水样自动减压蒸发仪的制作方法

1.本实用新型属于科研实验装置技术领域，尤其涉及一种水样自动减压蒸发仪。


背景技术：

2.现有的减压蒸发装置基本上每个步骤都需要人工操作，一次实验需要人员多次重复操作，效率很低。在现有的减压蒸发仪中的装置仅解决了某个实验问题，或者是只是后某个步骤实现了自动操作，其余的很多步骤仍然需要人员进行不少的操作，实验效率仍然不够高。因此，需要一种水样自动减压蒸发仪。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种水样自动减压蒸发仪，从而克服了现有水样自动减压蒸发仪使用过程中水样减压蒸发仪需要人员频繁操作的缺点。
4.为实现上述目的，本实用新型提供了一种水样自动减压蒸发仪，包括：
5.设备支架；
6.设备控制器，其设置在所述设备支架一侧；
7.水浴锅，其设置在所述设备控制器上；
8.旋转系统，其设置在所述设备支架上，且与所述设备控制器电连接；
9.样品瓶，其用于盛放待处理样品，所述样品瓶套接于所述旋转系统上，且作业时所述样品瓶的瓶体大部分浸泡于所述水浴锅中；
10.十字瓶，其右接口与所述样品瓶的进料口连接；
11.冷凝管，其下接口与十字瓶的上接口连接；
12.第一y型管，其包括相互连通的：第一主管、第一左支管以及第一右支管，所述第一主管的一端分别和第一左支管的一端和第一右支管的一端连接，所述第一主管的另一端与冷凝管的上接口连接；
13.第一电子控制气阀，其设置在所述第一右支管上，且与所述设备控制器电连接；
14.第二电子控制气阀，其设置在所述第一左支管上，且与所述设备控制器电连接；
15.第二y型管，其包括相互连通的：第二主管、第二左支管以及第二右支管，所述第二主管的一端分别与第二左支管的一端和第二右支管的一端连接，所述第二主管的另一端与十字瓶的左接口连接；
16.电子真空探测器，其设置在所述第二右支管上，且与所述设备控制器电连接；
17.第三电子控制水阀，其设置在所述第二左支管上，且与所述设备控制器电连接；
18.待测处理样品存储瓶，其用于盛放待处理样品，通过导管经过第三电子控制水阀与第二左支管连接；
19.烧瓶，其用于暂时存放冷凝水，其主接口与十字瓶的下接口连接；
20.封闭式冷凝水存储器，其用于存放冷凝水，所述封闭式冷凝水存储器通过活塞设置两根与封闭式冷凝水存储器相通的导管，分别为第一导管和第二导管，所述第一导管与
第一左支管连接，所述第二导管通过管道与烧瓶的侧接口连接，且所述管道插入所述烧瓶的底部；
21.第三电子控制气阀，其设置在所述第一导管上，且与所述设备控制器电连接；以及
22.第四电子控制水阀，其设置在所述第二导管上，且与所述设备控制器电连接。
23.进一步的，所述冷凝管的冷却水入口通过第一接水管与自来水连接，所述第一接水管上设有第一电子控制水阀，所述第一电子控制水阀与设备控制器电连接。
24.进一步的，所述水浴锅的加水口通过第二接水管与自来水连接，所述第二接水管上设有第二电子控制水阀，所述第二电子控制水阀与设备控制器电连接；所述水浴锅设有水浸探测器，所述水浸探测器与设备控制器电连接。
25.进一步的，所述第一导管与第一左支管设有安全瓶，安全瓶的侧接口与第一左支管连接，安全瓶的上接口与第一导管连接。
26.进一步的，所述烧瓶为双口梨形烧瓶。
27.进一步的，所述冷凝管为蛇形冷凝管。
28.进一步的，所述旋转系统包括电机和扭力转换器，所述电机设置在设备支架上，所述电机与扭力转换器对接，且所述电机与所述设备控制器电连接；所述扭力转换器套接样品瓶，通过电机转动带动扭力转换器带动样品瓶转动。
29.与现有的技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
30.本实用新型所提供的水样自动减压蒸发仪包括：设备控制器、水浴锅、水浸探测器、第一控制器、旋转系统、样品瓶、十字瓶、第一y型管、电子真空探测器、烧瓶、冷凝管、电子压力控制器、封闭式冷凝水存储器、第二y型管道以及安全瓶、第三电子控制气阀以及第四电子控制水阀，通过对设备控制器进行控制，使设备控制器对第三电子控制水阀、第四电子控制水阀、第一电子控制气阀、第二电子控制气阀、第三电子控制气阀以及电子真空探测器的控制，从而实现对真空系统的真空度控制功能以及实验单个周期内样品的自动添加、减压蒸发实验的自动进行，通过设备控制器控制解决了自动减压蒸发仪使用过程中水样减压蒸发仪需要人员频繁操作的缺点。
