一种浓硫酸稀释用搅拌瓶设计

吴丹

摘 要：本文主要论述一种浓硫酸稀释用搅拌瓶的设计，其特征是：包括混合瓶、上盖、搅拌器、储液瓶和缓冲瓶，混合瓶上端扣合上盖，上盖嵌入一输送管，该输送管与所述缓冲瓶连通，输送管位于混合瓶液面上方的下端部制出多个方向的出液管，每个出液管倾斜的下端部靠近混合瓶的内壁，所述缓冲瓶的端盖中嵌入储液瓶下端的出口管，在出口管上设置一调节阀，储液瓶上端设置一保护盖，在混合瓶内设置所述搅拌器。

关键词：搅拌瓶；混合瓶；上盖；搅拌器；储液瓶；缓冲瓶

中图分类号：G633 文献标志码：A

0 前言

本文所述的这种浓硫酸稀释用搅拌瓶，其主要满足以下要求：（1）搅拌器的转轴嵌入上盖的耐磨密封套内，其上端伸出上盖上方并由电机连接的传动机构驱动，其下端位于混合瓶内底部且安装有多个桨叶；（2）在上盖上嵌入一个排气管下端，该排气管上端连通一个盛装有碳酸钙的废气处理瓶；（3）混合瓶下端嵌入一循环水套内，该循环水套一侧侧壁下方设置进水口，该循环水套另一侧侧壁上方设置出水口。

1 技术领域及研究背景

本设计涉及浓硫酸稀释设备改进技术领域，尤其是一种浓硫酸稀释用搅拌瓶。浓硫酸是中学实验中必备的一种试剂，但使用时需要按照实验要求将浓硫酸稀释成不同浓度的稀硫酸，操作时，应该将盛装浓硫酸容器的出口靠在玻璃棒上，然后使玻璃棒倾斜放置在盛装清水的容器内，使浓硫酸慢慢地倒入清水中，由于浓硫酸在稀释过程中会放出大量的热量，所以倾倒一段时间后需要停下来进行搅拌，使清水充分的吸收浓硫酸稀释过程中放出的热量，避免局部放热过大。在实际使用中发现，上述方法操作烦琐，耗时比较长，而且浓硫酸放出的热量集中在清水中，散热的效果不是很好。

2 设计内容

本设计的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有缓冲瓶调节流量、具有多个出口输送浓硫酸且具有循环水套的一种浓硫酸稀释用搅拌瓶。

2.1 采取的技术方案

这种浓硫酸稀释用搅拌瓶包括混合瓶、上盖、搅拌器、储液瓶和缓冲瓶，混合瓶上端扣合上盖，上盖嵌入一输送管，该输送管与所述缓冲瓶连通，输送管位于混合瓶液面上方的下端部制出多个方向的出液管，每个出液管倾斜的下端部靠近混合瓶的内壁，所述缓冲瓶的端盖中嵌入储液瓶下端的出口管，在出口管上设置一调节阀，储液瓶上端设置一保护盖，在混合瓶内设置所述搅拌器。

所述搅拌器的转轴嵌入上盖的耐磨密封套内，其上端伸出上盖上方并由电机连接的传动机构驱动，其下端位于混合瓶内底部且安装有多个桨叶。在上盖上嵌入一个排气管下端，该排气管上端连通一个盛装有碳酸钙的废气处理瓶。混合瓶下端嵌入一循环水套内，该循环水套一侧侧壁下方设置进水口，该循环水套另一侧侧壁上方设置出水口。

2.2 优点和积极效果

设计中，在上盖上嵌入一缓冲瓶，该缓冲瓶位于混合瓶内液面上方的下端沿轴向设置多个出液管，每个出液管均倾斜设置，每个出液管的下端靠近侧壁且多个出液管下端开口的竖直高度不同，储液瓶里的浓硫酸在调节阀的控制下流入缓冲瓶，然后经过多个出液管流入清水中，各结构配合能使浓硫酸的流速降低但流量增大，而且分散在清水中不同水平、竖直位置处，然后桨叶不断的转动，使热量尽可能的平均分散，再通过混合瓶外的循环水套内不断循环的冷水，将热量交换走，由此实现了较快速度的混匀、同时热量不会过于集中的新型搅拌稀释方式。

