一种水蒸气发生装置的制作方法

本实用新型涉及蒸汽发生技术领域，具体涉及一种水蒸气发生装置。

背景技术：

水蒸气蒸馏是分离和纯化化学实验样品中有机物的常用方法，被处理的样品组成应当同时具备以下条件：不溶或者微溶于水、具有一定的挥发性、在沸腾期间与水长时间共存不会发生化学变化、在100℃左右条件下必须具有大于10mmhg的蒸汽压并且待分离物质与其他物质在100℃左右时具有明显的蒸汽压差。水蒸气蒸馏也是一种用于对热灵敏的样品制备和纯化的技术，也可以用于处理热传递不好的液体样品，局部过热就会直接引起加热。完成水蒸气蒸馏可以通过连续地将水蒸气流过容器中样品混合物。水蒸气携带着混合物中挥发性大的组分分离出来。这种技术非常温和，在蒸馏过程中被蒸馏的材料根本不会加热到比蒸汽的温度还高。在蒸馏过程结束时，蒸汽和分离物质被冷凝。通常此两者是不混溶的并且可形成两相而再被分离。

实验室常用的简易水蒸气发生器结构如图3，通常采用容量为500ml以上的单口长颈圆底烧瓶为盛水容器，瓶口橡胶塞上插入直角弯管为蒸汽导管，玻璃竖管为安全管，使用时采用外加电源对圆底烧瓶进行加热，通常盛水量为容器容积的75％为宜，如果太满，沸腾时水将冲至烧瓶。安全管几乎插到烧瓶底部。当容器内气压太大时，水可以沿着玻管上升，以调节内压。如果系统发生堵塞，水便会从管的上口喷出，此时应当检查圆底烧瓶内的蒸汽导管下口是否被堵塞，若堵塞则停止加热，清洗蒸汽导管使其恢复通畅后再使用。传统的简易水蒸气蒸发装置，具有组装简便、使用方便的优点，但是也存在明显的缺陷，比如水发生器中储水量较少且无法及时补充，易造成蒸馏过程中水蒸气流量不稳定，采用外部加热源加热亦难以较为精确的调节水蒸气流量，且需加热至接近沸点时才有较多水蒸气溢出，加热效率较低。

技术实现要素：

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种水蒸气发生装置，以解决现有技术中存在的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中优选的技术方案采取液压传感器与电磁阀配合使用，能够保证储水槽中的水量供给稳定，为水蒸气流量的稳定输出提供了基础；并采用环绕的电加热器保证加热管的受热均匀，配合导热颗粒加快了蒸发的效率。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的一种水蒸气发生装置，包括底座和储水槽，所述储水槽设置与底座上方，所述储水槽上连接有用于自动进水的进水组件以及用于自动出水的出水组件，所述储水槽的顶部位置连通有加热管，所述加热管与储水槽的连接处安装有隔板，所述隔板的表面开设有若干过水孔，所述加热管内部、位于隔板上方的位置填充有导热颗粒，所述加热管外部环绕设置有加热装置，所述加热装置固定设置于储水槽上方；

所述加热管上端连通有导气管，所述导气管上安装有用以起到安全保护作用的限压保护组件；

所述底座内部设有与限压保护机构电连接的控制器；

所述储水槽的内部安装有与控制器电连接的液压传感器。

采用上述水蒸气发生装置，在使用时，进水组件向储水槽内供水，当水位没过导热颗粒的最上端时，通过液压传感器接收到水压临界值信号，并反馈给控制器，控制器控制加热装置开始加热，由于导热颗粒的存在，使得加热管内导热颗粒缝隙内的水分很容易受热蒸发，实现快速蒸发的目的；当加热管中导热颗粒缝隙内的水量减少时，液压传感器将信号反馈至控制器，控制器控制自动进水组件开启，向储水槽内补充水，可实现储水槽内水量的实时供应，保持水蒸气快速产生，达到流量稳定供给的目的。

限压阀的设置是对紧急情况的避险措施，若因导气管出现堵塞或者其他设备故障导致水蒸气流量增大、导气管内压增大，则限压阀打开自动排气，能够避免危险事故的发生，保证实验设备和操作人员的安全。

作为优选，所述限压保护组件包括与导气管相连通的支管，所述支管上安装有限压阀，所述限压阀与控制器电连接。

作为优选，所述导气管的内部安装有用于滤除水蒸气中杂质的滤膜。

作为优选，所述进水组件包括安装在储水槽侧面上方位置的进水管，所述出水组件包括安装在储水槽侧面下方位置的出水管，所述进水管和出水管上设置有控制水流入以及流出储水槽的电磁阀。

作为优选，所述电磁阀与控制器电连接。

作为优选，所述加热装置的发热源为电加热丝。

作为优选，所述导热颗粒为球形的陶瓷导热颗粒。

作为优选，所述导热颗粒的填充高度为10cm～15cm。

作为优选，所述加热装置的加热区域与导热颗粒的填充高度相匹配。

作为优选，所述加热管与所述储水槽采用螺纹连接，所述加热管与所述导气管采用螺纹连接。

有益效果在于：

1、本实用新型中，采用液压传感器与电磁阀配合使用，保证储水槽中水量供给稳定，为水蒸气流量稳定输出提供了基础，克服了传统水蒸气蒸发装置中无法及时补充水量的缺陷，且设计简便合理，操作安全。

2、本实用新型中优选采用电加热方式对加热管加热，环绕的电加热丝能够保证受热管受热均匀，设置导热颗粒，加快了蒸发效率的同时，有利于精确调节蒸汽流量且使得蒸发速度更加稳定可控。

