离子液体提纯装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及化工设备技术领域,具体涉及一种离子液体提纯装置,同时还涉及这种离子液体提纯装置的使用方法。
背景技术
离子液体是由特定阳离子和阴离子构成的在室温或近于室温下呈液态的离子化合物,在这种液体中只有阴、阳离子,没有中性分子。离子液体以其无可测蒸气压、可循环使用、无环境污染等优点,成为一种传统溶剂的理想替代品,越来越引起人们的重视。20世纪年代中期以来,在世界范围内掀起了研究离子液体的热潮。人们发现,离子液体给化学研究开辟了一个全新的领域,它不仅在电化学、有机合成、生物化学、催化、分离等方面具有独特的作用,而且伴随着绿色化学概念的提出,离子液体有望给面临全球环境安全问题的现代工业带来突破性的进展。
离子液体是一种良溶剂,可以溶解很多种类的有机物,因此,离子液体的纯度一直是科研工作者高度关注的一个难题。目前,对于离子液体的提纯,主要还是使用旋转蒸发仪,通过一边旋转、一边加热,从而在蒸发瓶内形成液膜,扩大了蒸发面积,利于瓶内溶液扩散蒸发。现有的旋转蒸发仪,存在的一个问题是,对于同一种型号的蒸发瓶,其内部用于形成液膜的面积无法增大,从而蒸发提纯效率无法进一步提升。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种离子液体提纯装置及其使用方法,以提高提纯效率。
为了实现上述目的,作为本发明的第一方面,提供一种离子液体提纯装置,包括蒸发瓶和旋转驱动装置,所述蒸发瓶包括瓶体和瓶颈,还包括设置在所述蒸发瓶内的蒸发装置,所述蒸发装置包括:
设置在所述瓶颈内的支撑机构,所述支撑机构包括支撑座,所述支撑座上开有让蒸汽通过的通道;
一端与所述支撑座固定连接、另一端向所述瓶体内延伸的连杆;
固定设置在所述连杆的所述另一端的连接板;
滑动设置在所述连杆上的连接环,所述连接环沿所述连杆的延伸方向滑动;
一端与所述支撑座转动连接、另一端与所述连接板转动连接的调节螺杆,所述调节螺杆的所述一端向所述蒸发瓶的瓶口方向延伸,所述调节螺杆与所述连接环螺纹连接;
固定设置在所述调节螺杆的所述一端的第一手柄;以及
多个设置在所述连接板和所述连接环的外围的蒸发板,所述蒸发板的两端分别与所述连接板和所述连接环固定连接。
进一步地,所述蒸发板上设置有多个漏液孔。
进一步地,所述支撑座的中部开有第一通孔,所述连杆的中部开有与所述第一通孔连通的第二通孔,所述第二通孔与所述第一通孔同轴,所述连杆上还开有多个绕所述第二通孔分布的第一滑槽,所述第一滑槽与所述第二通孔连通,所述调节螺杆设置在所述第一通孔和所述第二通孔中,所述连接环包括设置在所述第二通孔内、且与所述调节螺杆螺纹连接的基体部、一端与所述基体部连接、另一端穿过所述第一滑槽的连接臂、以及与所述连接臂的所述另一端连接的环体。
进一步地,所述支撑机构还包括:
多个设置在所述支撑座外围的支撑块,所述支撑块可沿所述支撑座的径向方向滑动,所述支撑块的外表面为与所述瓶颈内壁相适应的曲面;
设置在所述支撑座上的压簧,所述压簧的一端与所述支撑座抵接、另一端与所述支撑块的内侧抵接;以及
设置在所述支撑块的内侧的复位杆,所述复位杆与所述支撑块连接。
进一步地,所述支撑座上设置有呈环形的第二滑槽、沿径向方向与所述第二滑槽连通的盲孔以及与所述盲孔连通的第三滑槽,所述支撑块滑动设置在所述第二滑槽内,所述盲孔内滑动设置有导向杆和所述压簧,所述导向杆的外端与所述支撑块固定连接,所述导向杆的内端与所述压簧抵接,所述复位杆的一端穿过所述第三滑槽后与所述导向杆的内端固定连接,所述复位杆在所述第三滑槽内滑动。
进一步地,所述支撑机构还包括第二手柄,所述第二手柄包括板体、设置在所述板体中部的定位柱和套设在板体外的套体,所述板体通过磁力吸引力与所述第一手柄固定连接,所述定位柱的横截面为正多边形,所述套体的内壁沿周向设置有多个与所述复位杆相对应的凸起部,所述第一手柄的中部开有可让所述定位柱插入的定位孔,所述定位孔与所述定位柱相适应。
