一種濃硫酸稀釋用攪拌瓶設計

吳丹

摘 要：本文主要論述一種濃硫酸稀釋用攪拌瓶的設計，其特征是：包括混合瓶、上蓋、攪拌器、儲液瓶和緩沖瓶，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方向的出液管，每個出液管傾斜的下端部靠近混合瓶的內壁，所述緩沖瓶的端蓋中嵌入儲液瓶下端的出口管，在出口管上設置一調節閥，儲液瓶上端設置一保護蓋，在混合瓶內設置所述攪拌器。

關鍵詞：攪拌瓶；混合瓶；上蓋；攪拌器；儲液瓶；緩沖瓶

中圖分類號：G633 文獻標志碼：A

0 前言

本文所述的這種濃硫酸稀釋用攪拌瓶，其主要滿足以下要求：（1）攪拌器的轉軸嵌入上蓋的耐磨密封套內，其上端伸出上蓋上方并由電機連接的傳動機構驅動，其下端位于混合瓶內底部且安裝有多個槳葉；（2）在上蓋上嵌入一個排氣管下端，該排氣管上端連通一個盛裝有碳酸鈣的廢氣處理瓶；（3）混合瓶下端嵌入一循環水套內，該循環水套一側側壁下方設置進水口，該循環水套另一側側壁上方設置出水口。

1 技術領域及研究背景

本設計涉及濃硫酸稀釋設備改進技術領域，尤其是一種濃硫酸稀釋用攪拌瓶。濃硫酸是中學實驗中必備的一種試劑，但使用時需要按照實驗要求將濃硫酸稀釋成不同濃度的稀硫酸，操作時，應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，使濃硫酸慢慢地倒入清水中，由于濃硫酸在稀釋過程中會放出大量的熱量，所以傾倒一段時間后需要停下來進行攪拌，使清水充分的吸收濃硫酸稀釋過程中放出的熱量，避免局部放熱過大。在實際使用中發現，上述方法操作煩瑣，耗時比較長，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 設計內容

本設計的目的在于克服現有技術的不足，提供一種具有緩沖瓶調節流量、具有多個出口輸送濃硫酸且具有循環水套的一種濃硫酸稀釋用攪拌瓶。

2.1 采取的技術方案

這種濃硫酸稀釋用攪拌瓶包括混合瓶、上蓋、攪拌器、儲液瓶和緩沖瓶，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方向的出液管，每個出液管傾斜的下端部靠近混合瓶的內壁，所述緩沖瓶的端蓋中嵌入儲液瓶下端的出口管，在出口管上設置一調節閥，儲液瓶上端設置一保護蓋，在混合瓶內設置所述攪拌器。

所述攪拌器的轉軸嵌入上蓋的耐磨密封套內，其上端伸出上蓋上方并由電機連接的傳動機構驅動，其下端位于混合瓶內底部且安裝有多個槳葉。在上蓋上嵌入一個排氣管下端，該排氣管上端連通一個盛裝有碳酸鈣的廢氣處理瓶。混合瓶下端嵌入一循環水套內，該循環水套一側側壁下方設置進水口，該循環水套另一側側壁上方設置出水口。

2.2 優點和積極效果

設計中，在上蓋上嵌入一緩沖瓶，該緩沖瓶位于混合瓶內液面上方的下端沿軸向設置多個出液管，每個出液管均傾斜設置，每個出液管的下端靠近側壁且多個出液管下端開口的豎直高度不同，儲液瓶里的濃硫酸在調節閥的控制下流入緩沖瓶，然后經過多個出液管流入清水中，各結構配合能使濃硫酸的流速降低但流量增大，而且分散在清水中不同水平、豎直位置處，然后槳葉不斷的轉動，使熱量盡可能的平均分散，再通過混合瓶外的循環水套內不斷循環的冷水，將熱量交換走，由此實現了較快速度的混勻、同時熱量不會過于集中的新型攪拌稀釋方式。

3 具體實施方式

結合實施例，對本設計進一步說明，下述實施例是說明性的，不是限定性的，不能以下述實施例來限定本設計的保護范圍。濃硫酸稀釋用攪拌瓶，如圖1所示，本設計的創新在于：包括混合瓶12、上蓋11、攪拌器、儲液瓶2和緩沖瓶6，混合瓶上端扣合上蓋，上蓋設置的耐磨密封套22內嵌入一輸送管21，該輸送管上端內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方向的出液管14、20，每個出液管傾斜的下端部靠近混合瓶的內壁，緩沖瓶的端蓋5中嵌入儲液瓶下端的出口管4，在出口管上設置一調節閥3，儲液瓶上端設置一保護蓋1，在混合瓶內設置所述攪拌器。

本實施例中，儲液瓶、緩沖瓶以及各管等均由耐酸堿的材料制成，優選耐酸堿的合金，這些金屬材料可以快速的將濃硫酸稀釋的熱量導出到外部環境中，當然玻璃也是可以的，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。輸送管位于混合瓶內的下端部一定要高于混合瓶內清水的液面，最好高10cm～15cm，每個出液管均為傾斜設置，下端部均靠近混合瓶的內壁，使濃硫酸稀釋的熱量能夠快速被混合瓶側壁吸收并導出外部環境，優選的是所有出液管下端部沿輸送管徑向均布設置，一般3～4個即可，而且每個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置，這樣能使清水充分吸收熱量。攪拌器的轉軸15嵌入上蓋的耐磨密封套內，其上端伸出上蓋上方并由電機8連接的傳動機構7驅動，其下端位于混合瓶內底部且安裝有多個槳葉16，轉軸和槳葉均由耐酸堿合金制成，槳葉的轉速適中，不用過快，避免轉軸與耐磨密封套高速摩擦產生的熱量使耐磨密封失效，上述傳動機構可以是錐齒輪等常見的傳動部件。

在上蓋上嵌入一個排氣管10下端，該排氣管上端9連通一個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內溢出的廢氣。

混合瓶下端嵌入一循環水套13內，該循環水套一側側壁下方設置進水口17，該循環水套另一側側壁上方設置出水口19，循環水套內的循環水可以是自來水，也可以是經過冰塊制冷的冷水或者經過蒸發制冷的冷水，一般使用自來水即可。

4 本設計的使用過程

（1）在混合瓶盛裝合適液面高度的清水，然后將輸送管、轉軸、排氣管插入上蓋內，然后扣合上蓋；（2）將緩沖瓶的短管插入輸送管內，再將儲液瓶安裝到位，將轉軸上端與傳動機構安裝好，將排氣管上端與廢氣處理瓶連通；（3）打開電機，使槳葉轉動，關閉調節閥，打開保護蓋，將濃硫酸倒入，扣好保護蓋，打開調節閥到合適的開度，濃硫酸自儲液瓶、緩沖瓶、輸送管和出液管流到混合瓶的清水18內，不斷的流動，不斷的稀釋，循環水套不斷的帶走熱量，而廢氣處理瓶不斷的吸收廢氣 ； （4）儲液瓶濃硫酸流走后，可以完成稀釋或者再次充液。

結語

本設計中，調節閥、緩沖瓶、輸送管可以控制濃硫酸的流速，但多個出液管可適當增加總的流量，再者槳葉、循環水套相互配合，使熱量及時被帶走，保證了較大流量時稀釋的安全性，由此實現了較快速度的混勻、同時熱量不會過于集中的新型攪拌稀釋方式。

參考文獻

[1]王冰，賈磊，張慧玲.機械制圖[M].北京：航空工業出版社， 2012.

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