CN105964215A - 水热合成装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水热法合成反应的技术领域，尤其是涉及一种水热合成装置，该装置包括：动力机构、反应容器、加热机构以及外壳；反应容器与加热机构均设置在外壳内；加热机构用于向反应容器加热；反应容器与外壳转动连接；动力机构设置在外壳外；动力机构与反应容器连接，用以带动反应容器在外壳内翻转，以使反应容器内的反应物质搅拌均匀。本发明提供的水热合成装置，在反应的过程中，动力机构带动反应容器进行翻转，从而使得反应容器内的反应物质充分混合，进而使得反应物质得到充分反应，使得反应均匀。

Description

水热合成装置

技术领域

本发明涉及水热法合成反应的技术领域，尤其是涉及一种水热合成装置。

背景技术

水热法，是指在密封的压力容器中，以水为溶剂,在高温高压的条件下进行的化学反应。随着粉体材料及相关产业的进步，终端制品性能对粉体的材料性能提出了更高的要求。人们不仅要求粉体原料具有理想的细粒度、颗粒形貌和粒度分布，为了材料性能或粉体使用性能的提高，对制备粉体的技术和生产设备也提出了日益严苛的要求。

现有技术中是通过反应釜进行水热合成粉体反应，反应的过程中，反应釜固定不动，对其进行加热反应。而这种装置在反应完成后会出现反应分层现象，反应不均匀。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水热合成装置，以解决现有技术中存在的水热合成装置反应不均匀的技术问题。

本发明提供的水热合成装置，包括：动力机构、反应容器、加热机构以及外壳；反应容器与加热机构均设置在外壳内；加热机构用于向反应容器加热；反应容器与外壳转动连接；动力机构设置在外壳外；动力机构与反应容器连接，用以带动反应容器在外壳内翻转，以使反应容器内的反应物质搅拌均匀。

进一步地，水热合成装置还包括转轴；转轴横向设置在外壳内；转轴的两端均与外壳转动连接，且转轴的一端与动力机构连接；反应容器包括多个子容器；多个子容器以转轴的轴线为中心均匀地围设在转轴的外壁上。

进一步地，多个子容器为一组；反应容器包括多组子容器；多组子容器沿转轴延伸的方向依次间隔地设置在转轴上；每组的多个子容器以转轴的轴线为中心均匀围设在转轴的外壁上。

进一步地，动力机构包括电机、链条、与链条相配合的主动齿轮和从动齿轮；链条套设在主动齿轮和从动齿轮上；主动齿轮与电机的动力输出轴连接；从动齿轮与反应容器连接。

进一步地，水热合成装置还包括螺栓和与螺栓相配合的螺母；子容器上设置有第一连接凸台；第一连接凸台上设置第一螺纹孔；转轴的外壁上设置有第二连接凸台；第二连接凸台上设置有第二螺纹孔；螺栓穿设在第一螺纹孔和第二螺纹孔内，并配合螺母将反应容器与转轴固定。

进一步地，加热机构为电热风机。

进一步地，外壳上设置有散热口和第二开关；第二开关设置在散热口处，用于打开或关闭散热口。

进一步地，反应容器内设置有研磨球。

进一步地，水热合成装置还包括控制器和温度传感器；温度传感器设置在外壳内；控制器设置在外壳上；温度传感器、动力机构和加热机构均与控制器电连接；温度传感器用于检测外壳内的温度信号，并将该温度信号传递给控制器；控制器根据温度信号控制加热机构和电机的启动和关闭。

进一步地，水热合成装置还包括警示灯；警示灯设置在外壳上，警示灯与控制器电连接；当外壳内的温度达到预设温度，控制器控制警示灯亮起。

本发明提供的水热合成装置，动力机构带动反应容器在外壳内翻转，加热机构给反应容器加热，反应容器内的反应物质在预设的温度下进行反应。

本发明提供的水热合成装置，在反应的过程中，动力机构带动反应容器进行翻转，从而使得反应容器内的反应物质充分混合，进而使得反应物质得到充分反应，使得反应均匀。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的水热合成装置的结构示意图；

图2为本发明另一实施例提供的水热合成装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的水热合成装置中每组子容器为两个时的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的水热合成装置中每组子容器为三个时的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的水热合成装置中每组子容器为四个时的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的水热合成装置中每组子容器为五个时的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的水热合成装置中每组子容器为两个时的另一结构示意图；

图8为本发明实施例又一提供的水热合成装置的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的水热合成装置中第一连接凸台和第二连接凸台的局部放大图；

