旋转蒸发器
阅读：723发布：2020-05-11
专利汇可以提供旋转蒸发器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种旋转 蒸发 器 ，该 旋转蒸发 器具有 真空 密封结构，该真空密封结构能够以简单的结构来抑制 密封性 的劣化，并且能够延长 密封件 和 旋转接头 的寿命。环状密封件用于对引导蒸气用的旋转接头在可旋转的状态下气密地进行密封，该旋转接头的外周面的供环状密封件相对滑动部分为粗糙处理部。密封件包括外周侧的固定密封部和内周侧的滑动密封部，滑动密封部具有在旋转驱动部侧开口的环状凹部，将该环状凹部的内周侧片的内周面作为与所述旋转接头的外周面相对滑动的环状密封面，在所述环状凹部的内部插入有用于向旋转接头方向按压所述环状密封面的按压构件。并且，密封件由在氟 树脂 中混合 碳 石墨 的材料形成。，下面是旋转蒸发器专利的具体信息内容。
1.一种旋转蒸发器，包括用于将引导蒸气用的旋转接头在可旋转的状态下气密地密封起来的环状密封件，所述旋转接头贯通被安装在冷却器侧构件的端部的旋转驱动部的内部，并且所述旋转接头的前端向冷却器侧延伸，基端与蒸发容器连接，其特征在于，对所述旋转接头的外周面的与所述密封件相对滑动的部分进行粗糙处理。
2.根据权利要求1所述的旋转蒸发器，其特征在于，所述密封件包括借助弹性体气密地安装在所述冷却器侧构件的端部和旋转驱动部之间的固定密封部以及形成于该固定密封部内周侧的滑动密封部，所述滑动密封部具有在旋转驱动部侧开口的环状凹部，将该环状凹部的内周侧片的内周面用作与所述旋转接头的外周面相对滑动的环状密封面，在所述环状凹部的内部插入有用于向旋转接头方向按压所述环状密封面的按压构件。
3.根据权利要求2所述的旋转蒸发器，其特征在于，在所述密封件的所述环状凹部的基部侧的内周面设有前端在旋转接头的外周面滑动的环状薄壁突出片。
4.根据权利要求2或3所述的旋转蒸发器，其特征在于，所述密封件由在氟树脂中混合碳石墨的材料形成。
旋转蒸发器
技术领域
[0001] 本发明涉及旋转蒸发器，具体而言，涉及旋转蒸发器的真空密封结构，所述旋转蒸发器用于使投入有试样的蒸发容器旋转的同时加热所述蒸发容器，通过利用旋转接头将从试样蒸发出的蒸气导入冷却器进行冷却，从而将试样中的各种组分分离浓缩。
背景技术
[0002] 在旋转蒸发器中，于冷却器侧构件的端部设有用于使蒸发容器旋转的旋转驱动部，在所述旋转驱动部和冷却器构件之间设有密封部，该密封部用于使与蒸发容器连接的旋转接头在可旋转状态下被气密地密封(例如，参照专利文献1)。设于所述密封部的密封件不应仅具有用于分隔被保持在真空状态下的内部侧和处于大气压下的外部侧的真空保持能力(真空密封性)，还应具有耐药品性、耐热性、耐久性。
[0003] 专利文件1：日本特开2000-24404号公报
[0004] 但是，因为以往的密封件一般由橡胶系基材制造，因此不具有充分的耐药品性，一旦与药品接触，就可能发生膨润变形或硬化，从而导致密封性劣化。并且，由于密封件中的滑动部的磨损很大，不仅导致密封性劣化的问题，在磨损时产生的磨屑也成为很大的问题。因此，使用者不仅需要留意由于密封性劣化所导致的真空度的变化，而且在更换密封件的操作和清洗密封件的操作时也要花费极大的劳力和时间。
