证密闭腔室10内的液体在合适的温度范围内被快速加热蒸发，充分保证加热过程的安全可控性。

请结合参阅图4和图8，在其中一个实施方式中，导气管7为“l”形管，“l”形管(导气管7)包括竖直设置的竖直管71和与竖直管71的底端连接的水平管72，竖直管71通过通气孔13插入密闭腔室10内，且竖直管71的顶端端口伸出密闭腔室10内的液面16，水平管72位于密闭腔室10的外部。该实施例中，将导气管7为“l”形管，“l”形管包括竖直设置的竖直管71和与竖直管71的底端连接的水平管72，便可将竖直管71通过通气孔13插入密闭腔室10内，使水平管72位于密闭腔室10的外部，方便导气管7的安装。同时，水平伸出液体蒸发气体发生器外部的水平管72，可以方便外接导气管7或外置设备，从而增加使用的便利性，还便于导气管7的维修与更换。

请结合参阅图1、图4和图7，在其中一个实施方式中，底座1上设有容置并定位水平管72的导槽12，导槽12与通气孔13连通。该实施例中，在底座1上设有导槽12，导槽12与通气孔13连通以形成“l”形导槽12，则“l”形管的竖直管71可方便地通过通气孔13插入密闭腔室10内并伸出液面16以上，“l”形管的水平管72则可容置并定位于导槽12内，方便水平管72的安装与固定，并有利于管路的布置。

请结合参阅图2和图3，在其中一个实施方式中，多个加热套件3呈阵列式布置于底座1上。该实施例中，在底座1上呈阵列式布置多个加热套件3，有利于对液体蒸发气体发生器内的液体进行快速、均匀地加热，提高液体加热的效率，避免液体加热速度慢且受热不均匀而导致液体有机物的汽化过程难以控制，从而防止有机物气体迅速膨胀而产生安全事故。

请结合参阅图6，在其中一个实施方式中，加热套件3包括固定柱31和绕设于固定柱31上的电热丝32，底座1上呈阵列式开设有多个螺纹接口14，各固定柱31的底端设有与相应螺纹接口14的内螺纹螺纹连接的外螺纹15。该实施例中，在底座1上呈阵列式开设有多个螺纹接口14，各螺纹接口14朝向密闭腔室10并与相应导热管4连通并保证气密性，加热套件3的固定柱31的底端设有外螺纹15，则可通过螺纹接口14直接将固定柱31螺纹连接紧固于底座1上。若液体蒸发气体发生器在使用过程中，加热套件3损坏，则可以通过螺纹接口14拆下更换损坏的加热套件3。可以理解地，固定柱31可以但不限于金属柱，以通过金属柱进行均匀导热。

请结合参阅图4和图6，在其中一个实施方式中，加热套件3还包括支撑固定柱31的底盘33，固定柱31的底端与底盘33固定相连。该实施例中，在固定柱31的底端设置底盘33，方便固定柱31的安装与固定，并增强加热套件3的绝缘及隔热性能。可以理解地，底盘33可以是但不局限于采用绝缘隔热材料制成的底盘，底盘33可以呈圆形、方形或菱形等形状。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。