CN102211006A - 下排料夹套反应釜 - Google Patents

Abstract

下排料夹套反应釜，包括内层壳体(1)、外层壳体(2)、下排料管(9)及压盖填料密封结构组成，下排料管(9)与内层壳体(1)平滑过渡连接，穿过外层壳体(2)的底部与外部排料管连接。内层壳体(1)与外层壳体(2)之间的夹套空间，通过压盖填料密封结构保证夹套空间的有效性。与现有技术相比，本发明较好的解决了夹套反应釜内层壳体(1)与外层壳体(2)底部小口径下排料管(9)之间的平滑连接与密封性问题，夹套反应釜下排料结构不存在排料死区，排料更加顺畅，更能满足各种特殊取样过程和排料过程对反应釜设计的特殊要求。

Description

下排料夹套反应釜

技术领域

本发明属于夹套反应釜，是一种满足反应釜下部直排料的双层夹套反应釜。

背景技术

反应釜是生化实验中必不可少的重要装备。小型透明的夹套反应釜通常为双层玻璃制造，内层放入反应物与培养物料，可做混合搅拌反应或生物培养，夹层可通入冷源或热源(冷冻液，热水或热油)做循环冷却或加热，维持反应釜内部反应过程温度控制。夹套反应釜由于温度控制精度高、温度变化缓慢、系统运行稳定而受到普遍认可，广泛应用于生物与化学合成反应过程中，是生物过程实验、现代精细化工、生物制药和新材料合成等实验研究的理想装备。

目前实验室用的夹套反应釜，其物料的取样与排料通常是从反应釜上部顶盖通过蠕动泵抽取或通过向反应釜内增压排料实施的，取样或排料行程较长，难以满足快速取样、样品短时间凝固保存的特殊需要。而需要从容器底部直排出料取样时，这种下排料夹套反应釜结构主要是两种型式：

第一种方式是采用在内层壳体底部加工出大口径下排料管，外层壳体与内层壳体间的夹套空间覆盖内层壳体的反应保温区间，通过在下排料管内插入一排料支管，将大口径下排料管调节至小口径对外输出，如下排料管直径为32mm，通过插入内径为5mm至10mm的四氟排料支管，实现向小口径下排料管转化。对插入夹套反应釜内层壳体下排料管内的四氟支管，通过卡环和螺纹套筒固定并压紧在反应釜下排料管上，实现四氟支管与反应釜排料管间的固定与密封，外部连接管道通过与四氟支管对接实现夹套反应釜向外排料输出。

第二种方式是在夹套反应釜的内层壳体底部直接加工出小口径的下排料管，这种情况下，受外层壳体与内层壳体间的熔合工艺限制，外层壳体难以包覆住内层壳体，从而在反应釜内层壳体下排料管周边出现裸露的内层壳体，即夹套反应釜真正的夹套层只限于反应釜的中段，在下排料管与反应釜接口处存在一定裸露面积的非夹套温控区，导致反应釜内部温度变化快，温度分布不均衡、控制过程不理想。

在以上背景技术中，对于第一种情况，需要通过四氟支管插入下排料管以调节下排料管输出口径，这种结构一方面由于插入下排料管内的四氟支管不可能做到与下排料管内壁面很好的压紧贴合，必然存在部分反应物置留在这种安装缝隙内，由于缝隙内沉积的反应物由于离排料管口较近，又无法在取样初期一次性全部排出，这种取样杂质对测量样品的真实有效性的影响，在一些严格的实验研究中难以评估；而且，这种连接固定方式的排料管及其密封结构，由于四氟支管连接件较长，取样时的初始空排料量多，也造成较多的反应物质浪费现象。而对于第二种情形，虽然可以解决下排料管口径与反应物残留的问题，但下排料管附近区域的内层裸露壳体，仍是使用者难以接受这种夹套反应釜的重要原因。

为此，需要一种下排料管口径小，下排料管与内层壳体平滑过渡连接，并能够确保夹套内层壳体外的温控液体能覆盖反应工作区的新型夹套反应釜。

发明内容

本发明的目的是提供一种下排料夹套反应釜，以克服现有下排料夹套反应釜在结构与使用上的诸多不足，实现下排料管口径小并与内层壳体平滑过渡、内层壳体反应区被充分覆盖的夹套反应釜。

