[发明专利]一种与实验室旋转蒸发仪配套的简易水循环装置

说明书

技术领域

本发明属于实验室装置，涉及一种实验室旋转蒸发仪配套的简易水循环装置，应用于水或其它液体作为冷却剂时的一种冷却水回流再利用装置。

背景技术

水是自然资源的重要组成部分，是所有生物的结构组成和生命活动的主要物质基础。从全球范围讲，水是连接所有生态系统的纽带，自然生态系统既能控制水的流动又能不断促使水的净化和循环。因此水在自然环境中，对于生物和人类的生存来说具有决定性的意义。

据水文地理学家的估算，地球上的水资源总量约为13.8亿立方公里，其中97.5％是海水（13.45亿立方公里）。淡水只占2.5％，其中绝大部分为极地冰雪冰川和地下水，适宜人类享用的仅为0.01％。20世纪，世界人口增加了两倍，而人类用水增加了5倍。世界上许多国家正面临水资源危机：12亿人用水短缺，30亿人缺乏用水卫生设施，每年有300万到400万人死于和水有关的疾病。到2025年，水危机将蔓延到48个国家，35亿人为水所困。水资源危机带来的生态系统恶化和生物多样性破坏，也将严重威胁人类生存。

目前，对于水资源的浪费问题已经引起社会高度关注，我国也在加紧资源节约型，环境友好型社会的建设。实验室内水资源的浪费问题，往往为人们所忽略。在一般的化学实验室中，常涉及物质的提纯与浓缩，而旋转蒸发仪就是在实验室条件下提纯浓缩化合物常用的仪器之一。目前，旋转蒸发仪主要用于在减压条件下连续蒸馏大量易挥发性溶剂，基本原理就是减压蒸馏，当溶剂蒸馏时，蒸馏烧瓶在连续转动，蛇形冷凝管一般通水以热交换，使被蒸发的有机溶剂液化回到接收瓶。但目前用以热交换的冷却水是单向流动，即直接从自来水龙头接入，然后经热交换后直接排入下水道。以6 ml/s流速保守估计，一个小时的运行时间就可消耗掉约22 L水。假定蒸馏500 ml乙醇溶液，乙醇在真空条件下的气化温度约50 ℃，液化后温度约为25 ℃，则此过程交换的热量为23.67 KJ,以水为冷却剂，假设冷却过程中水温上升了5 ℃，则需要水量大概在1.13 L，而且保守估计传统方法消耗的实际水量是理论的20倍以上。旋转蒸发仪所用冷却水仅仅只是用作热交换，并未受到污染，直接排入下水道造成极大的浪费。造成这个现象的主要原因是市场上的冷却水循环装置都配备回流水的冷却装置，需要相对独立的冷却系统，设备比较复杂，售价都在几千甚至上万元。但是，对于一般的实验室用旋转蒸发仪而言，其价值也不过几千元。因此，考虑到短期成本为该装置去购买市场上的冷却水循环装置并不合算，所以也就造成了目前的状况。开发出能合理回收冷却水进行再利用，对于水资源的合理利用具有重要意义。

设计一款能够将冷却水回流重复利用的循环系统对实验室节约用水意义重大，该装置应符合以下要求：（1）能使冷却水循环使用；（2）根据蒸馏不同的溶剂合理调节流速，满足热交换的需要。（3）价格合理，利于推广。

发明内容

本发明提供一种与实验室旋转蒸发仪配套的简易水循环装置，由回流管、悬挂杆扣、悬挂杆、温度计探头、回流水缓冲池、温度显示器、变压器、调速器、水泵、出水管、储水箱、滤头组成，回流管与回流水缓冲池连接，悬挂杆与回流水缓冲池固接，并通过悬挂杆扣将悬挂杆与储水箱固定，温度计探头插入回流水缓冲池，并通过电线连接温度显示器，温度显示器、变压器、调速器和水泵固定安装在储水箱上面，水泵、调速器和变压器通过电线连接，水泵通过出水管连接滤头，回流水缓冲池和连接滤头位于储水箱内，储水箱容积大于5L，且为带盖的立方体容器。

回流水缓冲池的上面为两边开有左出水口和右出水口，中间开有回流管入口和温度计探头插口，温度计探头通过温度计探头插口插入回流水缓冲池中，悬挂杆固定于回流水缓冲池的中心位置，保持回流水缓冲池平面与储水箱平面一致。悬挂杆刻有凹槽，便于调节回流水缓冲池在储水箱里的位置。

由回流管将水冷凝从旋转蒸发仪回收输入到回流水缓冲池，由出水管将储水箱中的水输入到旋转蒸发仪中，通过水泵的工作形成一个水循环系统。

回流水缓冲池是一个短暂储存回流水的装置，该装置初始位置在储水箱液面以上，回流水充满回流水缓冲池后从左出水口和右出水口流出，插入回流水缓冲池中的温度计探头4即可测定回流水缓冲池的回流水温度，通过调节悬挂杆调节回流水缓冲池的位置，使回流水缓冲池没入储水箱的液面，待温度显示器显示稳定后即可测定储水箱中的水温，若再测定回流水温度，只需调节悬挂杆，将缓冲池提出液面以上，待温度显示器显示稳定后即可测定回流水温。通过调节回流水缓冲池的位置，可以动态监测回流水温度。