[发明专利]一种半导体制冷片式离心分子蒸馏装置

权利要求书

1.一种半导体制冷片式离心分子蒸馏装置，其特征在于，主要包括空心输电轴(1)、进液基座(2)、第二收集槽(4)、离心蒸馏转子、轴承(6)、外罩(9)、第一收集槽(12)、空心轴力矩电机(14)；

进液基座(2)为竖直的圆筒结构，且圆筒下端面为向外延伸的圆盘，在进液基座(2)的竖直的圆筒壁和圆盘内设有连通的进液通道(13)；进液通道(13)的进液口在圆盘边缘的外侧面，出液口在竖直的圆筒的上部侧面；

离心蒸馏转子包括：接线箱上盖(7)、接线箱下座(8)、环形储液槽(5)、蒸馏单元、轻重组分接液盘(10)；

其中环形储液槽(5)为在竖直的圆筒结构的外面的由双层结构围成的环形槽，外层上开有多个插槽，插槽使得环形槽与外层相通；

蒸馏单元包括：蒸馏主体(19)、半导体制冷片(21)、蒸馏端盖(20)、多孔分布器(18)；所述的蒸馏主体(19)为大小不同的双楔形柱体对接在一起，即蒸馏主体的截面为大小不同的双楔形对接在一起，小楔形柱体对应楔形的大端面称为e端面，大楔形柱体对应楔形的大端面称为f端面，两楔形的小端面对接在一起；蒸馏主体从小楔形柱体的上端面自上而下开有一定深度的槽，槽的进液口在小楔形柱体对应较大的端面e端面上，出液口在蒸馏主体的侧面(大小楔形柱体的侧面均可)；半导体制冷片(21)紧贴大楔形柱体的一个侧面，且与槽出液口在蒸馏主体同侧面，半导体制冷片(21)向外的面称为热面或a面，大楔形柱体的另一侧面称为冷面或b面；大楔形柱体对应楔形的大端面f端面外接与蒸馏主体(19)同高度的蒸馏端盖(20)，在蒸馏主体(19)侧面外蒸馏端盖(20)的两端分别开有一个自上而下连通的倾斜滑道，其中半导体制冷片(21)的热面或a面对应的倾斜滑道称为d倾斜滑道，冷面或b面所对应的另一滑道称为c倾斜滑道；半导体制冷片(21)的热面或a面与d倾斜滑道相切，大楔形柱体的另一侧面与所对应的c倾斜滑道相切；蒸馏主体上的槽内置有多孔分布器(18)；

轻重组分接液盘(10)位于环形储液槽(5)的下面，轻重组分接液盘(10)是一圆环盘，在圆环盘上沿圆环有交替分布的不同深度的A和B两种独立分区，A和B分区间通过隔板分隔，A区深度较深，B区深度较浅，在轻重组分接液盘(10)外边缘对应的A分区外缘安装有相对较短的输液管Ⅰ(16)，B分区外缘安装有相对较长的输液管Ⅱ(17)，输液管Ⅰ(16)的安装的水平高度相对输液管Ⅱ(17)低；并且输液管Ⅰ(16)与第一收集槽(12)连接，输液管Ⅱ(17)与第二收集槽(4)连接；

进液基座(2)圆筒内通过轴承(6)与空心输电轴(1)相配合，进液基座(2)下部固定空心轴力矩电机(14)，空心输电轴(1)与空心轴力矩电机(14)连接；进液基座(2)进液通道(13)的出液口与环形储液槽(5)的环形槽对应，使液体能从进液基座(2)内的进液通道(13)的出液口进入环形储液槽(5)；

环形储液槽(5)的插槽匹配安插蒸馏主体(19)的小楔形柱体；d倾斜滑道和c倾斜滑道的下端一个与轻重组分接液盘(10)A分区对应，另一个与B分区对应；

离心蒸馏转子中的接线箱上盖(7)与接线箱下座(8)固定连接，接线箱上盖(7)位于接线箱下座(8)的上面，接线箱上盖(7)与接线箱下座(8)之间围成空腔，接线箱上盖(7)与环形储液槽(5)固定连接，接线箱下座(8)与空心输电轴(1)固定连接；外罩(9)与进液基座(2)固定连接，使得离心蒸馏转子封装在外罩(9)内。

2.按照权利要求1的一种半导体制冷片式离心分子蒸馏装置，其特征在于，半导体制冷片(21)通过滑环(15)与电源连接。

3.按照权利要求1的一种半导体制冷片式离心分子蒸馏装置，其特征在于，所述的多孔分布器(18)为多孔金属海绵材料。

4.按照权利要求1的一种半导体制冷片式离心分子蒸馏装置，其特征在于，蒸馏单元位于进液基座(2)的圆盘的上方。

5.按照权利要求1的一种半导体制冷片式离心分子蒸馏装置，其特征在于，蒸馏主体(19)采用导热性能好的材料。

6.利用权利要求1的半导体制冷片式离心分子蒸馏装置进行蒸馏的方法，其特征在于，工作时，待分离的轻重组分混合液体通过进液基座(2)上的进液通道(13)输送到高速旋转的离心蒸馏转子上的环形储液槽(5)的环形槽中，在离心力的作用下，环形槽中的混合液体通过每个蒸馏主体上的槽后，均匀的分布在半导体制冷片(21)的热面或a面上，形成很薄的液膜，在抽真空的真空环境下，液膜里易挥发的轻组分流体由于分子运动平均自由程较大，在半导体制冷片(21)通电加热的作用下，运动到相邻一个蒸馏单元中蒸馏主体(19)上的冷面或b面进行冷凝；在离心力的作用下，冷面或b面上的轻组分流体沿冷面或b面运动到蒸馏端盖(20)上，沿蒸馏端盖(20)上的倾斜滑道c向下和向外远离离心中心运动到轻重组分接液盘(10)中对应的A区或B区，再由对应的输液管Ⅰ(16)或输液管Ⅱ(17)输送到对应的第一收集槽(12)或第二收集槽(4)中；液膜里不易挥发的重组分流体由于分子运动平均自由程较小，在加热的作用下也无法运动到相邻一个蒸馏单元中蒸馏主体(19)上的冷面或b面进行冷凝，在离心力的作用下，热面或a面上的重组分流体沿热面运动到蒸馏端盖(20)上，沿蒸馏端盖(20)上的另一倾斜滑道向下运动到轻重组分接液盘(10)中的另一分区，再由对应的输液管输送到另一收集槽中，最终实现轻重组分混合液的分离。