3、本实用新型中液压传感器和限压阀的设计均用于保证维护装置运行可靠，液压传感器用于检测储水槽中的液压是否在设定值范围内，防止水量过大出现溢流或者水量过小出现蒸气量较少的现象，造成实验结果的偏差。限压阀的设置是对紧急情况的避险措施，若因导气管出现堵塞或者其他设备故障导致水蒸气流量增大、导气管内压增大，则限压阀打开自动排气，能够避免危险事故的发生，保证实验设备和操作人员的安全。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的剖视图；

图3为现有技术中的水蒸气发生装置简图。

附图标记说明如下：

1、底座；2、储水槽；3、液压传感器；4、进水管；5、导气管；6、限压阀；7、支管；8、滤膜；9、加热装置；10、加热管；11、出水管；12、控制器；13、隔板；14、导热颗粒。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。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做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

参见图1-图2所示，本实用新型提供了一种水蒸气发生装置，包括底座1和储水槽2，所述储水槽2设置与底座1上方，所述储水槽2上连接有用于自动进水的进水组件以及用于自动出水的出水组件，所述储水槽2的顶部位置连通有加热管10，所述加热管10与储水槽2的连接处安装有隔板13，所述隔板13的表面开设有若干过水孔，所述加热管10内部、位于隔板13上方的位置填充有导热颗粒14，所述加热管10外部环绕设置有加热装置9，所述加热装置9固定设置于储水槽2上方；

所述加热管10上端连通有导气管5，所述导气管5上安装有用以起到安全保护作用的限压保护组件；

所述底座1内部设有与限压保护机构电连接的控制器12；

所述储水槽2的内部安装有与控制器12电连接的液压传感器3。

限压阀6的设置是对紧急情况的避险措施，若因导气管5出现堵塞或者其他设备故障导致水蒸气流量增大、导气管5内压增大，则限压阀6打开自动排气，能够避免危险事故的发生，保证实验设备和操作人员的安全。

作为可选的实施方式，所述限压保护组件包括与导气管5相连通的支管7，所述支管7上安装有限压阀6，所述限压阀6与控制器12电连接，这样设置一是为了通过支管7将水蒸气导出，二是利用限压阀6来应对紧急情况，当因导气管5出现堵塞或者其他设备故障导致水蒸气流量增大、导气管5内压增大时，限压阀6打开可自动排气，能够避免危险事故的发生，确保实验设备和操作人员的安全。

所述导气管5的内部安装有用于滤除水蒸气中杂质的滤膜8，这样设置能够起到过滤水蒸气中杂质的目的，避免水蒸气中的杂质给实验结果带来偏差。

所述进水组件包括安装在储水槽2侧面上方位置的进水管4，所述出水组件包括安装在储水槽2侧面下方位置的出水管11，所述进水管4和出水管11上设置有控制水流入以及流出储水槽2的电磁阀，电磁阀与控制器12电连接，这样能够实现自动补水和自动出水的目的，减少工作人员的工作量，也能够实现精确补水，提高工作效率。

所述加热装置9的发热源为电加热丝，这样设置有利于保证加热管10的受热均匀，提高加热时的安全系数。

所述导热颗粒14为球形的陶瓷导热颗粒，陶瓷导热颗粒能够加快蒸发效率的同时，有利于精确调节水蒸气流量且使得蒸发速度更加稳定可控。

所述导热颗粒14的填充高度为10cm～15cm。

所述加热装置9的加热区域与导热颗粒14的填充高度相匹配，这样设置是可以保证所有的导热颗粒14在工作时都能够均匀受热，提高稳定性。

所述加热管10与所述储水槽2采用螺纹连接，所述加热管10与所述导气管5采用螺纹连接。

采用上述水蒸气发生装置，在使用时，通过进水管4向储水槽2内供水，当水位没过导热颗粒14的最上端时，通过液压传感器3接收到水压临界值信号，并反馈给控制器12，控制器12控制加热装置9开始加热，由于导热颗粒14的存在，使得加热管10内导热颗粒14缝隙内的水分很容易受热蒸发，实现快速蒸发的目的；当加热管10中导热颗粒14缝隙内的水量减少时，液压传感器3将信号反馈至控制器12，控制器12控制进水管4上的电磁阀开启，向储水槽2内补充水，可实现储水槽2内水量的实时供应，保持水蒸气快速产生，达到流量稳定供给的目的。

采用液压传感器3与电磁阀配合使用，保证储水槽2中水量供给稳定，为水蒸气流量稳定输出提供了基础，克服了传统水蒸气蒸发装置中无法及时补充水量的缺陷，且设计简便合理，操作安全。

采用电加热方式对加热管10加热，环绕的电加热丝能够保证受热管受热均匀，设置导热颗粒14，加快了蒸发效率的同时，有利于精确调节蒸汽流量且使得蒸发速度更加稳定可控。

液压传感器3和限压阀6的设计均用于保证维护装置运行可靠，液压传感器3用于检测储水槽2中的液压是否在设定值范围内，防止水量过大出现溢流或者水量过小出现蒸气量较少的现象，造成实验结果的偏差。限压阀6的设置是对紧急情况的避险措施，若因导气管5出现堵塞或者其他设备故障导致水蒸气流量增大、导气管5内压增大，则限压阀6打开自动排气，能够避免危险事故的发生，保证实验设备和操作人员的安全。

以上所述，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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