CN103908937A - 一种多功能反应及分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多功能反应及分离装置，具有容器本体和位于容器本体外部的双层玻璃恒温腔；恒温腔上部和下部分别设有恒温介质出口和恒温介质进口；容器本体顶部设有至少一个顶层接口，容器本体侧面设有至少一个加料口，容器本体侧面的中下部设有过滤回流接口，容器本体底部还设有过滤出口，顶层接口、加料口、过滤回流接口和过滤出口均与容器本体内腔相连通。本发明装置可进行多种反应及分离操作，对容器内的混合物，在反应的同时可以对某些特定的组分进行分离，促使平衡向生成产物的方向移动，这样既提高产物的纯度，也提高反应物的转化率。因此本发明装置作为一种反应、分离设备，具有绿色、环保、高效等特点。

Description

一种多功能反应及分离装置

技术领域

本发明涉及一种对混合物进行反应和分离的装置，尤其涉及一种多功能反应及分离装置。

背景技术

目前市面上出现一些用于恒温下反应的双层玻璃容器，见图1，但大多玻璃容器结构简单，且反应装置敞口的，不能保证混合物在密封条件下反应与分离；其二、接口较少，不利于复杂的反应、分离操作。另外，目前市面上有一种广泛使用的双层玻璃反应釜，能用于混合物的反应，也能进行恒温，但是只能进行电动搅拌，不能进行磁力搅拌，不能进行萃取、过滤等较为复杂的分离操作。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，对装置进行合理设计，提供一种确保该装置能恒温、能配合磁力搅拌，能用于混合反应，及过滤、萃取、蒸馏等分离操作的多功能反应及分离装置。

实现本发明目的的技术方案是：一种多功能反应及分离装置，具有容器本体和位于容器本体外部的双层玻璃恒温腔；所述恒温腔上部和下部分别设有恒温介质出口和恒温介质进口；所述容器本体顶部设有至少一个顶层接口，所述容器本体侧面设有至少一个加料口，所述容器本体侧面的中下部设有过滤回流接口，容器本体底部还设有过滤出口，所述顶层接口、加料口、过滤回流接口和过滤出口均与容器本体内腔相连通。

上述技术方案，所述容器本体顶部为外凸的弧形，弧形顶部上的顶层接口有三个，包括第一顶层接口、第二顶层接口和第三顶层接口，所述三个顶层接口大小相同，两两夹角为120度，均匀分布在所述容器本体弧形顶部。

上述技术方案，所述加料口有三个，包括第一加料口、第二加料口和第三加料口，所述三个加料口水平方向两两夹角呈120度对称分布，竖直方向等距分布。

上述技术方案，所述过滤出口与容器本体内腔连接处与容器本体相平，过滤出口朝向与水平面之间具有向下倾斜的夹角。

上述技术方案，所述过滤出口朝向与水平面之间的向下倾斜的夹角为45°。

上述技术方案，所述过滤回流接口水平方向上与过滤出口之间的夹角为α，80°≤α≤120°。

上述技术方案，所述过滤回流接口水平方向上与过滤出口之间的夹角为α为100°。

上述技术方案，所述过滤回流接口在容器本体内端呈弯嘴状，所述过滤回流接口弯嘴出口处与容器本体内壁平行。

上述技术方案，所述反应及分离装置为玻璃材质。

采用上述技术方案后，本发明具有以下积极的效果：

（1）能使混合物在特定条件下进行反应及分离操作，特别能使混合物的温度恒定在特定的数值。

（2）本发明装置不仅能用于混合物的反应，而且能够进行固—液相（如结晶）、液—气相（如蒸发）、液—液相（如萃取）分离操作，实现混合物在反应的同时进行分离，使生成的产物及时移除，从而促进反应顺利。

（3）本发明装置可配合磁力搅拌器的使用，无需安装电动搅拌器，从而减少电动搅拌带来的噪音以及搅拌棒对混合物的污染。另外通过过滤回流的液体搅动混合物，使混合物均匀分散。