本发明的夹套反应釜由内层壳体、外层壳体、下排料管，以及压盖填料密封结构组成，其特征包括：

内层壳体的纵截面为U形，上部为法兰开口，可通过法兰实现与反应釜外部输送管路、测量系统与搅拌设备连接固定，内层壳体底部有一与其平滑过渡连接的下排料管，反应产物可通过下排料管对外输出或取样分析。外层壳体为一直径大于内层壳体、并套装在内层壳体外的U形结构件，外层壳体上部可与内层壳体熔合焊接，或者与内层壳体通过法兰、填料等密封连接。外层壳体底部有开孔，开孔位置与下排料管对应，并允许下排料管从其底部开孔处穿出。外层壳体在与内层壳体套装后，能在内层壳体与外层壳体间形成有效的夹套空间。内层壳体与外层壳体之间通过压盖填料密封结构实现夹套内空间的密封。

一种压盖填料密封结构由压盖和填料环组成，其特征包括压盖为一具有内螺纹或外螺纹且中心开孔的螺帽式压盖，压盖上的螺纹与外层壳体连接处的螺纹结构配对连接，压盖旋紧于外层壳体底部，并将置于下排料管外侧填充外层壳体与下排料管之间间隙的填料环压紧保证夹套密封结构的密封性。

另一种压盖填料密封结构由密封盖、卡环、紧固件、垫片、填料函、填料环、压盖等组成。其特征包括由密封盖、卡环、紧固件、垫片组成的平面密封结构和由填料函、填料环、压盖组成的轴向密封结构共同实现夹套空间的密封。平面密封是由固定在外层壳体底部开孔颈部的卡环，借助与卡环连接的紧固件去固定并拉紧密封盖，并压紧置于密封盖上的垫片实现的；而轴向密封是将填料环置于填料函内，由压盖压紧填料函内的填料环，以密实下排料管外壁安装间隙，实现下排料管外壁面的轴向密封。密封盖为一有中心孔的平板密封件，填料函与密封盖可为一整体结构，填料函中心孔套装在下排料管外，压盖通过螺纹或紧固件连接到填料函或密封盖上并压紧填料环。

采用该结构后，内层壳体内的反应物通过与其平滑过渡连接的下排料管向外排料，由于下排料管与内层壳体为一整体平滑连接结构，不存在安装配合死区，反应釜内的物料排放更加顺畅。而外层壳体与内层壳体间通过有效的压盖填料密封结构，保证了夹套空间的密封性，实现了反应釜小口径下排料管设计，并保证内层壳体外部夹套空间的有效性，确保夹套内的调温液体能覆盖全部内层壳体反应因间。

本发明外层壳体可采用波纹管状结构，以减少外层壳体与内层壳体间由于制造误差对压盖填料密封结构密封性的影响，并提高了抵抗外层壳体变形的能力。

与现有技术相比，本发明较好的解决了夹套反应釜内层壳体与外层壳体间夹套空间调温液体覆盖区间与小口径下排料管间的矛盾问题，压盖填料密封结构有效地解决了内层壳体与外层壳体间非熔合焊接的密封性问题，同时，这种压盖填料密封结构由于填料环的特有的回弹性能，也能较好的释放内层壳体与外层壳体间多点熔合焊接等强制密封连接可能引起的热应力集中对反应釜使用寿命的影响；内层壳体与排料管为整体结构平滑过渡，不存在排料夹层死区，排料更加顺畅；内层壳体底部的下排料管可加工得更加短小，使排料距离和排料时间缩短，取样时的初排量减少，节约实验物质消耗，便于实现特殊取样过程控制要求。

本发明适用于各种金属或非金属夹套反应釜结构，也适用于二层以上多层夹套反应釜结构。

下面参照附图对本发明的优选实施例做详细说明。

附图说明

图1为本发明的一种夹套反应釜基本结构示意图。

图2为本发明另一种夹套反应釜基本结构示意图。

图3为本发明另一种夹套反应釜基本结构示意图。

图4为本发明另一种夹套反应釜基本结构示意图。

图5为本发明两种卡环结构示意图。

其中，1内层壳体，2.外层壳体，3.卡环，4.密封凸台，5.密封盖，6.垫片，7.填料函，8.压盖，9.下排料管，10.填料环，11.紧固件，12.螺纹套筒，13弹性环。

