一种基于冷阱的旋转蒸发系统论文和设计-孙金龙

全文摘要

本实用新型属于分析测试技术领域，特别涉及一种旋转蒸发系统。一种基于冷阱的旋转蒸发系统，它包括：旋转蒸发仪、真空泵以及冷阱；旋转蒸发仪包括：加热装置、旋转电机、旋转瓶、缓冲瓶以及空心瓶；旋转电机的输出连接旋转空心轴；旋转空心轴的一端通过第二接口连接旋转瓶，旋转空心轴的另一端插入密封接口内；空心瓶分别连接密封接口、缓冲瓶以及冷阱的入气口，冷阱的出气口与真空泵的入气口相连，真空泵的出气口与大气相通；旋转瓶置于加热装置内；空心瓶处还设有与大气相通的开关阀。本实用新型采用冷阱代替冷却循环装置，将溶剂蒸汽引入冷阱后进行液化收集，不需要冷却塔以及冷却液的传输，提升了溶剂蒸汽的液化回收效率。

主设计要求

1.一种基于冷阱的旋转蒸发系统，它包括：旋转蒸发仪真空泵(13)；其特征在于，它还包括：冷阱(12)；所述旋转蒸发仪包括：加热装置(10)、旋转电机(5)、旋转瓶(7)、缓冲瓶(11)以及空心瓶(8)；所述旋转电机(5)的输出连接旋转空心轴(6)；所述旋转空心轴(6)的一端通过第二接口(9)连接所述旋转瓶(7)，所述旋转空心轴(6)的另一端插入密封接口(4)内；所述密封接口(4)通过第一接口(3)与所述空心瓶(8)的一个接口连接；所述空心瓶(8)的第二接口通过管路连通所述缓冲瓶(11)瓶口处三通的一个接口；所述缓冲瓶(11)瓶口处三通的另一个接口通过管路连通所述冷阱(12)的入气口，所述冷阱(12)的出气口与所述真空泵(13)的入气口相连通，所述真空泵(13)的出气口与大气相通；所述旋转瓶(7)置于所述加热装置(10)内；所述旋转蒸发仪还设有令所述旋转瓶(7)与大气相通的开关阀。

设计方案

1.一种基于冷阱的旋转蒸发系统，它包括：旋转蒸发仪真空泵(13)；其特征在于，它还包括：冷阱(12)；

所述旋转蒸发仪包括：加热装置(10)、旋转电机(5)、旋转瓶(7)、缓冲瓶(11)以及空心瓶(8)；所述旋转电机(5)的输出连接旋转空心轴(6)；所述旋转空心轴(6)的一端通过第二接口(9)连接所述旋转瓶(7)，所述旋转空心轴(6)的另一端插入密封接口(4)内；所述密封接口(4)通过第一接口(3)与所述空心瓶(8)的一个接口连接；所述空心瓶(8)的第二接口通过管路连通所述缓冲瓶(11)瓶口处三通的一个接口；所述缓冲瓶(11)瓶口处三通的另一个接口通过管路连通所述冷阱(12)的入气口，所述冷阱(12)的出气口与所述真空泵(13)的入气口相连通，所述真空泵(13)的出气口与大气相通；所述旋转瓶(7)置于所述加热装置(10)内；所述旋转蒸发仪还设有令所述旋转瓶(7)与大气相通的开关阀。

2.如权利要求1所述的一种基于冷阱的旋转蒸发系统，其特征在于，所述旋转蒸发仪中所述缓冲瓶(11)的数量为一个或一个以上。

3.如权利要求1或2所述的一种基于冷阱的旋转蒸发系统，其特征在于，所述旋转蒸发仪的数量为两个以上；在每个所述旋转蒸发仪的缓冲瓶(11)与所述冷阱(12)连通的管路上设有开关电磁阀(2)。

