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陌生仪器装置之三通阀及单向阀

一、三通阀

三通阀是指阀体有三个口、一进两出的阀门装置,用于传输液体或气体。三通阀有多种多样的结构形状,常见材质有金属、塑料、玻璃等,如图15所示。

陌生仪器装置之三通阀及单向阀

三通阀按照通口不同可以分为L型通口和T型通口,流体流向示意图如图16所示。

陌生仪器装置之三通阀及单向阀

2023年湖南卷考查三通阀的使用,考题如图17所示,答案为B。向集气管中充入H2时,H2从左侧进入,向下进入集气管,右侧为封闭状态。当由集气管向装置Ⅱ供气时,此时孔路位置需调节为气体由下方的集气管向右进入装置Ⅱ,对应B选项。

陌生仪器装置之三通阀及单向阀

2023年湖北卷冷指冷凝管考题也应用到三通阀(见图1),考题B选项“抽真空后加热外管”,普遍认为仪器抽真空后不可以再加热,实际上这个实验中采取动态真空操作,装置中有三通管,一个抽真空,一个通氮气,“抽真空-通氮气”反复进行,保证了内外压力,这个过程中“抽真空后加热外管”没有安全问题。这种操作属于无水无氧技术中的Schlenk操作(双排管操作),特点就是在惰性气体氛围下将体系反复抽真空-充惰性气体,对真空度要求不太高,比较有效,也比较安全,已被广泛运用。应用该技术的装置中三通阀必不可少。

中学化学教学中,一些学者借助医用三通阀开发绿色环保实验装置,取得较好的效果,如王爱华[3]设计SO2性质微型化实验,周密[4]改进铜与浓硫酸反应实验等,如图18。

陌生仪器装置之三通阀及单向阀

二、单向阀

单向阀,又称止回阀或逆止阀,流体只能沿进口流动,出口介质无法回流,用于液压系统中防止液流反向流动,或者用于气动系统中防止压缩空气逆向流动。2020年6月浙江卷实验装置用到单向阀。单向阀有很多种类,常用有以下几种:

(1)弹簧式:液体由下而上,依靠压力顶起弹簧控制的阀瓣,压力消失后,弹簧力将阀瓣压下,如图19所示。

陌生仪器装置之三通阀及单向阀

(2)重力式:和弹簧式相似,依靠阀瓣自身重力封闭,防止倒流。

(3)旋启式:液体在阀体内直通,依靠压力顶开一侧的旋转阀瓣,压力失去后,反向的液体压力封闭阀瓣。

(4)隔膜式:一般为橡胶隔膜,当入口压力增加时,橡胶隔膜会弯曲打开,压力消失隔膜恢复原状,通过橡胶隔膜的形变防止回流。

(责任编辑:化学自习室)
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