CN105561904A - 一种微波合成仪 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种微波合成仪，涉及化学合成设备领域。本发明包括微波控制系统、温度监控系统、微波加热箱、反应器部件、微波发生器；所述微波发生器对微波加热箱通入微波，使微波加热箱内部反应瓶内试剂的合成反应温度保持合适的稳定温度；所述反应器部件往复运动使反应瓶内试剂受热均匀并搅拌充分完成反应；所述温度监控系统对微波加热箱内试剂实时监控，当监控到温度过高时，通过温度监控系统反馈给微波控制系统，微波控制系统调整微波发生器输出微波的频率，调节微波加热箱的温度到设定的稳定值，使微波加热温度均匀稳定。本发明微波合成仪，合成效率高、反应充分、受热均匀。

Description

一种微波合成仪
技术领域
本发明涉及化学合成设备领域，尤其是一种微波合成仪。
背景技术
微波技术应用于有机合成反应，其反应速度比常规方法要加快数十甚至数千倍，并且能合成出常规方法难以生成的物质，正越来越广泛运用于材料，制药，化工及其他相关科研和教学领域。
现有的微波合成仪多采用普通微波炉内置反应器，增加搅拌设备的结构，此种合成仪由于微波设备都是传统的驻波单模系统，能量界面直径较小，腔体体积受限，内置反应器容积小，合成产量小；另一个缺点是受腔体限制，因热密度高体积小极易产生过强量热耦合损坏反应物，从而造成合成失败；此类合成仪采用普通旋转搅拌设备，容易造成搅拌不均匀，反应不充分，影响合成效率及纯度。
发明内容
本发明的目的是解决上述不足，提供一种新型合成效率高、反应充分、受热均匀的微波合成仪。
为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种微波合成仪，包括微波控制系统1、温度监控系统2、微波加热箱3、反应器部件4、微波发生器5；所述微波控制系统1由电源11、可编程控制器12、调压模块13、晶闸管14、变压器15、控制变压器16组成；所述温度监控系统2由红外测温探头22和红外温感系统21组成；所述微波加热箱3由升降组件31、注液针盘32、微波箱壳体33组成，所述升降组件31固定在微波箱壳体33顶部，所述注液针盘32布置在微波箱壳体33内并与升降组件31相连；所述反应器部件4由固定圆盘41、反应瓶42、旋转轴43、电机44组成，所述反应瓶42周圈均布固定在固定圆盘41之上，整个固定圆盘41通过旋转轴43固定在电机44上，所述反应瓶42及固定圆盘41布置在微波箱壳体33内；所述微波发生器5安装在微波箱壳体33顶部中间；所述红外测温探头22安装在微波箱壳体33的侧面，并正对反应瓶42底部位置。
所述微波发生器5对微波加热箱3通入微波，使微波加热箱3内部反应瓶42内试剂的合成反应温度保持合适的稳定温度；所述反应器部件4往复运动使反应瓶42内试剂受热均匀并搅拌充分完成反应；所述温度监控系统2对微波加热箱3内试剂实时监控，当监控到温度过高时，通过温度监控系统2反馈给微波控制系统1，微波控制系统1调整微波发生器5输出微波的频率，调节微波加热箱3的温度到设定的稳定值，使微波加热温度均匀稳定。
进一步的，所述微波控制系统1中电源11提供交流电，通过调压模块13使变压器15电压升高并输出到微波发生器5，微波发生器5释放出微波能量传到微波加热箱3内部；所述微波控制系统1通过可编程控制器12设置温度，可编程控制器12控制信号传输到晶闸管14，传输变频信号到控制变压器16，通过控制变压器16改变输出变压器15的输出功率从而改变微波发生器5的输出功率，改变微波的输出能量达到微波变频的效果。所述微波控制系统1运行后，微波加热箱3的温度快速上升，红外测温探头22实时监控微波加热箱3的温度，当温度达到设定值，红外温感系统21把温度信号反馈给可编程控制器12，通过可编程控制器12控制关闭微波的发射，当微波加热箱3内部温度低于设定值时，红外温感系统21向可编程控制器12反馈温度信号重新开启微波。
进一步的，所述温度监控系统2对反应瓶42内溶液试剂温度实时监控，并通过电机44的往复转动让反应瓶42的各个部分与微波均匀接触从而避免微波不均匀而引起的温度局部过高。
进一步的，所述注液针盘32上周圈均布有注液针头，所述注液针盘32通过升降组件31做上下往复运动，在注液针盘32下降时对反应瓶42进行注液动作，完成注液动作后上升。
进一步的，所述反应瓶42材料为高硼玻璃，其上端瓶口为圆口，瓶口之下有凸起，所述反应瓶42下部为比瓶口大的外鼓瓶体，所述反应瓶42下端有出液口用于排除废液并接有转换接头，容器底部设置过滤片对溶液进行过滤处理，上部侧面有用于手动添加试剂的开口。
本发明有如下优点：1、可编程控制器可以实时控制微波的通断与发射频率，微波加热温度均匀稳定；同时可以减少多余能量的损耗，降低能耗；2、反应器部件往复运动，可以最大程度的使微波对反应瓶内试剂加热均匀，往复运动同时对反应瓶内试剂进行振动使反应物质充分混合、反应；3、微波加热箱内配置了多个反应瓶，并且每个反应瓶的微波加热效果均匀稳定，可以同时进行多组合成反应，提高了反应的效率；4、微波控制系统组织紧密，多个元器件集中在一个主机中，大大节省了设备所占据的空间体积，不同模块相对独立，便于维护维修；5、反应瓶均匀排布在固定圆盘上，正上方微波发射口能与每个反应器的距离相当，使反应瓶所接受微波能量相当，达到反应瓶内溶液试剂的反应温度一致。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中反应器部件及微波加热箱的示意图。
图3为本发明中反应器部件的示意图。
图4为本发明中微波控制系统的示意图。
图5为本发明中反应瓶的结构图。
图中：1-微波控制系统，2-温度监控系统，3-微波加热箱，4-反应器部件，5-微波发生器，11-电源，12-可编程控制器，13-调压模块，14-晶闸管，15-变压器，16-控制变压器，21-红外温感系统，22-红外测温探头，31-升降组件，32-注液针盘，33-微波箱壳体，41-固定圆盘，42-反应瓶，43-旋转轴，44-电机。
具体实施方式
如图1、图2、图3及图4所示，一种微波合成仪，包括微波控制系统1、温度监控系统2、微波加热箱3、反应器部件4、微波发生器5；所述微波控制系统1由电源11、可编程控制器12、调压模块13、晶闸管14、变压器15、控制变压器16组成；所述温度监控系统2由红外测温探头22和红外温感系统21组成；所述微波加热箱3由升降组件31、注液针盘32、微波箱壳体33组成，所述升降组件31固定在微波箱壳体33顶部，所述注液针盘32布置在微波箱壳体33内并与升降组件31相连；所述反应器部件4由固定圆盘41、反应瓶42、旋转轴43、电机44组成，所述反应瓶42周圈均布固定在固定圆盘41之上，整个固定圆盘41通过旋转轴43固定在电机44上，所述反应瓶42及固定圆盘41布置在微波箱壳体33内；所述微波发生器5安装在微波箱壳体33顶部中间；所述红外测温探头22安装在微波箱壳体33的侧面，并正对反应瓶42底部位置。
所述微波发生器5对微波加热箱3通入微波，使微波加热箱3内部反应瓶42内试剂的合成反应温度保持合适的稳定温度；所述反应器部件4往复运动使反应瓶42内试剂受热均匀并搅拌充分完成反应；所述温度监控系统2对微波加热箱3内试剂实时监控，当监控到温度过高时，通过温度监控系统2反馈给微波控制系统1，微波控制系统1调整微波发生器5输出微波的频率，调节微波加热箱3的温度到设定的稳定值，使微波加热温度均匀稳定。
所述微波控制系统1中电源11提供交流电，通过调压模块13使变压器15电压升高并输出到微波发生器5，微波发生器5释放出微波能量传到微波加热箱3内部；所述微波控制系统1通过可编程控制器12设置温度，可编程控制器12控制信号传输到晶闸管14，传输变频信号到控制变压器16，通过控制变压器16改变输出变压器15的输出功率从而改变微波发生器5的输出功率，改变微波的输出能量达到微波变频的效果。所述微波控制系统1运行后，微波加热箱3的温度快速上升，红外测温探头22实时监控微波加热箱3的温度，当温度达到设定值，红外温感系统21把温度信号反馈给可编程控制器12，通过可编程控制器12控制关闭微波的发射，当微波加热箱3内部温度低于设定值时，红外温感系统21向可编程控制器12反馈温度信号重新开启微波。
所述温度监控系统2对反应瓶42内溶液试剂温度实时监控，并通过电机44的往复转动让反应瓶42的各个部分与微波均匀接触从而避免微波不均匀而引起的温度局部过高。
所述注液针盘32上周圈均布有注液针头，所述注液针盘32通过升降组件31做上下往复运动，在注液针盘32下降时对反应瓶42进行注液动作，完成注液动作后上升。
如图5所示，所述反应瓶42材料为高硼玻璃，其上端瓶口为圆口，瓶口之下有凸起，所述反应瓶42下部为比瓶口大的外鼓瓶体，上部侧面有用于手动添加试剂的开口。