（4）本发明装置特别用于对混合物结晶的分离，通过外接微型循环泵对含晶体的混合物进行抽滤，及时分离出晶体，并回收母液。

（5）本发明装置通过控制反应及分离的条件，提高反应物的转化率、产品纯度，减少废弃物的排放，具有绿色、高效等特点。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1为传统双层玻璃反应杯；

图2为本发明多功能反应及分离装置主视图；

图3为本发明多功能反应及分离装置俯视图；

图4为本发明横向截面视图；

图中1、容器本体；2、恒温腔；21、恒温介质出口；22、恒温介质进口；3、顶层接口；31、第一顶层接口；32、第二顶层接口；33、第三顶层接口；4、加料口；41、第一加料口；42、第二加料口；43、第三加料口；5、过滤回流接口；6、过滤出口。

具体实施方式

（实施例1）

见图2至图4，本发明具有容器本体1和位于容器本体1外部的双层玻璃恒温腔2；所述恒温腔2上部和下部分别设有恒温介质出口21和恒温介质进口22，恒温介质从恒温腔下部的恒温介质进口22进入，从上部恒温介质出口21流出，从而有利于使容器维持在某一特定的温度。所述容器本体1顶部设有至少一个顶层接口3，所述容器本体1侧面设有至少一个加料口4，所述容器本体1侧面的中下部设有过滤回流接口5，容器本体1底部还设有过滤出口6，所述顶层接口3、加料口4、过滤回流接口5和过滤出口6均与容器本体1内腔相连通。

优选地，所述容器本体1顶部为外凸的弧形，弧形顶部上的顶层接口3有三个，包括第一顶层接口31、第二顶层接口32和第三顶层接口33，均为磨口玻璃材质，所述三个顶层接口3大小相同，两两夹角为120度，均匀分布在所述容器本体1弧形顶部。此三个顶层接口可接温度检测器、电力搅拌器，也可接冷凝回流装置等，从而既可进行密封，又可实现多种附加功能。

优选地，所述加料口4有三个，包括第一加料口41、第二加料口42和第三加料口43，所述三个加料口4水平方向两两夹角呈120度对称分布，竖直方向等距分布。三个加料口4既可方便加料，也可以实现在不同的容器间进行物质交换与传递，还可用作液—液相如萃取分离过程的上层液体分流口，实现混合组分的分离。

优选地，所述过滤出口6与容器本体1内腔连接处与容器本体1相平，过滤出口6朝向与水平面之间具有向下倾斜的夹角，这有利于固相组分流出。本实施例过滤出口6朝向与水平面之间的向下倾斜的夹角为45°。

优选地，所述过滤回流接口5水平方向上与过滤出口6之间的夹角为α，80°≤α≤120°。本实施例所述过滤回流接口5水平方向上与过滤出口6之间的夹角为α为100°。过滤回流接口5与底部呈一定的高度差，过滤后的母液从过滤回流接口5流回容器本体1内。过滤回流接口5、过滤出口6的主要功能是配合外接过滤装置进行过滤，容器中混合物生成的固相组分经过滤出口6流向过滤装置，被微型泵泵入过滤回流接口5，流回容器本体1，这类似于固相组分的抽滤过程。上述过滤出口6之所以置于容器本体1的侧底部是为了方便配合磁力搅拌，例如过滤出口6若置于底部中间位置，则磁子会掉入过滤出口6而无法搅拌。另外过滤回流接口5还可实现一个辅助功能——分散混合物作用。

优选地，所述过滤回流接口5在容器本体1内端呈弯嘴状，所述过滤回流接口5弯嘴出口处与容器本体1内壁平行，见图3和图4。微型水泵泵回的液体在弯嘴处有一定的初速度，并沿着箭头方向回旋流动，对于粘度较低的混合液体，其可以起作分散混合物，使液体浓度均一化的作用。