[0005] 并且，虽然现在通过在由橡胶系基材构成的密封件的表面附着氟树脂来提高密封件的耐药品性和滑动润滑性，但由于密封件的滑动对象为对玻璃管进行透明加工而成的旋转接头，摩擦大并且产生摩擦热，因此密封件的表面部分易磨削，具有氟树脂附着效果不能长久保持的问题。作为其对策，以往尽可能地对旋转接头的外周面加工为高精度的平滑面，这会影响旋转接头的成本。
[0006] 另一方面，在旋转接头的表面也会发生由与密封件相对滑动导致的磨损以及由密封件的成分导致的磨损，在与密封件的滑动部分产生周向沟槽，所述周向沟槽的产生与密封件的磨损成为使密封性更加劣化的主要原因。因此，不仅需要定期地更换密封件，还需要定期地更换产生了周向沟槽的旋转接头。
发明内容
[0007] 本发明的目的是提供一种旋转蒸发器，该旋转蒸发器具有真空密封结构，其能够以简单的结构抑制密封性的劣化，并且能够实现密封件和旋转接头的长寿命化。
[0008] 为了达成上述目的，本发明的旋转蒸发器包括用于将引导蒸气用的旋转接头在可旋转状态下气密地密封起来的环状密封件，所述旋转接头贯通被安装在冷却器侧构件端部的旋转驱动部内部，并且所述旋转接头的前端向冷却器侧延伸，基端与蒸发容器连接。所述旋转蒸发器的特征在于，对旋转接头的外周面的与所述密封件相对滑动的部分进行粗糙处理。
[0009] 并且，本发明的旋转蒸发器的进一步特征在于，所述密封件包括借助弹性体气密地安装在所述冷却器侧构件端部和旋转驱动部之间的固定密封部以及形成于该固定密封部内周侧的滑动密封部，该滑动密封部具有在旋转驱动部侧开口的环状凹部，将该环状凹部的内周侧片的内周面用作与所述旋转接头的外周面相对滑动的环状密封面，在所述环状凹部的内部插入有用于向旋转接头方向按压所述环状密封面的按压构件。
[0011] 根据本发明的旋转蒸发器，通过对密封件滑动部分的旋转接头的外周面进行粗糙处理，例如加工至表面粗糙度为3～10μm的程度，使与旋转接头的外周面滑动而磨损的密封件的初始磨损粉末附着于粗糙面的凹凸部，并以附着的初始磨损粉末为基底，在与密封件相对滑动的部分形成有密封件的磨损粉末固结后状态下的覆膜，通过使密封件在所述覆膜的表面滑动来减少滑动阻力和摩擦力。由此，一旦度过初始磨损阶段，在能够减少密封件的磨损量的同时，还能够通过所述覆膜将旋转接头的外周面保护起来，从而抑制周向沟槽的产生。
[0012] 并且，在密封件内周侧的滑动密封部形成有环状凹部，通过在该环状凹部内插入按压构件，向旋转接头方向按压环状密封面，由此能够将环状密封面可靠地按压于旋转接头的粗糙处理部，从而能够充分确保密封性。另外，通过设有环状薄壁突出片，能够更加可靠地防止磨屑进入内部。并且，通过由在氟树脂中混合碳石墨的材料来形成密封件，能够给予所述覆膜以氟树脂及碳石墨的润滑性。附图说明
[0013] 图1是示出本发明的一个实施方式的旋转蒸发器主要部分的局部剖视主视图。
[0014] 图2是示出密封件的一个形状例的剖视图。
[0015] 图3是示出密封件的其他形状例的剖视图。
[0016] 图4是示出密封件与旋转接头之间的滑动部的剖视图。
具体实施方式
[0017] 在图1中，旋转蒸发器由以下构件构成：连接构件(连接用接合器)11，其通过图中未示出的固定装置固定；蒸发容器15，其通过被旋转驱动部13保持的旋转接头14与从所述连接构件11向斜下方突出的蒸发容器连接口12连接；冷却器(图中未示出)，其连接在连接构件上方；以及馏出液接受器(图中未示出)，其连接在连接构件11下方。