进一步地,所述瓶颈内壁设有磨砂部,所述支撑座固定在所述磨砂部上。
作为本发明的第二方面,本发明还提供上述离子液体提纯装置的使用方法,包括以下步骤:
S1、蒸发瓶的安装阶段
S101、向所述蒸发瓶内注入一定量的待提纯的离子液体;
S102、通过支撑机构将蒸发装置固定在蒸发瓶内;
S103、转动第一手柄,使连接环向靠近连接板的方向移动一段距离,从而使得蒸发板由平坦状变成拱起状;
S104、将蒸发瓶安装在旋转驱动装置上;
S2、蒸发瓶的拆卸阶段
S201、将蒸发瓶从旋转驱动装置上取下;
S202、转动第一手柄,使连接环向远离连接板的方向移动一段距离,从而使得蒸发板由拱起状恢复平坦状;
S203、将蒸发装置从蒸发瓶中取出。
本发明的有益效果:本发明通过在传统的旋转蒸发仪上增加了可安装到蒸发瓶内的蒸发装置,蒸发装置上具有可使其移动以改变形状,进而可以与待蒸发提纯的离子液体接触的蒸发板,从而蒸发瓶内可形成的液膜的总面积增加,进而蒸发提纯效率得到了提高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中,类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中,各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明一实施例提供的离子液体提纯装置的结构示意图;
图2为一个实施例中的蒸发装置的主视图;
图3为图2中的B-B面剖视图;
图4为图2中的一个部分半剖示意图;
图5为另一个实施例中蒸发装置安装到蒸发瓶中的结构示意图;
图6为图5中的蒸发装置的立体图。
附图标记:
10-蒸发瓶;
20-蒸发装置;
30-支撑机构、31-支撑座、311-通道、312-第一通孔、313-第二滑槽、314-盲孔、315-第三滑槽、32-支撑块、33-导向杆、34-压簧、35-复位杆、36-第二手柄、361-板体、362-定位柱、363-套体、364-凸起部;
40-连杆、41-第二通孔、42-第一滑槽;
50-调节螺杆、51-第一手柄、511-定位孔;
60-连接板;
70-连接环、71-基体部、72-连接臂、73-环体;
80-蒸发板、81-漏液孔;
901-机架、902-旋转驱动装置、903-冷凝装置、904-浴锅、905-接收瓶。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是,除非另有说明,本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述,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发明的限制。
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。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;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。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
如图1-6所示,本实施例提供一种离子液体提纯装置,包括机架901、蒸发瓶10、旋转驱动装置902、冷凝装置903、接收瓶905、浴锅904和可固定在蒸发瓶10内的蒸发装置20,蒸发瓶10包括瓶体和瓶颈。
蒸发装置20包括支撑机构30、连杆40、连接板60、连接环70、调节螺杆50、第一手柄51和蒸发板80。
