一種濃硫酸稀釋用攪拌瓶設(shè)計(jì)

吳丹

摘 要：本文主要論述一種濃硫酸稀釋用攪拌瓶的設(shè)計(jì)，其特征是：包括混合瓶、上蓋、攪拌器、儲(chǔ)液瓶和緩沖瓶，混合瓶上端扣合上蓋，上蓋嵌入一輸送管，該輸送管與所述緩沖瓶連通，輸送管位于混合瓶液面上方的下端部制出多個(gè)方向的出液管，每個(gè)出液管傾斜的下端部靠近混合瓶的內(nèi)壁，所述緩沖瓶的端蓋中嵌入儲(chǔ)液瓶下端的出口管，在出口管上設(shè)置一調(diào)節(jié)閥，儲(chǔ)液瓶上端設(shè)置一保護(hù)蓋，在混合瓶?jī)?nèi)設(shè)置所述攪拌器。

關(guān)鍵詞：攪拌瓶；混合瓶；上蓋；攪拌器；儲(chǔ)液瓶；緩沖瓶

中圖分類(lèi)號(hào)：G633 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 前言

本文所述的這種濃硫酸稀釋用攪拌瓶，其主要滿(mǎn)足以下要求：（1）攪拌器的轉(zhuǎn)軸嵌入上蓋的耐磨密封套內(nèi)，其上端伸出上蓋上方并由電機(jī)連接的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，其下端位于混合瓶?jī)?nèi)底部且安裝有多個(gè)槳葉；（2）在上蓋上嵌入一個(gè)排氣管下端，該排氣管上端連通一個(gè)盛裝有碳酸鈣的廢氣處理瓶；（3）混合瓶下端嵌入一循環(huán)水套內(nèi)，該循環(huán)水套一側(cè)側(cè)壁下方設(shè)置進(jìn)水口，該循環(huán)水套另一側(cè)側(cè)壁上方設(shè)置出水口。

1 技術(shù)領(lǐng)域及研究背景

本設(shè)計(jì)涉及濃硫酸稀釋設(shè)備改進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種濃硫酸稀釋用攪拌瓶。濃硫酸是中學(xué)實(shí)驗(yàn)中必備的一種試劑，但使用時(shí)需要按照實(shí)驗(yàn)要求將濃硫酸稀釋成不同濃度的稀硫酸，操作時(shí)，應(yīng)該將盛裝濃硫酸容器的出口靠在玻璃棒上，然后使玻璃棒傾斜放置在盛裝清水的容器內(nèi)，使?jié)饬蛩崧氐谷肭逅?，由于濃硫酸在稀釋過(guò)程中會(huì)放出大量的熱量，所以?xún)A倒一段時(shí)間后需要停下來(lái)進(jìn)行攪拌，使清水充分的吸收濃硫酸稀釋過(guò)程中放出的熱量，避免局部放熱過(guò)大。在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)，上述方法操作煩瑣，耗時(shí)比較長(zhǎng)，而且濃硫酸放出的熱量集中在清水中，散熱的效果不是很好。

2 設(shè)計(jì)內(nèi)容

本設(shè)計(jì)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有緩沖瓶調(diào)節(jié)流量、具有多個(gè)出口輸送濃硫酸且具有循環(huán)水套的一種濃硫酸稀釋用攪拌瓶。

2.1 采取的技術(shù)方案

這種濃硫酸稀釋用攪拌瓶包括混合瓶、上蓋、攪拌器、儲(chǔ)液瓶和緩沖瓶，混合瓶上端扣合上蓋，上蓋嵌入一輸送管，該輸送管與所述緩沖瓶連通，輸送管位于混合瓶液面上方的下端部制出多個(gè)方向的出液管，每個(gè)出液管傾斜的下端部靠近混合瓶的內(nèi)壁，所述緩沖瓶的端蓋中嵌入儲(chǔ)液瓶下端的出口管，在出口管上設(shè)置一調(diào)節(jié)閥，儲(chǔ)液瓶上端設(shè)置一保護(hù)蓋，在混合瓶?jī)?nèi)設(shè)置所述攪拌器。

