CN108940166A - 一种化学反应装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及化学反应装置及其工作方法，容纳桶体包括盖体和容纳体，盖体与容纳体可拆卸地密封连接，盖体上设置有通孔，搅拌杆穿过通孔并深入到容纳体内；液体供应组件与容纳桶体连接，液体供应组件包括注射器，注射器用于向容纳体内供应反应液体，注射器包括第一子注射器和第二子注射器，第一子注射器和第二子注射器均与混合室连接，混合室通过导管连接到容纳体的内部。把物料放入到容纳桶体内，通过搅拌杆实现对物料的搅拌，同时，还设置了注射器，以用于向反应物随时加入反应液体。

Description

一种化学反应装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及的技术领域属于化工技术领域，特别涉及一种化学反应装置及其工作方法。

背景技术

在化学反应中，涉及的仪器种类众多，常见的例如有反应瓶和反应釜，而反应瓶适合作为小试使用例如反应液体低于10L的反应，而反应釜适合反应液体较多的实验，例如高于300L的反应。

而在一些情况下，需要进行一些中试反应，例如反应的液体量控制在五十升左右，而现有的仪器设备没有提供相应的设备，或者说，虽然提供了对应容量的设备，但是这种仪器的拆卸不容易，而且容易损坏。

另外，对于这一类的反应，在反应进行中的时候，可能会需要加入反应中间液体，而如果此时直接打开盖子进行液体的加入，可能会破坏反应的正常进行，也不方便工作人员的操作。

发明内容

为了解决上述已有技术的不足，本发明的目的是提供一种方便在反应中途加入反应液体的中试仪器。

本发明的发明思想：搭载了一个架子，搅拌杆能够通过电机组件实现转动，由此在桶内进行化学反应，这样的容积不仅适合一些中试反应，而且仪器的质量非常稳定，不易损坏。此外，还通过注射器能够在反应中途加入特定的反应试剂，无需拆开盖子，使用十分方便。

一种化学反应装置，其包括左侧竖向支撑杆、右侧竖向支撑杆、横向连接杆、电机组件和搅拌杆、容纳桶体和液体供应组件；右侧竖向支撑杆与左侧竖向支撑杆平行设置；横向连接杆分别与左侧竖向支撑杆和右侧竖向支撑杆连接；电机组件设置在横向连接杆上；搅拌杆与电机组件连接，电机组件能够带动搅拌杆转动；且容纳桶体包括盖体和容纳体，盖体与容纳体可拆卸地密封连接，盖体上设置有通孔，搅拌杆穿过通孔并深入到容纳体内；液体供应组件与容纳桶体连接，液体供应组件包括注射器，注射器用于向容纳体内供应反应液体，注射器包括第一子注射器和第二子注射器，第一子注射器和第二子注射器均与混合室连接，混合室通过导管连接到容纳体的内部。

本发明的有益效果：把物料放入到容纳桶体内，通过搅拌杆实现对物料的搅拌，同时，还设置了注射器，以用于向反应物随时加入反应液体。

一个优选的方案是，化学反应装置包括第一导流管和第二导流管，第一导流管与第一子注射器连接，第二导流管与第二子注射器连接，第一导流管和第二导流管均与混合室连接

一个优选的方案是，左侧竖向支撑杆包括底部竖向杆和上部竖向杆，上部竖向杆包括多个竖向依次排列的第一连接通孔，底部竖向杆包括多个依次排列的第二连接通孔，上部竖向杆能够深入到底部竖向杆内移动，并且上部竖向杆与底部竖向杆之间能够通过固定件进行固定，固定件依次插入第二连接通孔和第一连接通孔而把底部竖向杆和上部竖向杆进行固定。

一个优选的方案是，液体供应组件包括筒体，筒体插入到容纳体的顶壁上，筒体内设置有注射器，注射器包括注射筒、移动胶塞和移动杆，移动杆与移动胶塞连接，移动杆带动移动胶塞在注射筒内移动时能够把注射器内的反应液体推送至容纳体内；

液体供应组件还包括推送组件，推送组件设置在筒体内，且推送组件包括推动杆、齿轮和电机，电机和齿轮连接，推送杆上具有齿部，齿轮与齿部啮合，齿轮在电机的带动下能够带动推动杆在轴向方向上移动，推动杆的一端与移动杆连接。