4.如权利要求3所述的一种基于冷阱的旋转蒸发系统，其特征在于，所述开关阀为真空释放电磁阀(1)；所述真空释放电磁阀(1)设置在所述缓冲瓶(11)与所述开关电磁阀(2)之间的管路上。

5.如权利要求3所述的一种基于冷阱的旋转蒸发系统，其特征在于，所述开关阀为手动旋转阀门(14)；所述手动旋转阀门(14)直接设置在所述空心瓶(8)的第三接口处。

6.如权利要求1或2所述的一种基于冷阱的旋转蒸发系统，其特征在于，所述加热装置(10)包括：热液槽(10.1)、水泵(10.2)以及水浴锅(10.3)；所述旋转瓶(7)置于所述热液槽(10.1)内；所述水浴锅(10.3)通过所述水泵(10.2)向所述热液槽(10.1)的底部输送热水；所述热液槽(10.1)设有溢水口，溢出的热水通过所述溢水口回流至所述水浴锅(10.3)内。

7.如权利要求1或2所述的一种基于冷阱的旋转蒸发系统，其特征在于，所述旋转蒸发系统还包括：控制装置(15)；所述控制装置(15)与所述真空泵(13)、所述旋转电机(5)、所述冷阱(12)以及所述加热装置(10)建立电连接；所述控制装置(15)用于控制所述真空泵(13)、所述旋转电机(5)、所述冷阱(12)以及所述加热装置(10)的启闭，并监测所述真空泵(13)与所述冷阱(12)的工作状态。

8.如权利要求4所述的一种基于冷阱的旋转蒸发系统，其特征在于，所述旋转蒸发系统还包括：控制装置(15)；所述控制装置(15)与每个所述旋转蒸发仪中的所述真空泵(13)、所述旋转电机(5)、所述冷阱(12)、所述开关电磁阀(2)、所述真空释放电磁阀(1)以及所述加热装置(10)建立电连接；所述控制装置(15)用于控制所述真空泵(13)、所述旋转电机(5)、所述冷阱(12)、所述开关电磁阀(2)、所述真空释放电磁阀(1)以及所述加热装置(10)的启闭，并监测所述真空泵(13)与所述冷阱(12)的工作状态。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于分析测试技术领域，特别涉及一种旋转蒸发系统。

背景技术

旋转蒸发系统实验室常用设备，如附图1所示，旋转蒸发系统由旋转蒸发仪、加热锅、冷却塔、循环冷却装置、真空泵等部分组成的，其中，旋转蒸发仪上旋转瓶的数量可以为一个或多个；旋转蒸发仪主要用于减压条件下连续蒸馏易挥发性溶剂，应用于化学、化工、生物医药等领域。

旋转蒸发系统在工作时，首先将待处理样品放入旋转瓶内，启动真空泵、循环冷却装置。启动旋转电机，使旋转瓶在最适合速度下，恒速旋转以增大蒸发面积。通过真空泵使旋转瓶处于负压状态，旋转瓶在旋转同时置于水浴锅中恒温加热，瓶内溶液在负压下在旋转瓶内进行加热扩散蒸发，蒸发出的溶剂蒸汽通过冷却塔冷凝成液体，收集于收集瓶中。

