CN105689018A - 一种平行实验设备与平行实验方法 - Google Patents

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Abstract

一种平行实验设备，其特征在于，包括：实验舱，其与转动电机或振动电机相关联，实验舱沉浸在充入传热介质导热油的加热池中，或者实验舱内改为加热池，加热池内设有加热器和温度控制器；至少一个实验单元，各实验单元依次并联、可拆卸地固定于实验舱内。本发明的设备可整体置于某一实验条件下，如加热等，可一次对多个相同或不同样本在不同或相同条件下进行反应实验，实验效率高、对比效率高、所需物料少、适应物料范围广和实验成本低，同时，本发明的设备制作简单、投资少，适合于化工、湿法冶金、制药等行业的物料反应实验。

Description

一种平行实验设备与平行实验方法
技术领域
本发明涉及一种平行实验设备与平行实验方法，其可以同时针对多个样本或多种工况进行实验，属工业实验设备技术领域。
背景技术
在工业生产中，很多物料反应的工艺参数和所能达到的技术指标均需通过实验来确定。
一种常见的实验用反应容器是微小型耐压容器，其可以在不同温度、压力等条件下进行实验。然而，微型实验用反应容器中的物料缺少均匀搅动，容易产生沉积、结壁、分层等不均现象，实验效果差，适应的物料种类受限。通常，该类实验容器为单个操作，实验效率较低。
另一种常见的实验用反应容器是较大型的耐压反应釜，反应釜一般带有搅拌装置和加热/冷却装置，可较好地模拟实际生产条件。但是，较大型的实验用反应釜造价较高、容积相对较大，实验所需物料量较多，实验成本较高。
然而，无论是微小型耐压容器，还是较大型实验用反应釜，一次只能对一个样本或一种物料组分情况进行实验，实验结果可比性较差，实验效率较低。
现有技术中，企业要么选用没有搅拌措施的微小型耐压容器，要么选用有搅拌措施的较大型的耐压反应釜。对两者存在的不足都听之任之，在传统的设备条件下，耗时、耗财、耗力地进行着重复性的实验工作。
现有技术中，已经形成了一种技术上的偏见，认为实验用的反应容器就应该如此，没有人考虑如何去设计一种实验效率高、实验效果好、实验成本低、集传统各种实验用反应容器的优点于一身的新一代产品。
发明内容
本发明的目的是提供一种平行实验设备与一种平行实验方法，其可以同时针对多个样本或多种工况进行实验，可一次对多个样本在多种条件下进行实验，实验效率高、对比效率高、平行实验结果可比性强、可信度高、实验成本低。
为此，根据本发明的一个方面，提供了一种平行实验设备，其特征在于，包括：
实验舱，其与转动电机或振动电机相关联，实验舱沉浸在充入传热介质(导热油)的加热池中，或者实验舱内改为加热池，加热池内设有加热器和温度控制器；
至少一个实验单元，各实验单元依次并联、可拆卸地固定于实验舱内。
优选地，实验舱的两侧设有转轴，转轴可转动地安装在支座上；和/或，各实验单元的容积小于1升。
优选地，所述实验单元包括容器筒体和可与容器筒体拆分的容器盖，容器盖与容器筒体密封螺纹连接，或在连接处设有密封垫片；
实验单元为圆柱形钢制耐压容器；和/或
实验单元内装有用于随设备转动或振动搅动和磨碎试样的至少一个钢球。
优选地，实验舱内设有可一次安放并固定多个实验单元的支架；支架上设有可方便地放入、固定和取出实验单元的卡子；和/或实验单元的轴线和实验舱转轴的轴线垂直。
优选地，支座为滚动轴承座或滑动轴承座；至少一端的转轴套装有齿轮或链轮；电机为变频电机或加装变频器的电机；和/或设备设有匀速或变速传动机构。
优选地，实验舱由相互并联、可独立转动的子实验舱组成，每个子实验舱内设有一个实验单元及其该实验单元独自的油浴加热和温控系统。
优选地，每个子实验舱内设有独立的舱盖。
优选地，每个实验单元具有自身的压力充气孔；和/或各实验单元具有不同的高度和/或内径。
优选地，加热池为充入导热油或变压器油的加热池；和/或所述加热器为电热管。
根据本发明的另外一个方面，提供了一种平行实验方法，其特征在于，将多个实验筒依次并联、可拆卸地固定于同一个可以产生转动或振动的元件上，使得
一次对多个不同样本在相同条件下(转速、温度、搅拌强度等)进行实验；
一次对多个相同样本在不同条件下进行实验；或
一次对不同样本在不同条件下进行实验，
从而实验效率高、平行实验结果可比性强、可信度高、实验成本低。
根据本发明，可较真实地模拟实际生产的反应条件，适应范围广；可一次对多个不同样本在相同条件下进行实验，可一次对多个相同样本在不同条件下进行实验，也可一次对不同样本在不同条件下进行实验，实验效率高；平行实验在基本相同的条件下完成(转速、温度、搅拌强度等)，平行实验结果可比性强、可信度高、规律(趋势)明显，单次实验所需物料少，实验成本低；设备制作简单，造价低。
本发明克服了现有技术中的技术偏见，提供了一种实验效率高、对比效率高、实验效果好、实验成本低、性能优于各种传统实验用反应容器的新一代产品。
附图说明
图1为根据本发明第一实施例的平行实验设备示意图。