附图说明
31.为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1是本实用新型的水样自动减压蒸发仪的结构示意图；
33.其中：1、设备控制器；2、水浴锅；3、水浸探测器；4、设备支架；5、电机；6、扭力转换器；7、样品瓶；8、十字瓶；9、冷凝管；10、第一y型管；11、安全瓶；12、第二y型管；13、电子真空探测器；14、待测处理样品存储瓶；15、双口梨形烧瓶；16、封闭式冷凝水存储器；17、第一接水管；18、第二接水管；
34.w1、第一电子控制水阀；w2、第二电子控制水阀；w3、第三电子控制水阀；w4、第四电子控制水阀；
35.c1、第一电子控制气阀；c2、第二电子控制气阀；c3、第三电子控制气阀；
36.a、接自来水；b、接排水；c、接大气；d、接真空泵负压端；e、接待测处理样品。
具体实施方式
37.下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实施新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
38.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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。
39.在本实用新型的描述中,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。对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
40.本实用新型一实施例的水样自动减压蒸发仪包括：设备支架4、设备控制器1、水浴锅2、水浸探测器3、旋转系统、样品瓶7、十字瓶8、冷凝管9、第一y型管10、第一电子控制气阀c1、第二电子控制气阀c2、第二y型管12、电子真空探测器13、第三电子控制水阀w3、待测处理样品存储瓶14、烧瓶、封闭式冷凝水存储器16、第三电子控制气阀c3以及第四电子控制水阀w4；
41.设备控制器1设置在设备支架4一侧；
42.水浴锅2设置在设备控制器1上；
43.水浸探测器3设置在水浴锅2中，且水浸探测器3与设备控制器1电连接；
44.旋转系统设置在设备支架4上，且水浸探测器3与设备控制器1电连接；
45.样品瓶7套接于旋转系统上，且作业时样品瓶7的瓶体大部分浸泡于水浴锅2中，样品瓶7用于盛放待处理样品；
46.十字瓶8的右接口与样品瓶7的进料口连接；
47.冷凝管9的下接口与十字瓶8的上接口连接，冷凝管9用于冷凝样品瓶7蒸发出来的水蒸气，冷凝管9的冷凝液体循环的出口接排水b槽；
48.第一y型管10包括相互连通的：第一主管、第一左支管以及第一右支管，第一主管的一端分别和第一左支管的一端和第一右支管的一端连接，第一主管的另一端与冷凝管9的上接口连接；
49.第一电子控制气阀c1设置在第一右支管上，且第一电子控制气阀c1与设备控制器1电连接，第一电子控制气阀c1用于控制第一右支管与大气的连通，调节水样自动减压蒸发仪内气压恢复到正常水平；
50.第二电子控制气阀c2设置在第一左支管上，且第二电子控制气阀c2与设备控制器
1电连接，第二电子控制气阀c2用于调节系统气压实现水样自动减压蒸发仪达到既定的真空度；
51.第二y型管12包括相互连通的：第二主管、第二左支管以及第二右支管，第二主管的一端分别与第二左支管的一端和第二右支管的一端连接，第二主管的另一端与十字瓶8的左接口连接；
52.电子真空探测器13设置在第二右支管上，且电子真空探测器13与设备控制器1电连接；
53.第三电子控制水阀w3设置在第二左支管上，且第三电子控制水阀w3与设备控制器1电连接，第三电子控制水阀w3用于控制待处理样品添加的开关控制；
54.待测处理样品存储瓶14，通过导管经过第三电子控制水阀w3与第二左支管连接，待测处理样品存储瓶14用于盛放待处理样品；