现有的旋转蒸发系统存在以下不足：1.循环冷却装置的冷却液传输管线过长，在传输过程中温度损失严重，导致溶剂的回收效率低下，未有效液化的溶剂蒸汽经真空泵排出，不仅损害真空泵的寿命，而且污染环境。2.单旋转瓶旋转蒸发仪在使用过程中一次只能处理一个样品，无法满足用户批量样品处理需求；多旋转瓶旋转蒸发仪虽然并联了多个旋转瓶，但是由于是依次加热蒸发，整体效率依然不高，并且在工作过程中由于各旋转瓶中的样品的蒸发速度无法完全同步，所以导致有些样品已经蒸干，有些样品还没蒸干的现象，过程中如果使用者取下已经蒸干的旋转瓶，就会破坏其他旋转瓶的工作状态。3.旋转蒸发系统在使用过程中，如果发生意外断电，真空泵、循环冷却水都停止工作，但是加热锅中的水依然处于高温状态，还在持续加热旋转瓶中的样品，旋转瓶中的气压会逐步增高，容易发生危险事故。4.旋转蒸发系统中的真空泵、循环冷却装置、旋转电机这三个部分为独立设备，通过管路连接使用。在工作工程中若由于使用者疏忽，启动旋转电机工作后，忘记启动真空泵，则会导致蒸汽压过高，容易发生危险事故；若或忘记打开循环冷却装置，则导致蒸汽不能被有效冷凝回收，造成大量蒸汽外泄，造成实验室空气严重污染，危害使用者健康。

实用新型内容

本实用新型的目的是：针对现有技术的不足，提供一种基于冷阱的旋转蒸发系统。

本实用新型的技术方案是：一种基于冷阱的旋转蒸发系统，它包括：旋转蒸发仪、真空泵以及冷阱；

旋转蒸发仪包括：加热装置、旋转电机、旋转瓶、缓冲瓶以及空心瓶；旋转电机的输出连接旋转空心轴；旋转空心轴的一端通过第二接口连接旋转瓶，旋转空心轴的另一端插入密封接口内；密封接口通过第一接口与空心瓶的一个接口连接；空心瓶的第二接口通过管路连通缓冲瓶瓶口处三通阀的一个接口；缓冲瓶瓶口处三通阀的另一个接口通过管路连通冷阱的入气口，冷阱的出气口与真空泵的入气口相连通，真空泵的出气口与大气相通；旋转瓶置于加热装置内；旋转蒸发仪还设有令旋转瓶与大气相通的开关阀。

使用时：将待处理样品放入旋转瓶内，开关阀处于关闭状态，启动冷阱及真空泵，在真空泵的作用下旋转瓶内的气压处于负压状态。启动旋转电机，使旋转瓶在最适合速度下恒速旋转，旋转瓶在旋转同时置于加热装置中恒温加热。旋转瓶内溶液在负压下状态进行加热、扩散、蒸发，蒸发出的溶剂蒸汽依次经第二接口、旋转空心轴、密封接口、第一接口、空心瓶进入缓冲瓶；进入缓冲瓶的溶剂蒸汽部分通过连接管路直接进入冷阱液化收集，部分溶剂蒸汽与缓冲瓶的内表面接触液化并由缓冲瓶进行收集，避免液体回流旋转瓶中，造成污染。溶剂蒸发完成后，关闭冷阱、真空泵、旋转电机及加热装置，将开关阀置于导通状态，让旋转瓶内气压处于正常大气压状态，此时可以取下旋转瓶。

进一步的，上述方案中的旋转蒸发仪的数量为两个以上，以阵列形式排列；在每个旋转蒸发仪的缓冲瓶与冷阱连通的管路上设有开关电磁阀。通过控制每个旋转蒸发仪与冷阱连通的管路上开关电磁阀的断通，可以令每个旋转蒸发仪独立保持工作状态。当某一台旋转蒸发仪完成工作时，将该旋转蒸发仪的开关电磁阀置于关闭状态，将开关阀置于导通状态，让旋转瓶内气压处于正常大气压状态，此时可以取下旋转瓶，完成旋转蒸发工作。由于该旋转蒸发仪的开关电磁阀处于关闭状态，保证了其它正在工作的旋转蒸发仪继续保持负压正常工作状态。

进一步的，上述方案同样适用于多头旋转蒸发仪，即旋转蒸发仪中缓冲瓶的数量可以为一个或一个以上。

进一步的，上述方案中的开关阀具体可使用真空释放电磁阀或手动旋转阀门或亦可以同时设置两种阀门；真空释放电磁阀设置在缓冲瓶与开关电磁阀之间的管路上，手动旋转阀门直接设置在空心瓶的第三接口处；可以通过手动旋转阀门向旋转瓶通入注液管，利用注液管向旋转瓶内加入溶剂。