3 具体实施方式

结合实施例，对本设计进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本设计的保护范围。浓硫酸稀释用搅拌瓶，如图1所示，本设计的创新在于：包括混合瓶12、上盖11、搅拌器、储液瓶2和缓冲瓶6，混合瓶上端扣合上盖，上盖设置的耐磨密封套22内嵌入一输送管21，该输送管上端内嵌入缓冲瓶下端的短管23，输送管位于混合瓶液面上方的下端部制出多个方向的出液管14、20，每个出液管倾斜的下端部靠近混合瓶的内壁，缓冲瓶的端盖5中嵌入储液瓶下端的出口管4，在出口管上设置一调节阀3，储液瓶上端设置一保护盖1，在混合瓶内设置所述搅拌器。

本实施例中，储液瓶、缓冲瓶以及各管等均由耐酸碱的材料制成，优选耐酸碱的合金，这些金属材料可以快速的将浓硫酸稀释的热量导出到外部环境中，当然玻璃也是可以的，但一定要选用可以承受局部高温的玻璃材料。上盖外缘设置一体向下的折弯边，该折弯边扣在混合瓶上端外缘处。输送管位于混合瓶内的下端部一定要高于混合瓶内清水的液面，最好高10cm～15cm，每个出液管均为倾斜设置，下端部均靠近混合瓶的内壁，使浓硫酸稀释的热量能够快速被混合瓶侧壁吸收并导出外部环境，优选的是所有出液管下端部沿输送管径向均布设置，一般3～4个即可，而且每个出液管下端部的竖直高度不同，可以按照一定的高度差间隔设置，这样能使清水充分吸收热量。搅拌器的转轴15嵌入上盖的耐磨密封套内，其上端伸出上盖上方并由电机8连接的传动机构7驱动，其下端位于混合瓶内底部且安装有多个桨叶16，转轴和桨叶均由耐酸碱合金制成，桨叶的转速适中，不用过快，避免转轴与耐磨密封套高速摩擦产生的热量使耐磨密封失效，上述传动机构可以是锥齿轮等常见的传动部件。

在上盖上嵌入一个排气管10下端，该排气管上端9连通一个盛装有碳酸钙的废气处理瓶。碳酸钙可以使用固体，也可以使用溶液，其主要目的是吸收自混合瓶内溢出的废气。

混合瓶下端嵌入一循环水套13内，该循环水套一侧侧壁下方设置进水口17，该循环水套另一侧侧壁上方设置出水口19，循环水套内的循环水可以是自来水，也可以是经过冰块制冷的冷水或者经过蒸发制冷的冷水，一般使用自来水即可。

4 本设计的使用过程

（1）在混合瓶盛装合适液面高度的清水，然后将输送管、转轴、排气管插入上盖内，然后扣合上盖；（2）將缓冲瓶的短管插入输送管内，再将储液瓶安装到位，将转轴上端与传动机构安装好，将排气管上端与废气处理瓶连通；（3）打开电机，使桨叶转动，关闭调节阀，打开保护盖，将浓硫酸倒入，扣好保护盖，打开调节阀到合适的开度，浓硫酸自储液瓶、缓冲瓶、输送管和出液管流到混合瓶的清水18内，不断的流动，不断的稀释，循环水套不断的带走热量，而废气处理瓶不断的吸收废气 ； （4）储液瓶浓硫酸流走后，可以完成稀释或者再次充液。

结语

本设计中，调节阀、缓冲瓶、输送管可以控制浓硫酸的流速，但多个出液管可适当增加总的流量，再者桨叶、循环水套相互配合，使热量及时被带走，保证了较大流量时稀释的安全性，由此实现了较快速度的混匀、同时热量不会过于集中的新型搅拌稀释方式。

参考文献

[1]王冰，贾磊，张慧玲.机械制图[M].北京：航空工业出版社， 2012.

[2]曹丕显，吴林涛，柳杰，等.高中科技创新发明探索[M].海天出版社，2012.