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当液体混合物沿加热板流动并被加热，轻、重分子会逸出液面而进入气相，由于轻、重分子的自由程不同，因此，不同物质的分子从液面逸出后移动距离不同，若能恰当地设置一块冷凝板，则轻分子达到冷凝板被冷凝排出，而重分子达不到冷凝板沿混合液排出。这样，达到物质分离的目的。短程分子蒸馏装置带有加热夹套的圆柱型筒体，转子和内置冷凝器；在转子的固定架上装有刮膜器和防飞溅装置。内置冷凝器位于蒸发器的中心，转子在圆柱型筒体和冷凝器之间旋转。从加热面上逸出的轻分子，经过短的路线和几乎未经碰撞到内置冷凝器上冷凝成液，并沿冷凝器管流下，通过位于蒸发器底部的出料管排出；残液即重分子在加热区下的圆形通道中收集，再通过侧面的出料管中流出。

夹套的长度与分段则根据提供能源的途径、内部冷凝器结构以及刮板具体尺寸等参数来确定。当能源为导热油时，夹套内部可以考虑设置导流板，以强化加热器的蒸发传热过程。筒体与上下封头组成密闭空腔，短程分子蒸馏装置连接处必须采用可靠的密封结构，以满足分子蒸馏过程要求的极高真空度的严格要求。在特定条件下甚至考虑磁流体密封结构，如果系统有特殊要求时，也可以考虑磁力驱动设计，转轴处的动密封转变为静密封，这将更好地确保极高真空度的要求。设置原料液除气器，以便除去被设备内部吸附的空气或挥发性不凝成分，应根据系统具体要求，可设计为多种形式:壁面反射式、层板式、喷射式、填料式、降膜式等；也有采用刮板薄膜蒸发器作为原料液除气器的。