进一步的，上述方案中的加热装置包括：热液槽、水泵以及水浴锅；旋转瓶置于热液槽内；水浴锅通过水泵向热液槽的底部输送热水；热液槽设有溢水口，溢出的热水通过溢水口回流至水浴锅内。当意外断电或关闭电源时，水泵停止工作，热水从热液槽的底部经水泵回流至水浴锅中，避免了在断电情况下热水持续加热旋转瓶，防止危险事故的发生。

进一步的，在上述方案的基础上，旋转蒸发系统还包括：控制装置；控制装置与真空泵、旋转电机、冷阱以及加热装置建立电连接；控制装置用于控制真空泵、旋转电机、冷阱以及加热装置的启闭，并监测真空泵与冷阱的工作状态；使用时，控制装置首先启动真空泵与冷阱并监测真空泵与冷阱的工作状态，若真空泵与冷阱工作状态正常，则控制装置启动旋转电机以及加热装置；在旋转蒸发的过程中，控制装置实时监测真空泵与冷阱的工作状态，若出现异常，则控制装置立即向旋转电机以及加热装置发送停止指令，终止旋转蒸发，防止危险事故发生，保护使用者安全。

当旋转蒸发仪的数量为一个以上以阵列形式排列时；控制装置与每个旋转蒸发仪中的真空泵、旋转电机、冷阱、开关电磁阀、真空释放电磁阀以及加热装置建立电连接；控制装置用于控制真空泵、旋转电机、冷阱、开关电磁阀、真空释放电磁阀以及加热装置的启闭，并监测真空泵与冷阱的工作状态；使用时，控制装置首先启动真空泵与冷阱并监测真空泵与冷阱的工作状态，若真空泵与冷阱工作状态正常，则控制装置启动旋转电机以及加热装置；在旋转蒸发的过程中，控制装置实时监测真空泵与冷阱的工作状态，若出现异常，则控制装置立即向旋转电机以及加热装置发送停止指令，终止旋转蒸发；当某一台旋转蒸发仪完成工作时，将该旋转蒸发仪的开关电磁阀置于关闭状态，将真空释放电磁阀置于导通状态，旋转瓶内气压由负压状态恢复到正常大气压状态，此时可以取下旋转瓶，完成旋转蒸发工作。由于该旋转蒸发仪的开关电磁阀处于关闭状态，保证了其它正在工作的旋转蒸发仪继续保持负压正常工作状态。

有益效果：(1)本实用新型采用冷阱代替冷却循环装置，将溶剂蒸汽引入冷阱后进行液化收集，不需要冷却塔以及冷却液的传输，提升了溶剂蒸汽的液化回收效率。

(2)本实用新型在传统旋转蒸发系统的基础上攻克了并联接口技术，实现了在一个真空泵、一个冷阱的配置下，能够并联使用多个旋转蒸发仪，且任意终止其中一个或多个旋转蒸发仪工作，对其它旋转蒸发仪的正常工作不产生影响。

(3)本实用新型使用热液槽对旋转瓶进行加热，热液槽设置溢水口，溢出的热水通过管路回流至水浴锅中，当出现意外断电或关闭电源时，热水可以从热液槽回流至水浴锅中，避免热水持续加热旋转瓶，防止危险事故的发生。

(4)本实用新型还设置有控制装置，控制装置分别对真空泵、冷阱、一个或多个旋转蒸发仪进行控制，若发现异常，控制装置向旋转蒸发仪的旋转电机以及加热装置发送停止指令，终止旋转瓶加热，防止危险事故发生，保护使用者安全。