图10为本发明实施例提供的水热合成装置中外壳的局部放大图；

图11为本发明实施例提供的水热合成装置中操作盘的结构示意图。

附图标记：

1-外壳； 2-动力机构； 3-加热机构；

4-反应容器； 5-温度传感器； 6-转轴；

7-轴承； 8-操作盘； 9-门；

10-第一连接凸台； 11-第二连接凸台； 12-螺栓；

13-螺母； 14-耐高温层； 15-调节旋钮；

16-数字输入器； 17-警戒温度显示屏； 18-实际温度显示屏；

19-电源灯； 20-正常工作指示灯； 21-警示灯；

41-子容器； 201-电机； 202-链条。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明实施例提供的水热合成装置的结构示意图；如图1所示，本实施例提供的水热合成装置，包括：动力机构2、反应容器4、加热机构3以及外壳1；反应容器4与加热机构3均设置在外壳1内；加热机构3用于向反应容器4加热；反应容器4与外壳1转动连接；动力机构2设置在外壳1外；动力机构2与反应容器4连接，用以带动反应容器4在外壳1内翻转，以使反应容器4内的反应物质搅拌均匀。

其中，加热机构3的结构形式可以为多种，例如，加热机构3为多条加热丝。多条加热丝间隔地设置在外壳1的内壁上。加热丝与外部电源电连接。

加热机构3也可为电热风机。其中，电热风机可以为一个，也可以为两个以上的多个。较佳地，电热风机为两个，两个电热风机对称设置在外壳1内，这样可使外壳1内加热均匀，使得多个子容器41受热均匀。

动力机构2的结构形式可以为多种，例如：动力机构2包括电机201、皮带、与皮带相配合的主动轮和从动轮。皮带套设在主动轮和从动轮上，主动轮与电机201的动力输出轴连接，从动轮与反应容器4连接。从而使得电机201带动反应容器4在外壳1内翻转。

又如，动力机构2包括电机201，主动齿轮和与主动齿轮相配合的从动齿轮。主动齿轮与电机201的动力输出轴连接，从动齿轮与反应容器4连接。电机201带动主动齿轮转动，主动齿轮带动从动齿轮转动，最终从动齿轮带动反应容器4在外壳1内翻转。

反应容器4为一密闭的中空壳体，在其壳体上设置有开口和开关，开关设置在开口处，用于打开或关闭开口。这样方便使用者放入和取出反应物质。反应容器4可以为反应釜。可在反应容器4上设置通孔，通孔内固定有设置传动轴，传动轴的一端与动力机构2连接，另一端与反应容器4连接，从而使得动力机构2带动反应容器4翻转。

外壳1上可设置门9，门9与外壳1转动连接，使用者可通过转动门9打开或者关闭外壳1，这样方便使用者将反应容器4放入外壳1内或从外壳1内取出。

图10为本发明实施例提供的水热合成装置中外壳的局部放大图；如图10所示，还可在外壳1的内壁上设置耐高温层14，耐高温层14的材质为聚四氟乙烯，延长外壳1使用寿命。

本实施例提供的水热合成装置，动力机构2带动反应容器4在外壳1内翻转，加热机构3给反应容器4加热，外壳1内部由于加热机构3的加热达到高温高压，反应容器4内的反应物质在预设的温度下进行反应。

本实施例提供的水热合成装置，在反应的过程中，动力机构2带动反应容器4进行翻转，从而使得反应容器4内的反应物质充分混合，进而使得反应物质得到充分反应，使得反应均匀。

如图1所示，在上述实施例的基础上，进一步地，水热合成装置还包括转轴6；转轴6横向设置在外壳1内；转轴6的两端均与外壳1转动连接，且转轴6的一端与动力机构2连接；反应容器4包括多个子容器41；多个子容器41以转轴6的轴线为中心均匀地围设在转轴6的外壁上。

其中，可在外壳1的外壁上，相对地有轴承7，其中一个轴承7处设置连接孔，转轴6的两端设置在两个轴承7内，且转轴6的一端穿过连接孔与动力机构2连接。

子容器41与转轴6的连接方式可以为多种，例如：螺接或者焊接等等。子容器41与转轴6也可通过法兰连接，在子容器41上设置第一连接凸台10，第一连接凸台10上设置第一法兰；在转轴6的外壁上设置第二连接凸台11，第二连接凸台11上设置第二法兰，利用螺栓12将第一法兰和第二法兰固定，从而将子容器41与转轴6固定。

本实施例中，将反应容器4设置为多个子容器41，多个子容器41均匀围设在转轴6的外壁上，从动齿轮带动转轴6转动时多个子容器41在外壳1进行翻转。

本实施例中，设置多个子容器41，这样可使使用者根据反应物质多少选择使用子容器41的数量。将多个子容器41均匀围设在转轴6的外壁上，这样可使转轴6受力均匀，可使多个子容器41稳定地进行转动，同时也延长了转轴6的使用寿命。