[0018] 旋转驱动部13是用来保持所述旋转接头14并使该旋转接头14旋转的部件，所述旋转接头14由可拆卸地连接于蒸发容器15的口部的用于引导蒸气的玻璃管组成。在旋转驱动部13的内部通过轴承18设有旋转构件17，该旋转构件17具有供所述旋转接头14插入的保持孔16。所述旋转构件17能被图中未示出的驱动装置驱动，以规定转速旋转，通过旋转接头14使蒸发容器15旋转。
[0019] 并且，在旋转驱动部13的蒸发容器连接口12侧设有外螺纹构件19，通过使所述外螺纹构件19与卡合于蒸发容器连接口12的端部外周的螺母构件20螺纹连接而进行紧固，从而将连接构件11和旋转驱动部13连接在一起。并且，用于将连接构件11、旋转接头14、蒸发容器15等的内部与大气隔绝的密封件21设置在蒸发容器连接口12的开口端面和旋转驱动部13的与所述蒸发容器连接口12的开口端面相对的端面之间，并且在旋转接头14的能与所述密封件21的内周的环状密封面22相对滑动的外周面设有如图4所示的粗糙处理部14a。
[0020] 图2所示的密封件21包括外周侧的固定密封部23和内周侧的滑动密封部24，在固定密封部23的蒸发容器连接口12侧的内周部分设有能嵌装于蒸发容器连接口12的开口的圆形嵌装部25，在密封件21的外周侧突出地设有能压接于蒸发容器连接口12的开口端面的环状凸部26。并且，在固定密封部23的旋转驱动部13侧的外周侧面，设有在旋转驱动部13侧开口的用于安装O形密封圈27的O形密封圈安装沟槽28，所述O形密封圈27为环状弹性体。
[0021] 并且，与上述相同地，图3中所示密封件21a包括外周侧的固定密封部23和内周侧的滑动密封部24，在固定密封部23的外周，设有在外周方向开口的用于安装O形密封圈27的O形密封圈安装沟槽28a，并且在该O形密封圈安装沟槽28a的两侧边的外表面分别设有压接于蒸发容器连接口12的开口端面的与上述相同的环状凸部26以及压接于旋转驱动部13的端面的环状凸部26a。另外，在图3中，由于除了O形密封圈安装沟槽28a外，滑动密封部24等的能够形成为与图2中所示的密封件相同的形状，因此对相同结构要素标记相同的附图标记。
[0022] 所述滑动密封部24具有在大气压侧即旋转驱动部13侧开口的环状凹部29，该环状凹部29的内周侧片29a的内周面成为能在所述粗糙处理部14a上滑动的所述环状密封面22。并且，在环状凹部29的内部插入有按压构件30，该按压构件30由U字状的弹性构件构成，用于向将所述环状密封面22按压于粗糙处理部14a的外周面的方向施力，按压构件30的开口侧两顶端分别与设于环状凹部29的沟槽壁的对置面的台阶部29b卡定而被防脱。
[0023] 另外，在滑动密封部24的环状凹部29的基部侧内周面设有环状薄壁突出片31，该环状薄壁突出片31的顶端能在所述粗糙处理部14a的外周面滑动。所述环状薄壁突出片31基本不对真空密封性做出贡献，其被用来防止因滑动密封部24的磨损而产生的磨屑进入到内部侧。
[0024] 在这样的真空密封结构中，虽然能够根据密封件21中的环状密封面22的材质和滑动状态等条件来对所述粗糙处理部14a的粗糙处理选择适宜的表面粗糙度，但通常优选进行表面粗糙度为3～10μm程度的粗糙处理。所述粗糙处理部14a的表面粗糙度过小或过大的话，不能充分地获得进行粗糙处理的作用效果，有可能给密封件21的耐久性带来不良影响，或给真空密封性带来不良影响。