一个优选的方案是，筒体的内壁上设置有光电眼，推动杆的上部设置有多个依次排列的标识，光电眼用于检测识别标识。

本发明提供了一种化学反应装置的工作方法，其包括下面的步骤：

S1：盖体与容纳体处于分离状态，把反应所需要的物料加入到容纳体内；

S2:把盖体固定在容纳体上，把搅拌杆穿过第一通孔并且与电机组件连接，启动电机组件工作；

S3：当容纳体内的反应进行到一定时间段的时候，液体供应组件通过注射器向容纳体内提供一定量的反应液体，容纳体内的反应继续进行，具体地，第一反应液体经过第一子注射器进入到混合室，而第二反应液经过第二子注射器进入到混合室，第一反应液和第二反应液在混合室混合后由导管排入到容纳体内。

一个优选的方案是，化学反应装置包括第一导流管和第二导流管，第一导流管与第一子注射器连接，第二导流管与第二子注射器连接，第一导流管和第二导流管均与混合室连接；

该工作方法包括下面的步骤：第一子注射器的第一反应液进入到第一导流管内，第二子注射器的第二反应液进入到第二导流管内，第一反应液和第二反应液流入汇集到混合室内，混合室内的液体由导管流入到容纳体内。

一个优选的方案是，左侧竖向支撑杆包括底部竖向杆和上部竖向杆，上部竖向杆包括多个竖向依次排列的第一连接通孔，底部竖向杆包括多个依次排列的第二连接通孔，上部竖向杆能够深入到底部竖向杆内移动，并且上部竖向杆与底部竖向杆之间能够通过固定件进行固定，固定件依次插入第二连接通孔和第一连接通孔而把底部竖向杆和上部竖向杆进行固定；

该工作方法包括下面的步骤：上部竖向杆插入到底部竖向杆内，并且上部竖向杆在底部竖向杆内移动至需要的位置，通过固定件把上部竖向杆固定在底部竖向杆上。

一个优选的方案是，液体供应组件包括筒体，筒体插入到容纳体的顶壁上，筒体内设置有注射器，注射器包括注射筒、移动胶塞和移动杆，移动杆与移动胶塞连接，移动杆带动移动胶塞在注射筒内移动时能够把注射器内的反应液体推送至容纳体内；液体供应组件还包括推送组件，推送组件设置在筒体内，且推送组件包括推动杆、齿轮和电机，电机和齿轮连接，推动杆上具有齿部，齿轮与齿部啮合，齿轮在电机的带动下能够带动推动杆在轴向方向上移动，推动杆的一端与移动杆连接；

该工作方法包括下面的步骤：

电机提供动力，带动齿轮旋转，齿轮旋转时带动推动杆沿着轴向方向移动，推动杆带动移动杆移动，移动杆带动移动胶塞移动，移动胶塞把注射筒内的液体推送至容纳体内。

一个优选的方案是，筒体的内壁上设置有光电眼，推动杆的上部设置有多个依次排列的标识，光电眼用于检测识别标识；

该工作方法包括下面的步骤：推动杆沿着轴向方向移动，光电眼感应到推动杆上的第一个标识，该感应信号传输至控制器，推动杆继续沿着轴向方向移动，光电眼感应到推动杆上其它标识，该感应信号传输至控制器，控制器停止电机的运动，从而停止推动杆的移动，最终停止向容纳体内供应反应液体。

附图说明

图1为本发明的化学反应装置第一实施例的结构示意图。

图2为本发明的化学反应装置第一实施例的部分组件的结构示意图。

图3为本发明的化学反应装置第二实施例的结构示意图。

图4为本发明的化学反应装置第三实施例第一状态的结构示意图。

图5为本发明的化学反应装置第三实施例第二状态的结构示意图。

图6为本发明的化学反应装置实施例第一状态的结构示意图。

图7为本发明的化学反应装置实施例第二状态的结构示意图。

图8为本发明其它实施例的结构示意图。

其中，附图标记为：10、左侧竖向支撑杆；16；底部竖向杆；17；上部竖向杆；18、第一连接通孔；19、第二连接通孔；20、右侧竖向支撑杆；30、横向连接杆；31、内螺纹孔；40、电机组件；41、搅拌杆；50、容纳桶体；55、顶壁；70、液体供应组件；72、筒体；71、注射器；73、注射筒；74、移动胶塞；75、移动杆；77、推动杆；78、齿轮；79、电机；81、光电眼；82、标识；711、第一子注射器；712、第二子注射器；713、混合室；714、导管；715、第一导流管；716、第二导流管。