图3为本发明实施例提供的水热合成装置中每组子容器为两个时的结构示意图；图4为本发明实施例提供的水热合成装置中每组子容器为三个时的结构示意图；图5为本发明实施例提供的水热合成装置中每组子容器为四个时的结构示意图；图6为本发明实施例提供的水热合成装置中每组子容器为五个时的结构示意图；图6为本发明实施例提供的水热合成装置中每组子容器为五个时的结构示意图；图7为本发明实施例提供的水热合成装置中每组子容器为两个时的另一结构示意图；如图1-7所示，在上述实施例的基础上，进一步地，多个子容器41为一组；反应容器4包括多组子容器41；多组子容器41沿转轴6延伸的方向依次间隔地设置在转轴6上；每组的多个子容器41以转轴6的轴线为中心均匀围设在转轴6的外壁上。

其中，每组的子容器41数量可以为两个、三个或者四个等等。当每组的数量为两个时，每组的两个子容器41以转轴6的轴线为中心线对称设置在转轴6的外壁上，相邻两组的子容器41之间相互垂直，这样可进一步使转轴6受力均匀。

本实施例中，在转轴6的外壁上设置多组子容器41，每组的多个子容器41均围设在转轴6的外壁上，增加了子容器41的设置数量，从而可使使用者一次反应更多的反应物质，提高了反应效率。

图2为本发明另一实施例提供的水热合成装置的结构示意图；如图1和图2所示，在上述实施例的基础上，进一步地，动力机构2包括电机201、链条202、与链条202相配合的主动齿轮和从动齿轮；链条202套设在主动齿轮和从动齿轮上；主动齿轮与电机201的动力输出轴连接；从动齿轮与反应容器4连接。

本实施例中，电机201带动主动齿轮转动，主动齿轮通过链条202带动从动齿轮转动，最终从动齿轮带动反应容器4在外壳1内翻转。

本实施例中，将动力机构2设置为电机201、链条202、主动齿轮和从动齿轮，其中链条202和齿轮均耐高温，这样可将链条202、主动齿轮和从动齿轮设置在靠近外壳1的位置，从而减小本装置占用的空间，提高空间利用率。

图9为本发明实施例提供的水热合成装置中第一连接凸台和第二连接凸台的局部放大图；如图9所示，在上述实施例的基础上，进一步地，水热合成装置还包括螺栓12和与螺栓12相配合的螺母13；子容器41上设置有第一连接凸台10；第一连接凸台10上设置第一螺纹孔；转轴6的外壁上设置有第二连接凸台11；第二连接凸台11上设置有第二螺纹孔；螺栓12穿设在第一螺纹孔和第二螺纹孔内，并配合螺母13将反应容器4与转轴6固定。

其中，第一连接凸台10和第二连接凸台11的形状可以为多种，例如：方形、圆形或者不规则形状等等。

本实施例中，通过螺栓12、第一螺纹孔和第二螺纹孔相配合的方式将子容器41与转轴6固定，结构简单，方便加工制造。

如图1所示，在上述实施例的基础上，进一步地，外壳1上设置有散热口和第二开关；第二开关设置在散热口处，用于打开或关闭散热口。

本实施例中，在外壳1上设置散热口，当反应完成后，此时，外壳1内温度较高，使用者利用第二开关打开散热口，使外壳1内部与外部环境连通对外壳1内部进行散热，当外壳1内温度降至室内温度时，打开外壳1，取出子容器41即可。

本实施例中，散热口的设置可加快降低外壳1内温度，提高装置使用效率。

在上述实施例的基础上，进一步地，反应容器4内设置有研磨球。

本实施例中，在反应容器4内设置研磨球，当反应容器4翻转的同时研磨球在反应容器4内滚动，从而可使反应容器4内的反应物质进一步充分混合，进而充分反应。当然，如果反应容器4包括多个子容器41时，可以将研磨球设置在子容器41内。

在上述实施例的基础上，进一步地，水热合成装置还包括控制器和温度传感器5；温度传感器5设置在外壳1内；控制器设置在外壳1上；温度传感器5、动力机构2和加热机构3均与控制器电连接；温度传感器5用于获取外壳1内的温度信号，并将该温度信号传递给控制器；控制器根据温度信号控制加热机构3和电机201的启动和关闭。

其中，温度传感器5可为热电偶，热电偶可为两个，两个热电偶对称设置在外壳1内，其中一个热电偶检测到的温度数据高于或者低于预设温度时，控制器即控制断开加热机构3和电机201。这样通过对外壳1内两个部位温度数据的采集，可提高对外壳1内温度控制的精准度。