55.烧瓶的主接口与十字瓶8的下接口连接，烧瓶的侧接口通过导管经过第四电子控制水阀w4与封闭式冷凝水存储器16的第二接口连接，烧瓶用于暂时存放冷凝水；
56.封闭式冷凝水存储器16通过活塞设置两根与封闭式冷凝水存储器16相通的导管，分别为第一导管和第二导管，第一导管与第一左支管连接，第二导管通过管道与烧瓶的侧接口连接，且该管道插入烧瓶的底部，封闭式冷凝水存储器16用于存放冷凝水；
57.第三电子控制气阀c3设置在第一导管上，且第三电子控制气阀c3与设备控制器1电连接，第三电子控制气阀c3用于调节使封闭式冷凝水存储器16内气压使实现负压环境；
58.第四电子控制水阀w4设置在第二导管上，且第四电子控制水阀w4与设备控制器1电连接，第四电子控制水阀w4用于控制冷凝水排出的控制。
59.上述的水样自动减压蒸发仪通过样品瓶7、十字瓶8、冷凝管9、第一y型管10、第一电子控制气阀c1、第二电子控制气阀c2、第二y型管12、电子真空探测器13、第三电子控制水阀w3、待测处理样品存储瓶14、烧瓶、封闭式冷凝水存储器16、第三电子控制气阀c3以及第四电子控制水阀w4形成的真空系统，通过对设备控制器1进行控制，使设备控制器1对第三电子控制水阀w3、第四电子控制水阀w4、第一电子控制气阀c1、第二电子控制气阀c2、第三电子控制气阀c3以及电子真空探测器13的控制，从而实现对真空系统的真空度控制功能以及实验单个周期内样品的自动添加、减压蒸发实验的自动进行、冷凝水自动排出；
60.具体为当实验每一个周期开始系统真空度上升时，第三电子控制水阀w3会自动打开一定的时间，使待处理样品能被吸入样品瓶7中，从而实现待处理样品的自动添加；
61.当实验每一个周期的最后阶段，第一电子控制气阀c1会自动打开，使系统内气压逐渐恢复到常压状态，以便于烧瓶内的暂存冷凝水被吸入到封闭式冷凝水储存器中，从而配合实现冷凝水的自动排出；
62.当实验每一个周期的最后阶段，第三电子控制气阀c3会自动打开，使封闭式冷凝水储存器内出现负压后，第四电子控制水阀w4会自动打开一定的时间，使烧瓶内的暂存冷凝水被吸入到封闭式冷凝水储存器中，从而实现冷凝水的自动排出。
63.其中一个实施例，冷凝管9的冷却水入口通过第一接水管17与自来水连接，第一接水管17上设有第一电子控制水阀w1，第一电子控制水阀w1与设备控制器1电连接，第一电子控制水阀w1用于控制冷凝管9冷却水的开关控制，通过设置设备控制器1自动控制第一电子控制水阀w1，从而实现实验周期内冷却水的自动打开和关闭功能。
64.其中一个实施例，水浴锅2的加水口通过第二接水管18与自来水连接，第二接水管18上设有第二电子控制水阀w2，第二电子控制水阀w2与设备控制器1电连接，第二电子控制水阀w2用于控制水浴水加注的开关控制；水浴锅2设有水浸探测器3，水浸探测器3与设备控制器1电连接；通过设置设备控制器1根据水浸探测器3监测的水位自动控制第二电子控制水阀w2，从而实现水浴水的自动添加。
65.其中一个实施例，第一导管与第一左支管设有安全瓶11，安全瓶11的侧接口与第一左支管（真空泵负压端）连接，安全瓶11的上接口与第一导管连接。
66.其中一个实施例，烧瓶为双口梨形烧瓶15。
67.其中一个实施例，冷凝管9为蛇形冷凝管9。
68.其中一个实施例，旋转系统包括电机5和扭力转换器6，电机5设置在设备支架4上，电机5与扭力转换器6对接，且电机5与设备控制器1电连接；扭力转换器6套接样品瓶7，通过电机5转动带动扭力转换器6带动样品瓶7转动。
69.图1示出了本实用新型最优实施例的水样自动减压蒸发仪包括：设备控制器1、水浴锅2、水浸探测器3、设备支架4、旋转电机5、扭力转换器6、样品瓶7、十字瓶8、冷凝管9、第一y型管10、安全瓶11、第二y型管12、电子真空探测器13、样品瓶7、双口梨形烧瓶15、封闭式冷凝水存储器16、第一电子控制水阀w1、第二电子控制水阀w2、第三电子控制水阀w3、第四电子控制水阀w4、第一电子控制气阀c1、第二电子控制气阀c2以及第三电子控制气阀c3。
70.设备控制器1设置在支架一侧，设备控制器1用于输入所需设置的各种参数；设备控制器1采用的型号为re
‑
52aa
‑
x；
71.水浴锅2设置在设备控制器1上，水浴锅2通过设备控制器1控制水浴锅2中水的温度；