支撑机构30安装在瓶颈内,并且固定在瓶颈内,其至少包括支撑座31,支撑座31上开有让蒸汽通过的通道311。当支撑机构30仅包括支撑座31时,支撑座31为圆柱形,可以插入到瓶颈内,并通过与瓶颈内壁之间的摩擦力固定在瓶颈内。
连杆40的上端与支撑座31固定连接、下端向瓶体内延伸,连杆40与支撑座31同轴设置。在连杆40的下端固定有上述连接板60,连接板60的直径大于连杆40的直径、小于瓶颈的内径。
连接环70滑动设置在连杆40上,且沿连杆40的延伸方向滑动。
调节螺杆50与连杆40平行设置,调节螺杆50的上下两端分别与支撑座31和连接板60转动连接,调节螺杆50穿过连接环70、且与连接环70螺纹连接。调节螺杆50的上端向蒸发瓶10的瓶口方向延伸一端距离,以便安装第一手柄51。
在连接板60和连接环70的外围安装有多块蒸发板80,优选多块蒸发板80沿连接环70的周向均匀分布,蒸发板80的两端分别与连接板60和连接环70固定连接。
在本实施例中,离子液体提纯装置的使用方法如下,至少包括以下步骤:
S1、蒸发瓶10的安装阶段
S101、向蒸发瓶10内注入一定量的待提纯的离子液体。
S102、通过支撑机构30将蒸发装置20固定在蒸发瓶10内。
S103、转动第一手柄51,使连接环70向靠近连接板60的方向移动一段距离,从而使得蒸发板80由平坦状变成拱起状。
S104、将蒸发瓶10安装在旋转驱动装置902上,并使得蒸发瓶10处于倾斜位置,在该位置状态下,蒸发瓶10内的代提纯的离子液体始终与部分蒸发板80接触,从而蒸发板80表面不断地形成液膜,提高了蒸发瓶10内可形成的液膜的总面积,进而提高了蒸发提纯效率。
S2、蒸发瓶10的拆卸阶段
S201、将蒸发瓶10从旋转驱动装置902上取下。
S202、转动第一手柄51,使连接环70向远离连接板60的方向移动一段距离,从而使得蒸发板80由拱起状恢复平坦状,以使蒸发板80能通过瓶颈。
S203、将蒸发装置20从蒸发瓶10中取出。
在一个实施例中,蒸发板80上设置有多个漏液孔81,漏液孔81能促进液膜的形成。
在一个实施例中,支撑座31的中部开有第一通孔312,连杆40的中部开有与第一通孔312连通的第二通孔41,第二通孔41与第一通孔312同轴,第二通孔41的内径大于第一通孔312的内径。连杆40上还开有多个绕第二通孔41分布的第一滑槽42,第一滑槽42与第二通孔41连通,第一滑槽42沿连杆40的延伸方向延伸一定长度,调节螺杆50设置在第一通孔312和第二通孔41中。连接环70包括设置在第二通孔41内、且与调节螺杆50螺纹连接的基体部71、一端与基体部71连接、另一端穿过第一滑槽42的连接臂72、以及与连接臂72的另一端连接的环体73,连接臂72与第一滑槽42一一对应设置。上述设置,结构更紧凑和合理。
在一个实施例中,支撑机构30还包括支撑块32、压簧34和复位杆35。在支撑座31的外围安装有多块支撑块32,支撑块32与支撑座31滑动连接,并且可沿支撑座31的径向方向滑动,支撑块32的外表面为与瓶颈内壁相适应的曲面。压簧34安装在支撑座31上,压簧34的数量与支撑块32的数量一致,压簧34的一端与支撑座31抵接、另一端与支撑块32的内侧抵接。压簧34使支撑块32保持远离支撑座31的局势。复位杆35固定在支撑块32的内侧,通过拨动复位杆35可以使支撑块32克服压簧34的作用力而向靠近支撑座31的方向移动。
在本实施例中,将蒸发装置20安装到蒸发瓶10之前,先拨动多个复位杆35,以使多块支撑块32靠近支撑座31,从而能够轻易地将支撑机构30放入到瓶颈,然后松开复位杆35,在压簧34的作用下,支撑块32与瓶颈内壁抵接,从而固定在瓶颈内壁。这样设置,方便将支撑机构30安装在蒸发瓶10内以及从蒸发瓶10内取下。