优选地，所述反应及分离装置为玻璃材质。

本发明的工作原理为：本发明装置配合一些外接部件能实现多种反应与分离功能，其功能包括：

1)本发明装置配合一些外接部件可以控制容器内的压强与温度。例如顶部、侧面或底部接口可导入或导出气体，并接上气压计，通过调节加入的气体量或气体流量则可以控制容器中的压强；如附图2所示，恒温介质出口21、恒温介质进口22分别为恒温腔2的出口与入口，外接精密恒温液浴槽，恒温液体介质从恒温介质进口22进入，从恒温介质出口21流出，恒温液体介质可以是水，油或者低温融盐，通过这种方式可将容器恒定在特定温度；

2）本发明装置配合一些外接部件可以进行多种相分离功能。例如顶部可外接蒸馏或精馏装置，进行气—液分离；由于侧面加料口4的存在，本装置进行液—液萃取分离时，上层液体可从上部加料口4分流，下层液体则可从下部加料口4分流；底部侧面的过滤回流接口5通过外接过滤装置以及微型泵，对混合溶液中产生的固相组分进行及时抽滤分离；

3）本发明装置可以进行可能含有气相、固相组分的多种类型的混合反应；

4）综上所述，由于本发明装置可进行多种反应及分离操作，对容器内的混合物，在反应的同时可以对某些特定的组分进行分离，促使平衡向生成产物的方向移动，这样既提高产物的纯度，也提高反应物的转化率。因此本发明装置作为一种反应、分离设备，具有绿色、环保、高效等特点。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种多功能反应及分离装置，具有容器本体（1）和位于容器本体（1）外部的双层玻璃恒温腔（2）；所述恒温腔（2）上部和下部分别设有恒温介质出口（21）和恒温介质进口（22）；其特征在于：所述容器本体（1）顶部设有至少一个顶层接口（3），所述容器本体（1）侧面设有至少一个加料口（4），所述容器本体（1）侧面的中下部设有过滤回流接口（5），容器本体（1）底部还设有过滤出口（6），所述顶层接口（3）、加料口（4）、过滤回流接口（5）和过滤出口（6）均与容器本体（1）内腔相连通。

2.根据权利要求1所述的多功能反应及分离装置，其特征在于：所述容器本体（1）顶部为外凸的弧形，弧形顶部上的顶层接口（3）有三个，包括第一顶层接口（31）、第二顶层接口（32）和第三顶层接口（33），所述三个顶层接口（3）大小相同，两两夹角为120度，均匀分布在所述容器本体（1）弧形顶部。

3.根据权利要求1所述的多功能反应及分离装置，其特征在于：所述加料口（4）有三个，包括第一加料口（41）、第二加料口（42）和第三加料口（43），所述三个加料口（4）水平方向两两夹角呈120度对称分布，竖直方向等距分布。

4.根据权利要求1～3任一项权利要求所述的多功能反应及分离装置，其特征在于：所述过滤出口（6）与容器本体（1）内腔连接处与容器本体（1）相平，过滤出口（6）朝向与水平面之间具有向下倾斜的夹角。

5.根据权利要求4所述的多功能反应及分离装置，其特征在于：所述过滤出口（6）朝向与水平面之间的向下倾斜的夹角为45°。

6.根据权利要求1～3任一项权利要求所述的多功能反应及分离装置，其特征在于：所述过滤回流接口（5）水平方向上与过滤出口（6）之间的夹角为α，80°≤α≤120°。

7.根据权利要求6所述的多功能反应及分离装置，其特征在于：所述过滤回流接口（5）水平方向上与过滤出口（6）之间的夹角为α为100°。

8.根据权利要求7所述的多功能反应及分离装置，其特征在于：所述过滤回流接口（5）在容器本体（1）内端呈弯嘴状，所述过滤回流接口（5）弯嘴出口处与容器本体（1）内壁平行。

9.根据权利要求8所述的多功能反应及分离装置，其特征在于：所述反应及分离装置为玻璃材质。