72.电子真空探测器13设置在第二y型管12的第二右支管上，且电子真空探测器13与设备控制器1的信号输入端电连接，用于对整个水样自动减压蒸发仪内的真空度进行探测；电子真空探测器13采用的型号为howhi vmv
‑
1；
73.水浸探测器3设置在水浴锅2中，且水浸探测器3与设备控制器1的信号输入端电连接，水浸探测器3其用于对水浴锅2内的水位进行检测；水浸探测器3采用的型号为003bhs；
74.旋转系统包括电机5和扭力转换器6，扭力转换器6的一端固定在支架上，电机5的转轴与扭力转换器6转动连接，通过电机5带动扭力转换器6转动；
75.样品瓶7用于盛放待处理样品，样品瓶7套接在扭力转换器6上，且样品瓶7的瓶体在工作过程浸泡于水浴锅2水中；样品瓶7为有标准磨口接口的圆底烧瓶；
76.十字瓶8的上接口与冷凝管9的下接口（出水口）连接，十字瓶8的右接口与样品瓶7的进料口连接，十字瓶8的下接口与双口梨形烧瓶15的主接口连接，十字瓶8的左接口与第二y型管12道的第二主管连接；
77.第二y型管12包括相连通的：第二主管、第二左支管以及第二右支管，第二主管一端分别连接第二左支管的一端和第二右支管的一端，第二主管的另一端与十字瓶8的左接口连接，第二右支管与电子真空探测器13连接，第二左支管通过第三电子控制水阀w3与待测处理样品的连接管连接；第二y型管12用于检测系统真空度并对样品瓶7增加待处理样品；
78.电子真空探测器13设置在第二y型管12的第二右支管上，且电子真空探测器13与
设备控制器1的信号输入端电连接，电子真空探测器13用于对整个水样自动减压蒸发仪内的真空度进行探测；电子真空探测器13采用的型号为howhi vmv
‑
1；
79.冷凝管9的顶部设置在支架上，冷凝管9的下接口与十字瓶8的上接口连接；冷凝管9为蛇形冷凝管9，蛇形冷凝管9的冷凝液体循环的入口与第一接水管17连接，第一接水管17用于接自来水a，第一接水管17上设有第一电子控制水阀w1，第一电子控制水阀w1与设备控制器1电连接，蛇形冷凝管9的冷凝液体循环的出口接排水b槽；
80.封闭式冷凝水存储器采用广口瓶，封闭式冷凝水存储器16通过活塞设置两根与封闭式冷凝水存储器16相通的导管对该广口瓶进行密封、排气和导入冷凝水，两根导管分别为第一导管和第二导管，第一导管经过第三电子压力控制器与真空泵链接，第二导管通过第四电子控制水阀w4与双口梨形烧瓶15的侧接口连接（即与双口梨形烧瓶15的出口连接），封闭式冷凝水存储器16用于储存被蒸发的冷凝液；
81.第一电子控制水阀w1用于控制冷凝管9冷却水的开关控制，第一电子控制水阀w1设置在冷凝管9冷却水入口和自来水之间的第一接水管17上，且第一电子控制水阀w1与设备控制器1电连接；设备控制器1根据设置控制第一电子控制水阀w1的开关，当仪器在工作状态时，第一电子控制水阀w1会自动打开，工作结束后自动关闭，从而实现自动开关；第一电子控制水阀w1采用的型号为wfs
‑
e
‑
b011；
82.第二电子控制水阀w2用于控制水浴水加注的开关控制，第二电子控制水阀w2设置在水浴锅2加水口和自来水之间的第二接水管18上，且第二电子控制水阀w2与设备控制器1电连接；设备控制器1根据水浸探测器3探测的水位信号控制第一控制器的打开，从而对水浴锅2进行加水，当水浴锅2给的水浸探测器3探测到水位达到预定高度后，设备控制器1控制第一控制器关闭，从而实现自动添加；第二电子控制水阀w2采用的型号为wfs
‑
e
‑
b011；
83.第三电子控制水阀w3用于控制待处理样品添加的开关控制，第三电子控制水阀w3设置在第二y型管12的第二左支管上，且第三电子控制水阀w3与设备控制器1电连接；设备控制器1根据设定控制第三电子控制水阀w3的开关，当实验每一个周期开始系统真空度上升时，第三电子控制水阀w3会自动打开一定的时间，使待处理样品能被吸入样品瓶7中，从而实现待处理样品的自动添加；第三电子控制水阀w3采用的型号为wfs
‑
e
‑
b011；