图2为根据本发明第二实施例的平行实验设备示意图。
图3为根据本发明第三实施例的平行实验设备示意图。
图4为本发明采用的实验单元的结构示意图。
图5为本发明的凸轮激振的一个实施例的原理示意图。
图6为本发明的实验单元随转轴转动的一个实施例的原理示意图。
图7为本发明的实验单元的单独停止的一个实施例的原理示意图。
具体实施例
以下结合附图1-7对本发明的实施例做进一步的详细说明。
如图1所示，根据本发明的第一实施例，用于实验红土镍矿的酸浸在一定温度下，不同固液比、不同酸度对镍浸出率的影响。钢制圆柱形耐压容器1的盖1.2与筒体1.1通过螺纹连接并密封，实验时将容器1的盖1.2打开，将一定量的红土镍矿矿浆、水和硫酸加入容器1，同时放入几个搅动物料的钢球1.3，旋紧容器盖密封。实验舱2可同时放置和固定6个密封容器1，实验舱2的转轴3装在滚动轴承座4上，轴承座4固定在加热池5内的支板上。实验舱2的支架一端的转轴上装有齿轮，安装在加热池5外的减速电机通过齿轮传动带动整个实验舱2旋转。加热池5底部设有加热的电热管6，一侧装有温控仪表7，必要时，加热加热池5上可以加盖子。
实验时，取6份等量的同一批次的红土镍矿矿浆，按不同固液比、不同酸度配制成6份实验样本，分别装入6个密封容器1，密封容器1放入实验舱2内，并固定好。向加热池5内加入适量的导热油(以淹没实验舱2为宜)，开启电机，让实验舱2的支架转动，将加热池5内电加热管6通电加热，利用温控仪表7将油温加热并控制在一定温度范围内。保温一定的时间。停转动电机、停加热电源，取出6个容器，即可对6个容器内物料的镍浸出率进行分别检测，确定6种不同实验条件下的反应效果，找出其中最佳的反应条件。
同时，利用此设备，可以很准确地实验某一条件参数对反应过程的影响。如反应时间对浸出率的影响，只须将6个实验容器在其他条件均相同的情况下，按时间要求顺序取出，分析实验结果，即可得出反应时间对浸出率的影响规律。对红土镍矿进行不同程度的研磨，可得出反应物粒度对浸出率的影响规律。调整反应初始液固比，可得出液固比对浸出率的影响规律，调整反应的温度(压力)，可得出温度(压力)对浸出率的影响规律等等。
在各个影响因子对浸出率的影响规律都明确后，即可对各反应条件参数进行优化，并可做优化实验和重现性实验。
本发明的实验用低压容器的装置包括小型密封容器实验单元1、实验舱2、转轴3和支座4。如图4所示，所述实验单元由容器筒体1.1和容器盖1.2组成，容器盖1.2与容器筒体1.1可拆分；实验的介质装入实验单元1中，实验单元1可放置并固定在实验舱2上，实验舱2可绕其转轴3转动。小型密封容器内装有至少一个钢球，以在实验装置转动时对容器内物料起搅动和磨碎作用。
特别是，密封容器为圆柱形钢制耐压容器，容积小于1升，容器盖与筒体采用螺纹连接，采用密封螺纹或加装密封垫片进行密封，容器内放入适量钢球，以利装置转动时对物料进行搅动。
特别是，实验舱可一次放置并固定多个密封容器，支架上设有固定容器的活动卡子，密封容器可方便地放入支架并固定，也可方便地取出。
特别是，转轴轴线与放入支架的圆柱形密封容器轴线垂直。
特别是，实验舱转轴装入滚动或滑动轴承座，便于装入密封容器的支架轻快转动。转轴一端套装有齿轮、链轮等传动构件，利于整个装置采用非人工动力转动。
特别是，所述设备采用电机或减速电机为动力，通过减速变速装置、齿轮或链条传动机构带动整个装置转动。
特别是，带动装置转动的电机为变频电机或加装变频器。
特别是，所述设备放入加热池中采用油浴加热，加热池内装有电热管和温度控制器，可在一定范围内进行任意温度条件下的物料反应实验。
特别是，所述设备传热介质为导热油或变压器油。
在如图1所示的第一实施例中，转轴3和支座4设置在加热池5中。
如图2所示，在第二实施例中，转轴3和支座4设置在加热池5外。
在其他没有示出的实施例中，可以取消图1-2中的加热池5，实验舱2本身兼做加热池。
如图3所示，在第三实施例中，实验舱由相互并联、可独立转动的子实验舱2组成，每个子实验舱2内设有一个实验单元1及其该实验单元1独自的油浴加热6和温控系统7。
每个子实验舱2内设有独立的舱盖1.2。
每个实验单元1具有自身的压力充气孔10，这样，每个实验单元1内可以具有不同的压力；
各实验单元1可具有不同的高度，也可具有不同的内径，以适应样本量有多有少、有大有小的各种情况。
本发明的各实验单元也可以通过振动实现试样的搅拌。例如，如图5所示，可以采用凸轮11与各子实验舱2的共同杆或轴3实施激振。
本发明中，本领域的技术人员还可以具体实现如下进一步的实施例。
各子实验舱2单独实施有线或无线控制，每个子实验舱2都可以单独停下来，而其他子实验舱2则继续实验。
例如，实现的方式可以采用如图6-7所示的受到控制的键12。键12插入键槽，则子实验舱2可随转轴一起转动；在键12从键槽中抽出的同时，子实验舱2被机械手自动托住，子实验舱2静置下来，可以打开子实验舱2，进一步从实验单元1内取出试样，而其余子实验舱2继续随转轴转动。