在一个实施例中,支撑座31上设置有呈环形的第二滑槽313、沿径向方向与第二滑槽313连通的盲孔314以及与盲孔314连通的第三滑槽315,盲孔314的刷领与支撑块32的数量一致,在每个盲孔314上开有一个第三滑槽315。支撑块32滑动设置在第二滑槽313内,盲孔314内滑动设置有导向杆33和压簧34,导向杆33的外端与支撑块32固定连接,导向杆33的内端与压簧34抵接,复位杆35的一端穿过第三滑槽315后与导向杆33的内端固定连接,复位杆35在第三滑槽315内滑动。通过导向杆33将复位杆35与支撑块32连接,并且将复位杆35和压簧34安装在盲孔314内,从而支撑机构30的结构隐蔽性好,这样设置更合理。
在一个实施例中,支撑机构30还包括第二手柄36,第二手柄36包括板体361、设置在板体361中部的定位柱362和套设在板体361外的套体363,板体361通过磁力吸引力与第一手柄51固定连接。套体363的内壁沿周向设置有多个与复位杆35相对应的凸起部364,第一手柄51的中部开有可让定位柱362插入的定位孔511。定位柱362的横截面为正多边形,优选为正六边形,相应地,定位孔511则为内六角孔。将定位柱362插入定位孔511后,向下按压第二手柄36,使得第二手柄36通过磁力与第一手柄51吸附在一起,优选第一手柄51和第二手柄36的吸附力大于整个蒸发装置20的重力,从而可以通过第二手柄36将整个蒸发装置20从蒸发瓶10中取出。第二手柄36转动过程中,通过凸起部364可以带动复位杆35移动,从而实现对复位杆35的操作。转动第二手柄36后,由于第二手柄36会带动第一手柄51转动,由于第一手柄51与连接环70螺纹连接,在螺纹连接的自锁作用力下,第二手柄36会保持在转动后的位置不动,从而保证复位杆35处于合适的位置,这样设计结构巧妙、操作方便。由于第二手柄36与第一手柄51之间可拆卸,因此,当通过第二手柄36的操作使得支撑机构30固定在瓶颈内之后,取下第二手柄36,从而可以进行第一手柄51的转动操作。
在本实施例中,离子液体提纯装置的使用方法至少包括以下步骤:
S1、蒸发瓶10的安装阶段
S101、向蒸发瓶10内注入一定量的待提纯的离子液体。
S102、将第二手柄36与第一手柄51连接,转动第二手柄36,使复位杆35将支撑块32向支撑座31的中心处拉动。
S103、将蒸发装置20放入到蒸发瓶10内,当支撑块32处于瓶颈内时,反向转动第二手柄36,向外释放复位杆35,使支撑块32与瓶颈内表面抵接,取下第二手柄36。
S104、转动第一手柄51,使连接环70向靠近连接板60的方向移动一段距离,从而使得蒸发板80由平坦状变成拱起状。
S105、将蒸发瓶10安装在旋转驱动装置902上,并使得蒸发瓶10处于倾斜位置,在该位置状态下,蒸发瓶10内的代提纯的离子液体始终与部分蒸发板80接触,从而蒸发板80表面不断地形成液膜,提高了蒸发瓶10内可形成的液膜的总面积,进而提高了蒸发提纯效率。
S2、蒸发瓶10的拆卸阶段
S201、将蒸发瓶10从旋转驱动装置902上取下。
S202、转动第一手柄51,使连接环70向远离连接板60的方向移动一段距离,从而使得蒸发板80由拱起状恢复平坦状,以使蒸发板80能通过瓶颈。
S203、将第二手柄36与第一手柄51连接,转动第二手柄36,使复位杆35将支撑块32向支撑座31的中心处拉动,进而使支撑块32与瓶颈内表面脱离接触;
S204、将蒸发装置20从蒸发瓶10中取出。
在一个实施例中,瓶颈内壁设有磨砂部,支撑座31固定在磨砂部上。这样设置,支撑块32与磨砂部之间的静摩擦力更大,固定更牢靠。
本发明的说明书中,说明了大量具体细节。然而,能够理解,本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中,并未详细示出公知的方法、结构和技术,以便不模糊对本说明书的理解。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。