84.第四电子控制水阀w4用于控制冷凝水排出的开关控制，第四电子控制水阀w4设置在封闭式冷凝水存储器16第二接口与双口梨形烧瓶15侧接口之间的第二导管上，且第四电子控制水阀w4与设备控制器1电连接；设备控制器1根据设定控制第四电子控制水阀w4的开关，当实验每一个周期的最后阶段，第三电子控制气阀c3会自动打开，使封闭式冷凝水储存器内出现负压后，第四电子控制水阀w4会自动打开一定的时间，使双口梨形烧瓶15内的暂存冷凝水被吸入到封闭式冷凝水储存器中，从而实现冷凝水的自动排出；第四电子控制水阀w4采用的型号为wfs
‑
e
‑
b011；
85.第一电子控制气阀c1用于调节系统气压恢复到正常水平，第一电子控制气阀c1设置在第一y型管10的第一右支管上；设备控制器1根据设定控制第一电子控制气阀c1的开关，当实验每一个周期的最后阶段，第一电子控制气阀c1会自动打开，使系统内气压逐渐恢复到常压状态，以便于双口梨形烧瓶15内的暂存冷凝水被吸入到封闭式冷凝水储存器中，从而配合实现冷凝水的自动排出；第一电子控制气阀c1采用的型号为fc
‑
3l13.0；
86.第二电子控制气阀c2用于调节系统气压实现系统达到既定的真空度，第二电子控
制气阀c2设置在第一y型管10的第一左支管上；设备控制器1根据设定控制第二电子控制气阀c2的开关，当实验每一个周期开始时直至第一电子控制气阀c1打开前，第二电子控制气阀c2会自动打开，使系统内气压能达到既定的负压值，使实验得以进行；第二电子控制气阀c2采用的型号为fc
‑
3l13.0；
87.第三电子控制气阀c3用于调节封闭式冷凝水存储器16内气压使实现负压环境，第三电子控制气阀c3设置在真空泵与封闭式冷凝水存储器16第一接口之间；设备控制器1根据设定控制第三电子控制气阀c3的开关，当实验每一个周期的最后阶段，第三电子控制气阀c3会自动打开，使封闭式冷凝水储存器内的气压降低，从而使双口梨形烧瓶15内的暂存冷凝水被吸入到封闭式冷凝水储存器中，从而配合实现冷凝水的自动排出；第三电子控制气阀c3采用的型号为fc
‑
3l13.0；
88.对本实用新型水样自动减压蒸发仪的操作方法进行详细说明，以使本领域技术人员更了解本实用新型：
89.使用前，对水样自动减压蒸发仪进行清洁，包括样品涉及到的全部器皿和管路，预防样品受到污染。
90.清洁后连接设备管路和装置，检查水样自动减压蒸发仪内可达到的真空度，检查水样自动减压蒸发仪的各个机械功能的工作情况，将待测处理样品放置在待测处理样品存储瓶14中，待测处理样品存储瓶14通过导管与第一左支管连接。
91.在设备上设置实验周期工作次数和工作参数，工作参数包括：
92.n—工作周次次数，次；
93.l0—加入样品体积数，l；
94.k0—加热温度，
°
；
95.a0—系统真空度，mpa；
96.r0—样品瓶7转速，r/s；
97.t0—达到既定真空度后持续时间，s；
98.每一个实验周期有以下几个步骤：
99.s1、开始蒸发工作，设备控制器1控制第一电子控制气阀c1、第二电子控制气阀c2、第三电子控制气阀c3和第三电子控制水阀w3、第四电子控制水阀w4自动添加样品量l0，水浴锅2进行工加热水浴水到温度k0，真空度调节到a0，样品瓶7旋转速度调节到r0，工作时间t0分钟后执行单片机预先植入程序，通过控制第一电子控制气阀c1、第二电子控制气阀c2、第三电子控制气阀c3和第四电子控制水阀w4，自动将双口梨形烧瓶15中暂存的冷凝水排出到封闭式冷凝水存储器16中，然后进行（n
‑
1）次返回s1循环作业，当n值为0时进行s2步骤；
100.s2、执行设定程序，缓慢打开第一电子控制气阀c1；关闭水浴加热装置、电机5、第一电子控制水阀w1、第二电子控制水阀w2、第三电子控制水阀w3、第四电子控制水阀w4、第二电子控制气阀c2、第三电子控制气阀c3，水样自动减压蒸发仪内部逐渐调节气压恢复到正常水平，水浴水自动添加、冷却水自动打开等功能关闭。蒸发工作结束。
101.综上，本实用新型一种水样自动减压蒸发仪，通过对设备控制器设置各种参数，使减压蒸发浓缩实验按照程序自动进行，最大限度地减少人员操作。实验者仅需要安装好设备，接好相关装置，设置好参数便可让实验按照设置要求自动完成。从而解决了现有水样减压蒸发仪需要人员频繁操作的缺点，实现整个实验的自动完成，同样能够解决水浴水添加、
冷凝水排除、样品添加的缺点。
102.以上所揭露的仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。