本实施例中，温度传感器5获取外壳1内的温度信号，并将该信号传递给控制器，当外壳1内的温度高于或低于预设温度时，控制器控制关闭加热机构3和电机201，避免影响反应容器4内反应物质进行反应，保证反应物质在预设温度下进行反应。

图11为本发明实施例提供的水热合成装置中操作盘的结构示意图，如图11所示，在上述实施例的基础上，进一步地，水热合成装置还包括警示灯21；警示灯21设置在外壳1上，警示灯21与控制器电连接；当外壳1内的温度达到预设温度，控制器控制警示灯21亮起。

其中，还可在外壳1上设置操作盘8，警示灯21设置在操作盘8上，在操作盘8上还设置启动开关、调节旋钮15、数字输入器16、警戒温度显示屏17、实际温度显示屏18、开关、电源灯19、正常工作指示灯20。使用者连接外部电源后，电源灯19亮起，打开开关，正常工作指示灯20亮起，通过转动调节旋钮15调节电机201的转速，通数字输入器16输入警戒温度值，启动动力机构2和加热机构3，当外壳1内温度超过预设温度的预设范围时，例如，当反应所需的温度为220°时，将警戒温度值设置为230°和210°，当外壳1内温度超过230°或低于210°的5％时，也即当外壳1内温度超过241.5°或者低于199.5°时，警示灯21闪烁。当外壳1内温度超过或低于230°或低于210°的10％时，也即当外壳1内温度超过253°或者低于199.5°时，控制器控制关闭加热机构3和动力机构2，反应完成，打开外壳1，取下反应容器4，打开反应容器4，取出反应物质。其中，警示灯21可在闪烁的同时发出滴滴的响声，增强其提示功能。

本实施例中，通过设置警示灯21提醒使用者外壳1内温度，方便使用者使用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种水热合成装置，其特征在于，包括：动力机构、反应容器、加热机构以及外壳；

所述反应容器与所述加热机构均设置在所述外壳内；所述加热机构用于向所述反应容器加热；所述反应容器与所述外壳转动连接；所述动力机构设置在所述外壳外；所述动力机构与所述反应容器连接，用以带动所述反应容器在所述外壳内翻转，以使所述反应容器内的反应物质搅拌均匀。

2.根据权利要求1所述的水热合成装置，其特征在于，还包括转轴；

所述转轴横向设置在所述外壳内；所述转轴的两端均与所述外壳转动连接，且所述转轴的一端与所述动力机构连接；所述反应容器包括多个子容器；多个所述子容器以所述转轴的轴线为中心均匀地围设在所述转轴的外壁上。

3.根据权利要求2所述的水热合成装置，其特征在于，多个所述子容器为一组；所述反应容器包括多组所述子容器；多组所述子容器沿所述转轴延伸的方向依次间隔地设置在所述转轴上；每组的多个所述子容器以所述转轴的轴线为中心均匀围设在所述转轴的外壁上。

4.根据权利要求1所述的水热合成装置，其特征在于，动力机构包括电机、链条、与所述链条相配合的主动齿轮和从动齿轮；

所述链条套设在所述主动齿轮和所述从动齿轮上；所述主动齿轮与所述电机的动力输出轴连接；所述从动齿轮与所述反应容器连接。

5.根据权利要求3所述的水热合成装置，其特征在于，还包括螺栓和与所述螺栓相配合的螺母；

所述子容器上设置有第一连接凸台；所述第一连接凸台上设置第一螺纹孔；所述转轴的外壁上设置有第二连接凸台；所述第二连接凸台上设置有第二螺纹孔；所述螺栓穿设在所述第一螺纹孔和所述第二螺纹孔内，并配合所述螺母将所述反应容器与所述转轴固定。

6.根据权利要求1所述的水热合成装置，其特征在于，所述加热机构为电热风机。

7.根据权利要求1所述的水热合成装置，其特征在于，外壳上设置有散热口和第二开关；

所述第二开关设置在所述散热口处，用于打开或关闭所述散热口。

8.根据权利要求1所述的水热合成装置，其特征在于，所述反应容器内设置有研磨球。

9.根据权利要求1-8任一项所述的水热合成装置，其特征在于，还包括控制器和温度传感器；

所述温度传感器设置在所述外壳内；所述控制器设置在所述外壳上；所述温度传感器、所述动力机构和所述加热机构均与所述控制器电连接；所述温度传感器用于获取所述外壳内的温度信号，并将该温度信号传递给所述控制器；所述控制器根据所述温度信号控制所述加热机构和所述电机的启动和关闭。

10.根据权利要求9所述的水热合成装置，其特征在于，还包括警示灯；

所述警示灯设置在所述外壳上，所述警示灯与所述控制器电连接；当所述外壳内的温度达到预设温度，所述控制器控制所述警示灯亮起。