Claims (3)

1.一种微波合成仪，包括微波控制系统、温度监控系统、微波加热箱、反应器部件、微波发生器，其特征在于：所述微波控制系统由电源、可编程控制器、调压模块、晶闸管、变压器、控制变压器组成，所述温度监控系统由红外测温探头和红外温感系统组成，所述微波加热箱由升降组件、注液针盘、微波箱壳体组成，所述升降组件固定在微波箱壳体顶部，所述注液针盘布置在微波箱壳体内并与升降组件相连，所述反应器部件由固定圆盘、反应瓶、旋转轴、电机组成，所述反应瓶周圈均布固定在固定圆盘之上，整个固定圆盘通过旋转轴固定在电机上，所述反应瓶及固定圆盘布置在微波箱壳体内，所述微波发生器安装在微波箱壳体顶部中间，所述红外测温探头安装在微波箱壳体的侧面，并正对反应瓶底部位置。
2.根据权利要求1所述的一种微波合成仪，其特征在于：所述反应瓶材料为高硼玻璃。
3.根据权利要求1所述的一种微波合成仪，其特征在于：所述反应瓶上端瓶口为圆口，瓶口之下有凸起，所述反应瓶下部为比瓶口大的外鼓瓶体，所述反应瓶下端有出液口，上部侧面有用于手动添加试剂的开口。
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