附图说明

图1为本实用新型背景技术中所述的单旋转瓶旋转蒸发仪的结构示意图；

图2为实施例1中本实用新型的结构简图；

图3为实施例2中本实用新型的结构简图；

图4为实施例3中本实用新型的结构简图；

图5为实施例4中本实用新型的结构简图；

图6为实施例5中本实用新型的结构简图；

其中：1-真空释放电磁阀；2-开关电磁阀；3-第一接口；4-密封接口；5-旋转电机；6-旋转空心轴；7-旋转瓶；8-空心瓶；9-第二接口；10-加热装置；10.1-热液槽；10.2-水泵；10.3-水浴锅；11-缓冲瓶；12-冷阱；13-真空泵；14-手动旋转阀门；15-控制装置。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。

实施例1：参见附图2，一种基于冷阱的旋转蒸发系统，它包括：旋转蒸发仪真空泵13以及冷阱12；

旋转蒸发仪包括：加热装置10、旋转电机5、旋转瓶7、缓冲瓶11以及空心瓶8；旋转电机5的输出连接旋转空心轴6；旋转空心轴6的一端通过第二接口9连接旋转瓶7，旋转空心轴6的另一端插入密封接口4内；密封接口4通过第一接口3与空心瓶8的一个接口连接；空心瓶8的第二接口通过管路连通缓冲瓶11瓶口处三通的一个接口；缓冲瓶11瓶口处三通的另一个接口通过管路连通冷阱12的入气口，冷阱12的出气口与真空泵13的入气口相连通，真空泵13的出气口与大气相通；旋转瓶7置于加热装置10内；旋转蒸发仪还设有令旋转瓶7与大气相通的开关阀。

使用时：将待处理样品放入旋转瓶7内，开关阀处于关闭状态，启动冷阱12及真空泵13，在真空泵13的作用下旋转瓶7内的气压处于负压状态。启动旋转电机5，使旋转瓶7在最适合速度下恒速旋转，旋转瓶7在旋转同时置于加热装置10中恒温加热。旋转瓶7内溶液在负压下状态进行加热、扩散、蒸发，蒸发出的溶剂蒸汽依次经第二接口9、旋转空心轴6、密封接口4、第一接口3、空心瓶8进入缓冲瓶11；进入缓冲瓶11的溶剂蒸汽部分通过连接管路直接进入冷阱12液化收集，部分溶剂蒸汽与缓冲瓶11的内表面接触液化并由缓冲瓶11收集，避免液体回流旋转瓶7中，造成污染。溶剂蒸发完成后，关闭冷阱12、真空泵13、旋转电机5及加热装置10，将开关阀置于导通状态，让旋转瓶7内气压处于正常大气压状态，此时可以取下旋转瓶7。本方案采用冷阱代替冷却循环装置，将溶剂蒸汽引入冷阱12后进行液化收集，不需要冷却塔、不需要冷却液的传输，提升了溶剂蒸汽的液化回收效率。

进一步的，本方案同样适用于多头旋转蒸发仪，即旋转蒸发仪中缓冲瓶11的数量可以为一个或一个以上。

实施例2：参见附图3，为实现批量处理样品的需求，在实施例1的基础上，将旋转蒸发仪的数量设置为两个以上，以阵列形式排列；在每个旋转蒸发仪的缓冲瓶11与冷阱12连通的管路上设有开关电磁阀2。

本方案实现了在配置一个真空泵13、冷阱12的条件下，并联使用多个旋转蒸发仪，且任意终止其中一个或多个旋转蒸发仪工作，对其它旋转蒸发仪的正常工作不产生影响；通过控制每个旋转蒸发仪与冷阱12连通的管路上开关电磁阀2的断通，可以令每个旋转蒸发仪独立保持工作状态。当某一台旋转蒸发仪完成工作时，将该旋转蒸发仪的开关电磁阀2置于关闭状态，将开关阀置于导通状态，让旋转瓶7内气压处于正常大气压状态，此时可以取下旋转瓶7，完成旋转蒸发工作。由于该旋转蒸发仪的开关电磁阀2处于关闭状态，保证了其它正在工作的旋转蒸发仪继续保持负压正常工作状态。

