[发明专利]一种基于区域熔炼原理的有机固体纯化装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于区域熔炼原理的有机固体纯化装置，属于提纯操作技术领域。

背景技术

区域熔炼是重要的化工新技术之一，该技术在美国、荷兰、英国、日本等较发达的国家出现较早，主要是利用杂质在金属的凝固态和熔融态中溶解度的差别，使杂质析出或改变其分布的一种方法。它是由W.G.Pfann于1952年首次提出的，最初应用于高纯度锗的生产，之后成为研究的热点，并且广泛应用于高纯度材料的制备。区域熔炼技术早在50到60年代便在相关理论上获得突破，取得了较为成熟的技术资料，并且还开发出了一些作为商业应用的区域熔炼提纯仪的早期雏形，随后有部分仪器产品相继问世。随着微型计算机和通信技术的发展，区域熔炼设备的自动化技术也在日趋成熟，不断更新的技术铸就了仪器本身的提纯效果和自动化水平，就目前而言，该技术己经在许多领域得到应用，比如制备共晶的复合材料、由于混合物的热敏性比较高而不适合分馏的物理的提纯、分离沸点接近的混合物以及合成宝石等。

    区域熔炼经过60多年的发展，己经成为制备高纯度材料的主要方法之一，目前三分之一的元素及数百种无机和有机化合物均能通过区域熔炼提纯达到很高的纯度。区域熔炼提纯的费用虽然至今仍然较高且产量较低，但针对其他工艺难以提纯的材料颇具应用价值。近年来，区域熔炼主要用于制备半导体、难熔金属、稀土金属等材料。

在区域熔炼技术的研究应用方面，我国的起步比较晚，大多都是一些科研所和部分高校对其进行研究，他们研究的物质主要也是一些通用材料的纯化，比如半导体、金属等的提纯等等。目前还涉及到例如硅和锗的超纯提纯、区域熔炼高真空光纤提纯装置、金属氢气的多熔区发生装置以及单晶生长等方面的仪器与相关技术的研究，但是在许多方面还是处于试验和探索的阶段。许多研制出的区域熔融提纯装置由于其结构复杂、体积庞大、可靠性不高、效率较低并且自动化水平较低，这些对区域熔炼提纯技术的产品研究和推广应用都会产生不利的影响。

发明内容

针对上述技术问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种基于区域熔炼技术，克服现有技术的缺点，能够有效提高实验室有机物纯化实验结果准确性的基于区域熔炼原理的有机固体纯化装置。

本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种基于区域熔炼原理的有机固体纯化装置，包括装置基座、丝杠、滑块、步进电机、运动控制器、金属触点、加热圈装置、试管、试管固定架、抽真空装置、两个接近开关、至少一根导轨；其中，试管固定架设置在装置基座的上表面，试管与试管固定支架可拆卸式连接，并经试管固定支架竖直设置，且试管的管口向上；各根导轨的其中一端分别与装置基座的上表面相连接，且各根导轨竖直设置，滑块的侧边设置与各根导轨形状、位置分别相对应的各个滑槽，滑块通过其各个滑槽沿各根导轨在竖直方向上进行上下滑动；滑块表面上设置通孔，通孔的内径与丝杠的外径相适应，丝杠外表面设置螺纹，通孔的内壁上设置与丝杠表面螺纹相对应的螺纹；运动控制器与步进电机相连接，步进电机设置在装置基座的上表面，且步进电机的驱动端竖直向上；丝杠的一端与步进电机的驱动端相连接，丝杠与各根导轨相平行，且竖直穿过滑块上的通孔，丝杠在步进电机的控制下进行转动，滑块在其通孔内壁上的螺纹与丝杠表面螺纹的相互作用下，沿各根导轨竖直上下滑动，各根导轨的长度均大于等于丝杠的长度；加热圈装置通过连接杆与滑块的侧边相连接，加热圈装置套设在试管的外围，且不与试管相接触，加热圈装置在滑块上下滑动过程中，沿试管轴向上下移动；金属触点设置在滑块的侧边上，且随滑块的移动而竖直上下移动，两个接近开关分别与运动控制器相连接，两个接近开关分别设置在金属触点移动轨迹上预设的上下位置，通过接近开关与金属触点的接触产生触发信号，并经运动控制器控制步进电机工作，实现丝杠转动方向的改变，控制滑块的上下移动；抽真空装置与试管管口密封连接，用于针对试管内部实现抽真空操作。

作为本发明的一种优选技术方案：还包括固定顶座，固定顶座的一端与装置基座的上表面相连接，固定顶座的另一端分别与所述丝杠的另一端、所述各根导轨的另一端相连接。

作为本发明的一种优选技术方案：还包括脉冲信号发生器，所述运动控制器经脉冲信号发生器与所述步进电机相连接。

作为本发明的一种优选技术方案：还包括保温棉，保温棉覆盖在所述加热圈装置表面、除面向所述试管的区域以外所有的区域上。