Claims (10)

1.一种平行实验设备，其特征在于，包括：
实验舱，其与转动电机或振动电机相关联，实验舱沉浸在充入传热介质(导热油)的加热池中，或者实验舱内改为加热池，加热池内设有加热器和温度控制器；
至少一个实验单元，各实验单元依次并联、可拆卸地固定于实验舱内。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，实验舱的两侧设有转轴，转轴可转动地安装在支座上；和/或，各实验单元的容积小于1升。
3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述实验单元包括容器筒体和可与容器筒体拆分的容器盖，容器盖与容器筒体密封螺纹连接，或在连接处设有密封垫片；
实验单元为圆柱形钢制耐压容器；和/或
实验单元内装有用于随设备转动或振动搅动和磨碎试样的至少一个钢球。
4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，实验舱内设有可一次安放并固定多个实验单元的支架；支架上设有可方便地放入、固定和取出实验单元的卡子；和/或实验单元的轴线和实验舱转轴的轴线垂直。
5.如权利要求1所述的设备，其特征在于，支座为滚动轴承座或滑动轴承座；至少一端的转轴套装有齿轮或链轮；电机为变频电机或加装变频器的电机；和/或设备设有匀速或变速传动机构。
6.如权利要求1所述的设备，其特征在于，实验舱由相互并联、可独立转动的子实验舱组成，每个子实验舱内设有一个实验单元及其该实验单元独自的油浴加热和温控系统。
7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，每个子实验舱内设有独立的舱盖。
8.如权利要求1所述的设备，其特征在于，每个实验单元具有自身的压力充气孔；和/或各实验单元具有不同的高度和/或内径。
9.如权利要求1所述的设备，其特征在于，加热池为充入导热油或变压器油的加热池；和/或所述加热器为电热管。
10.一种平行实验方法，其特征在于，将多个实验筒依次并联、可拆卸地固定于同一个可以产生转动或振动的元件上，使得
一次对多个不同样本在相同条件下(转速、温度、搅拌强度等)进行实验；
一次对多个相同样本在不同条件下进行实验；或
一次对不同样本在不同条件下进行实验，
从而实验效率高、平行实验结果可比性强、可信度高、实验成本低。
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