實驗室精餾塔分離裝置制造方法

實驗室精餾塔分離裝置制造方法

實驗室精餾塔分離裝置的制造方法，涵蓋了從設計、材料選擇、加工到組裝的完整流程。下面我將分步詳細闡述，主要針對實驗室見的玻璃精餾裝置（因其耐腐蝕、易觀察），并簡要提及小型金屬塔的制造要點。

核心設計階段

在制造前，必須明確裝置的技術要求，這直接決定了制造方法：

1. 任務：待分離物系的組分、沸點差、化學性質（腐蝕性、易燃易爆性）。

2. 塔型選擇：常壓精餾、減壓精餾還是加壓精餾？

3. 規模與規格：理論塔板數（或塔高）、回流比控制精度、塔內徑（通常10-50mm）、填料類型（如θ環、不銹鋼絲網填料）或塔板類型。

4. 熱源與控溫：加熱方式（電熱套、油浴）、溫度控制精度。

5. 測量與控制：是否需要在線溫度傳感器、壓力傳感器、自動回流比控制頭。

玻璃精餾塔裝置的制造方法（主流方法）

實驗室玻璃裝置通常采用標準化玻璃組件 + 定制加工 + 組裝的模式。

一、 主要部件及其制造/獲取方法

1. 塔釜（再沸器）：

• 方法：通常由標準圓底燒瓶（如2L、3L）改造而成。

• 加工：在瓶肩處通過玻璃熱加工（燈工）接出一個與塔身連接的標準磨口（如Φ29/32， Φ24/29）。底部側方可接一個測溫管或鼓泡器接口。

• 要點：確保連接口垂直，瓶底平整以利加熱均勻。

2. 塔身（核心部分）：

• 拉制：將選定內徑的玻璃管在高溫下拉直、定徑，確保內壁光滑、直徑均勻。

• 切割與打磨：按設計長度切割，端口在火焰上拋光或機械打磨，防止鋒利邊緣。

• 接口制作：兩端通過燈工技術焊接標準磨口（一端為陽口，一端為陰口），嚴格保證同軸度。這是制造關鍵，需要經驗豐富的玻璃燈工。

• 材料：硼硅酸鹽玻璃（如GG-17或Pyrex），耐熱沖擊、化學性質穩定。

• 制造：

• 填料填充：對于填料塔，塔身需預留填料裝填口（一個帶磨口塞的側支管）。

3. 塔頭（冷凝與回流比控制裝置）：

• 簡單蒸餾頭：結構簡單，無回流比控制，用于簡單分離。

• 常壓/減壓分餾頭（如Hempel分餾頭）：內置電磁閥或玻璃活塞，通過定時切換實現回流與采出的手動/自動控制。

• 這是密的部件，決定回流比控制精度。

• 類型：

• 制造：由玻璃燈工復雜吹制而成。將冷凝管（蛇形、直形）、餾出液流道、回流液流道、真空接口、測溫口、產品接收口等集成在一個玻璃件上。對密封性和流道光滑度要求。

4. 冷凝器：

• 全冷凝器：通常為獨立的蛇形冷凝管或直形冷凝管，標準件。

• 制造：將內管盤繞成型后，套上外管，兩端密封焊接進出水口。

5. 接收器（餾分收集器）：

• 可能是一個簡單的接收瓶，或帶有多尾接液管的旋轉接收器，便于切換收集不同餾分。

• 制造：通過燈工將多個接收支管與一個中心轉軸連接，確保轉動順暢且密封良好。

6. 保溫與測量附件：

• 保溫套：通常用石棉繩、玻璃棉纏繞，外部套鋁箔或定制電加熱跟蹤保溫夾套（帶溫控）。

• 測溫管：在塔身、塔釜、塔頭等關鍵位置焊接溫度計套管（一個細玻璃管，用于插入溫度傳感器）。

二、 組裝與密封

1. 密封：所有接口均使用標準磨口，涂抹少量真空硅脂或使用聚四氟乙烯（PTFE）密封圈。對于減壓操作，需確保所有磨口匹配度高，無瑕疵。

2. 固定：使用鐵架臺、夾具、十字夾等將各部件牢固、垂直地固定在實驗鐵架或導軌上。確保塔身垂直是實驗成功的關鍵。

3. 連接：連接恒溫循環水系統（冷凝器）、真空系統（如需要）、加熱系統、測量儀表（溫度傳感器、壓力傳感器）。