[0025] 并且，虽然密封件21能够由任意具有真空密封性、耐药品性、耐热性、耐久性的材料形成，但通过使用在氟树脂中混合碳石墨而成的材料形成密封件21，能够利用所述密封件21与所述旋转接头14的粗糙处理部14a的叠加效果，大幅提高真空密封性和耐久性。
[0026] 在使用新品旋转接头14及新品密封件21时，如图4所示，按上述说明形成的真空密封结构的状态如下，形成于旋转接头14的粗糙处理部14a的细小的凹凸的凹部内为空隙，凹凸的凸部前端与密封件21的环状密封面22抵接。在所述状态下，如果使旋转驱动部13工作而驱动旋转接头14旋转的话，虽然会产生由粗糙处理部14a的凸部前端使环状密封面22的表面部分一点一点地被削掉的初始磨损，但是由于从环状密封面22剥离的细小的磨屑(初始磨损粉末)被环状密封面22按压而进入到粗糙处理部14a的凹部内，成为附着于粗糙处理部14a的凹凸的状态。这个过程从初始启动开始在一般的使用旋转范围内仅花费2～3分钟，就能达到在实际使用中无障碍的程度。
[0027] 此时，由于插入到环状凹部29内的按压构件30朝向粗糙处理部14a的方向按压环状密封面22，因此，即使粗糙处理部14a的凹部内为空隙，也能够可靠地获得环状密封面22和粗糙处理部14a之间的密封性。并且，通过在环状密封面22的真空侧设有环状薄壁突出片31，能够可靠地防止磨屑进入到连接构件11等的内部。另外，所述密封件21通过圆形嵌装部25气密地嵌装于蒸发容器连接口12的开口，固定密封部23呈可靠地被环状凸部
26和O形密封圈27密封的状态。
26和O形密封圈27密封的状态。
[0028] 并且，初始磨损进行到一定程度时，以进入到粗糙处理部14a的凹部内而附着于凹凸的初始磨损粉末为基底，新的初始磨损粉末生成为膜状，在粗糙处理部14a的与环状密封面22相对滑动的部分形成由初始磨损粉末形成的覆膜，从而演变成粗糙处理部14a和环状密封面22隔着覆膜相对滑动的状态。此时，通过事先使用在氟树脂中混合碳石墨的材料来形成密封件21，能够给予覆膜以氟树脂和碳石墨的极其良好的润滑性。
[0029] 经过直至在粗糙处理部14a形成了覆膜的初始磨损阶段后，由于覆膜的作用，在减少环状密封面22的磨损量的同时使粗糙处理部14a的外周面也被覆膜保护起来，因此即使环状密封面22在旋转接头14的外周面滑动，也能够抑制产生以往那样的周向沟槽。并且，由于事先由氟树脂形成密封件21，所以覆膜也由氟树脂形成，因此能够得到优异的耐药品性和耐热性。
[0030] 因此，利用环状密封面22的磨损量减少实现密封件21的长寿命化，以及利用抑制周向沟槽的产生实现旋转接头14的长寿命化，并且不仅磨屑减少，而且通过环状薄壁突出片31还能够防止磨屑进入到内部，因而能够避免由磨屑导致的污染。
[0031] 由此，能够减少密封件21的更换和清洗、旋转接头14的更换等保养的操作，在使用旋转蒸发器的浓缩操作时不会发生磨屑混入试样的情况，由此能够长时间地进行稳定的浓缩操作。并且，由于不再需要对旋转接头14的外周面进行高精度的平滑加工，能够降低旋转接头的制造成本。
[0032] 另外，可以任意选择所述旋转蒸发器中的旋转驱动部的结构以及旋转机构、旋转接头的保持结构等，并且，对于冷却器和馏出液接收器来说，可以根据试样及目标组分等浓缩操作条件来选用适宜的冷却器及馏出液接收器，能够采用立式冷却器、横式冷却器的任意一种。
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