实施例3：参见附图4，在实施例1或2的基础上，对开关阀以及加热装置10做具体限定：

开关阀可使用真空释放电磁阀1或手动旋转阀门14或亦可如图4所示同时设置两种阀门；真空释放电磁阀1设置在缓冲瓶11与开关电磁阀2之间的管路上，手动旋转阀门14直接设置在空心瓶8的第三接口处；通过开启真空释放电磁阀1或手动旋转阀门14均让旋转瓶7内气压处于正常大气压状态；另外，可以通过手动旋转阀门14向旋转瓶7通入注液管，利用注液管向旋转瓶7内加入溶剂。

加热装置10包括：热液槽10.1、水泵10.2以及水浴锅10.3；旋转瓶7置于热液槽10.1内；水浴锅10.3通过水泵10.2向热液槽10.1的底部输送热水；热液槽10.1设有溢水口，溢出的热水通过溢水口回流至水浴锅10.3内。当意外断电或关闭电源时，水泵10.2停止工作，热水从热液槽10.1的底部经水泵10.2回流至水浴锅10.3中，避免了在断电情况下热水持续加热旋转瓶7，防止危险事故的发生。

实施例4：参见附图5，在实施例1或3的基础上，进一步的，旋转蒸发系统还包括：控制装置15；控制装置15可使用处理器或单片机；控制装置15与真空泵13、旋转电机5、冷阱12以及加热装置10建立电连接；控制装置15用于控制真空泵13、旋转电机5、冷阱12以及加热装置10的启闭，并监测真空泵13与冷阱12的工作状态；使用时，控制装置15首先启动真空泵13与冷阱12并监测真空泵13与冷阱12的工作状态，若真空泵13与冷阱12工作状态正常，则控制装置15启动旋转电机5以及加热装置10；在旋转蒸发的过程中，控制装置15实时监测真空泵13与冷阱12的工作状态，若出现异常，则控制装置15立即向旋转电机5以及加热装置10发送停止指令，终止旋转蒸发，防止危险事故发生，保护使用者安全。

实施例5：参见附图6，在实施例2或3的基础上，进一步的，旋转蒸发系统还包括：控制装置15；控制装置15可使用处理器或单片机；当旋转蒸发仪的数量为一个以上以阵列形式排列时，控制装置15与每个旋转蒸发仪中的真空泵13、旋转电机5、冷阱12、开关电磁阀2、真空释放电磁阀1以及加热装置10建立电连接；控制装置15用于控制真空泵13、旋转电机5、冷阱12、开关电磁阀2、真空释放电磁阀1以及加热装置10的启闭，并监测真空泵13与冷阱12的工作状态；使用时，控制装置15首先启动真空泵13与冷阱12并监测真空泵13与冷阱12的工作状态，若真空泵13与冷阱12工作状态正常，则控制装置15启动旋转电机5以及加热装置10；在旋转蒸发的过程中，控制装置15实时监测真空泵13与冷阱12的工作状态，若出现异常，则控制装置15立即向旋转电机5以及加热装置10发送停止指令，终止旋转蒸发；当某一台旋转蒸发仪完成工作时，将控制装置15该旋转蒸发仪的开关电磁阀2置于关闭状态，将真空释放电磁阀1置于导通状态，旋转瓶7内气压由负压状态恢复到正常大气压状态，此时可以取下旋转瓶7，完成旋转蒸发工作。由于该旋转蒸发仪的开关电磁阀2处于关闭状态，保证了其它正在工作的旋转蒸发仪继续保持负压正常工作状态。

综上，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

一种基于冷阱的旋转蒸发系统论文和设计

一种基于冷阱的旋转蒸发系统论文和设计-孙金龙

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

相关信息详情

猜你喜欢