所述攪拌器的轉(zhuǎn)軸嵌入上蓋的耐磨密封套內(nèi)，其上端伸出上蓋上方并由電機(jī)連接的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，其下端位于混合瓶?jī)?nèi)底部且安裝有多個(gè)槳葉。在上蓋上嵌入一個(gè)排氣管下端，該排氣管上端連通一個(gè)盛裝有碳酸鈣的廢氣處理瓶。混合瓶下端嵌入一循環(huán)水套內(nèi)，該循環(huán)水套一側(cè)側(cè)壁下方設(shè)置進(jìn)水口，該循環(huán)水套另一側(cè)側(cè)壁上方設(shè)置出水口。

2.2 優(yōu)點(diǎn)和積極效果

設(shè)計(jì)中，在上蓋上嵌入一緩沖瓶，該緩沖瓶位于混合瓶?jī)?nèi)液面上方的下端沿軸向設(shè)置多個(gè)出液管，每個(gè)出液管均傾斜設(shè)置，每個(gè)出液管的下端靠近側(cè)壁且多個(gè)出液管下端開(kāi)口的豎直高度不同，儲(chǔ)液瓶里的濃硫酸在調(diào)節(jié)閥的控制下流入緩沖瓶，然后經(jīng)過(guò)多個(gè)出液管流入清水中，各結(jié)構(gòu)配合能使?jié)饬蛩岬牧魉俳档偷髁吭龃?，而且分散在清水中不同水平、豎直位置處，然后槳葉不斷的轉(zhuǎn)動(dòng)，使熱量盡可能的平均分散，再通過(guò)混合瓶外的循環(huán)水套內(nèi)不斷循環(huán)的冷水，將熱量交換走，由此實(shí)現(xiàn)了較快速度的混勻、同時(shí)熱量不會(huì)過(guò)于集中的新型攪拌稀釋方式。

3 具體實(shí)施方式

結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本設(shè)計(jì)進(jìn)一步說(shuō)明，下述實(shí)施例是說(shuō)明性的，不是限定性的，不能以下述實(shí)施例來(lái)限定本設(shè)計(jì)的保護(hù)范圍。濃硫酸稀釋用攪拌瓶，如圖1所示，本設(shè)計(jì)的創(chuàng)新在于：包括混合瓶12、上蓋11、攪拌器、儲(chǔ)液瓶2和緩沖瓶6，混合瓶上端扣合上蓋，上蓋設(shè)置的耐磨密封套22內(nèi)嵌入一輸送管21，該輸送管上端內(nèi)嵌入緩沖瓶下端的短管23，輸送管位于混合瓶液面上方的下端部制出多個(gè)方向的出液管14、20，每個(gè)出液管傾斜的下端部靠近混合瓶的內(nèi)壁，緩沖瓶的端蓋5中嵌入儲(chǔ)液瓶下端的出口管4，在出口管上設(shè)置一調(diào)節(jié)閥3，儲(chǔ)液瓶上端設(shè)置一保護(hù)蓋1，在混合瓶?jī)?nèi)設(shè)置所述攪拌器。