具体实施例

如图1所示，本发明的一种夹套反应釜由内层壳体1、与内层壳体1连接的下排料管9、外层壳体2和与外层壳体2螺纹连接的压盖8，以及安装于下排料管9外侧填充外层壳体2与下排料管9轴封间隙的填料环10组成。图1中，外层壳体2套装于内层壳体1的外面，压盖填料密封结构由压盖8压紧填料环10实现外层壳体2与下排料管9间的轴向密封。填料环10可以为V形、楔形等特种填料结构。

如图2和图3所示，本发明的另一种夹套反应釜，其特征包括在内层壳体1、与内层壳体2底部连接的下排料管9，外层壳体2底部开孔处有法兰式密封凸台4，与卡环3连接的紧固件11拉紧密封盖5压紧垫片6等实现夹套空间在外层壳体2底部的平面密封，固定于密封盖5上的填料函7套装于下排料管9外侧，填料函7内安装有填料环10，通过压盖8压紧，实现夹套空间在下排料管9外侧壁的轴向密封。其特征包括由卡环3卡紧于密封凸台4的颈部，连接于卡环3上的紧固件11连接密封盖5，并提供密封盖5所需要的密封压紧力，密封垫片6被密封盖5压紧在密封凸台4平面上；下排料管9穿过填料函7上的中心孔，由填料环10填充填料函7与下排料管9之间的轴向间隙，利用与密封盖5连接的压盖8压紧填料环10，防止下排料管9外侧壁面的轴向泄漏，通过有效的平面密封和轴向密封，保证了内层壳体1与外层壳体2形成的夹套空间的密封性要求。

如图4所示，其特征是将图2和图3中的紧固件替换为螺纹套筒12，密封盖5与螺纹套筒12通过螺纹连接压紧密封垫片6实现所需的平面密封。

如图2和图5所示，所述的卡环3为图5中的两个半圆环的连接件、或者为中间开口的环形连接件、或者为图2中所示的L形卡钩和紧固螺钉一整体结构件。

如图1至图5所示，所述的压盖8与填料环10之间，可以有一弹性环13，用以提高轴向填料密封的密封效果。

Claims (7)

1.下排料夹套反应釜，包括内层壳体(1)、外层壳体(2)、下排料管(9)和压盖填料密封结构组成，其特征包括在内层壳体(1)底部有一与其平滑连接的下排料管(9)，下排料管(9)穿过外层壳体(2)的底部的开孔，与外部管路连接。外层壳体(2)与内层壳体(1)之间，通过压盖填料密封结构实现夹套空间的密封有效性。

2.如权利要求1所述的下排料夹套反应釜，其特征包括所述的压盖填料密封结构由压盖(8)和填料环(10)组成，其特征还包括压盖(8)为一具有内螺纹或外螺纹且中心开孔的螺帽式压盖，压盖(8)上的螺纹与外层壳体(2)连接处的螺纹配对连接，压盖(8)旋紧于外层壳体(2)底部，压紧填料环(10)。

3.如权利要求1所述的下排料夹套反应釜，其特征包括所述的压盖填料密封结构由密封盖(5)、卡环(3)、紧固件(11)、垫片(6)、填料函(7)、填料环(10)、压盖(8)等组成。其特征包括由密封盖(5)、卡环(3)、紧固件(11)、垫片(6)等组成的平面密封结构和由填料函(7)、填料环(10)、压盖(8)等组成的轴向密封结构共同实现夹套空间的密封。

4.如权利要求1所述的下排料夹套反应釜，其特征包括外层壳体(2)可以为波纹状结构。

5.如权利要求1和3所述的下排料夹套反应釜，其特征包括所述的紧固件(11)可由螺纹套筒(12)代替，密封盖(5)通过与螺纹套筒(12)螺纹连接并压紧垫片(6)。

6.如权利要求1和3所述的下排料夹套反应釜，其特征是所述的卡环(3)由两个半圆环的连接件、或者为中间开口的连接件、或者为与紧固件(11)整体制作的L形卡钩连接件。

7.如权利要求1所述的下排料夹套反应釜，其特征是所述的压盖(8)与填料环(10)之间，可以有一弹性环(13)。

Images