本實(shí)施例中，儲(chǔ)液瓶、緩沖瓶以及各管等均由耐酸堿的材料制成，優(yōu)選耐酸堿的合金，這些金屬材料可以快速的將濃硫酸稀釋的熱量導(dǎo)出到外部環(huán)境中，當(dāng)然玻璃也是可以的，但一定要選用可以承受局部高溫的玻璃材料。上蓋外緣設(shè)置一體向下的折彎邊，該折彎邊扣在混合瓶上端外緣處。輸送管位于混合瓶?jī)?nèi)的下端部一定要高于混合瓶?jī)?nèi)清水的液面，最好高10cm～15cm，每個(gè)出液管均為傾斜設(shè)置，下端部均靠近混合瓶的內(nèi)壁，使?jié)饬蛩嵯♂尩臒崃磕軌蚩焖俦换旌掀總?cè)壁吸收并導(dǎo)出外部環(huán)境，優(yōu)選的是所有出液管下端部沿輸送管徑向均布設(shè)置，一般3～4個(gè)即可，而且每個(gè)出液管下端部的豎直高度不同，可以按照一定的高度差間隔設(shè)置，這樣能使清水充分吸收熱量。攪拌器的轉(zhuǎn)軸15嵌入上蓋的耐磨密封套內(nèi)，其上端伸出上蓋上方并由電機(jī)8連接的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)7驅(qū)動(dòng)，其下端位于混合瓶?jī)?nèi)底部且安裝有多個(gè)槳葉16，轉(zhuǎn)軸和槳葉均由耐酸堿合金制成，槳葉的轉(zhuǎn)速適中，不用過(guò)快，避免轉(zhuǎn)軸與耐磨密封套高速摩擦產(chǎn)生的熱量使耐磨密封失效，上述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以是錐齒輪等常見(jiàn)的傳動(dòng)部件。

在上蓋上嵌入一個(gè)排氣管10下端，該排氣管上端9連通一個(gè)盛裝有碳酸鈣的廢氣處理瓶。碳酸鈣可以使用固體，也可以使用溶液，其主要目的是吸收自混合瓶?jī)?nèi)溢出的廢氣。

混合瓶下端嵌入一循環(huán)水套13內(nèi)，該循環(huán)水套一側(cè)側(cè)壁下方設(shè)置進(jìn)水口17，該循環(huán)水套另一側(cè)側(cè)壁上方設(shè)置出水口19，循環(huán)水套內(nèi)的循環(huán)水可以是自來(lái)水，也可以是經(jīng)過(guò)冰塊制冷的冷水或者經(jīng)過(guò)蒸發(fā)制冷的冷水，一般使用自來(lái)水即可。

4 本設(shè)計(jì)的使用過(guò)程

（1）在混合瓶盛裝合適液面高度的清水，然后將輸送管、轉(zhuǎn)軸、排氣管插入上蓋內(nèi)，然后扣合上蓋；（2）將緩沖瓶的短管插入輸送管內(nèi)，再將儲(chǔ)液瓶安裝到位，將轉(zhuǎn)軸上端與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝好，將排氣管上端與廢氣處理瓶連通；（3）打開(kāi)電機(jī)，使槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)，關(guān)閉調(diào)節(jié)閥，打開(kāi)保護(hù)蓋，將濃硫酸倒入，扣好保護(hù)蓋，打開(kāi)調(diào)節(jié)閥到合適的開(kāi)度，濃硫酸自?xún)?chǔ)液瓶、緩沖瓶、輸送管和出液管流到混合瓶的清水18內(nèi)，不斷的流動(dòng)，不斷的稀釋?zhuān)h(huán)水套不斷的帶走熱量，而廢氣處理瓶不斷的吸收廢氣 ； （4）儲(chǔ)液瓶濃硫酸流走后，可以完成稀釋或者再次充液。

結(jié)語(yǔ)

本設(shè)計(jì)中，調(diào)節(jié)閥、緩沖瓶、輸送管可以控制濃硫酸的流速，但多個(gè)出液管可適當(dāng)增加總的流量，再者槳葉、循環(huán)水套相互配合，使熱量及時(shí)被帶走，保證了較大流量時(shí)稀釋的安全性，由此實(shí)現(xiàn)了較快速度的混勻、同時(shí)熱量不會(huì)過(guò)于集中的新型攪拌稀釋方式。

參考文獻(xiàn)

[1]王冰，賈磊，張慧玲.機(jī)械制圖[M].北京：航空工業(yè)出版社， 2012.

[2]曹丕顯，吳林濤，柳杰，等.高中科技創(chuàng)新發(fā)明探索[M].海天出版社，2012.