具体实施方式

第一实施例：

如图1和图2所示，本实施例的化学反应装置包括左侧竖向支撑杆10、右侧竖向支撑杆20、横向连接杆30、电机组件40、搅拌杆41、容纳桶体50和液体供应组件70。

右侧竖向支撑杆20与左侧竖向支撑杆10平行设置。横向连接杆30分别与左侧竖向支撑杆10和右侧竖向支撑杆20连接。电机组件40设置在横向连接杆30上，且电机组件40能够沿着横向连接杆30滑动，滑动的目的是稳定整个装置，电机组件40一般是设置在横向连接杆30的中部。搅拌杆41与电机组件40连接，电机组件40能够带动搅拌杆41转动。另外，还可以在横向连接杆30上设置两个电机组件，而每一个电机组件能够通过一个搅拌杆对容纳桶体进行搅拌。

容纳桶体50为塑料制品，塑料制品的桶体非常耐用，且价格低廉，避免了使用玻璃制品的反应容器的时候容易造成仪器损坏的问题。容纳桶体50的体积为30升至60升，根据反应液的体积变化，工作人员可以非常方便地选择对应体积的桶体。且容纳桶体50包括盖体51和容纳体52，盖体51与容纳体52可拆卸地密封连接，盖体51与容纳体52之间例如通过螺纹连接，且两者之间是可以拆卸地，当拆开后方便加入物料到容纳体52内，也方便对内部结构进行清洗。盖体51上设置有第一通孔53，搅拌杆41穿过第一通孔53并深入到容纳体52内。

液体供应组件70与容纳桶体50连接，液体供应组件70包括注射器71，注射器71用于向容纳体52内供应反应液体。注射器71包括第一子注射器711和第二子注射器712，第一子注射器711和第二子注射器712均与混合室713连接，混合室713通过导管714连接到容纳体52的内部。在一些反应中，需要中途加入反应液体，而反应液体加载在注射器71内，等到时间到达后，工作人员无需拆开盖体51而直接通过注射器71向容纳体52内射入该液体。

在具体的方案中，注射器71的一部分插入到容纳体52内，而注射器71的另一端裸露在容纳体52的外部，并且在容纳体52的顶壁55上具有通孔，而通孔内具有带有孔的橡胶垫，注射器71插入到带有孔的橡胶垫内，这样橡胶垫不仅起到了密封作用，还可以起到固定作用。再具体地说，混合室713的一部分是裸露在容纳体52外，而混合室713的一部分插入到容纳体内。

本实施例的化学反应装置的工作方法，其包括下面的步骤：

S1：盖体51与容纳体52处于分离状态，把反应所需要的物料加入到容纳体52内；

S2:把盖体51固定在容纳体52上，把搅拌杆41穿过第一通孔53并且与电机组件40连接，启动电机组件40工作；

S3：当容纳体52内的反应进行到一定时间段的时候，液体供应组件70通过注射器71向容纳体52内提供一定量的反应液体，容纳体52内的反应继续进行，具体地，第一反应液体经过第一子注射器711进入到混合室713，而第二反应液经过第二子注射器712进入到混合室713，第一反应液和第二反应液在混合室713混合后由导管714排入到容纳体52内。这样的好处在于，可以加入两种不同的液体，可以单独加入一种，或者先后加入这两种，再或者把这两种液体同时加入并经过混合后加入到容纳体内。

第二实施例：

如图3所示，化学反应装置包括第一导流管715和第二导流管716，第一导流管715与第一子注射器711连接，第二导流管716与第二子注射器712连接，第一导流管715和第二导流管716均与混合室713连接；

该工作方法包括下面的步骤：第一子注射器711的第一反应液进入到第一导流管715内，第二子注射器712的第二反应液进入到第二导流管716内，第一反应液和第二反应液流入汇集到混合室713内，混合室713内的液体由导管流入到容纳体52内。

第三实施例;

本实施例的与上述第一实施例基本相同，下面仅就其不同之处详细介绍。

如图4和图5所示，本实施例的左侧竖向支撑杆10包括底部竖向杆16和上部竖向杆17，上部竖向杆17包括多个竖向依次排列的第一连接通孔18，底部竖向杆16包括多个依次排列的第二连接通孔19，上部竖向杆17能够深入到底部竖向杆16内移动，并且上部竖向杆17与底部竖向杆16之间能够通过固定件191进行固定，固定件191依次插入第二连接通孔19和第一连接通孔18而把底部竖向杆16和上部竖向杆17进行固定。固定件191例如为螺栓，而第一连接通孔和第二连接通孔为螺纹孔，螺栓依次插入到这两个通孔内，就能够把底部竖向杆16和上部竖向杆17进行固定，并且，固定它们的高度是方便调节的，在图3中，形成相对较高的状态，而在图4中，形成相对较矮的状态，高度的调节能够针对不同高度的容纳桶体，因为不同容积的容纳桶体的高度是不同的。

本实施例的工作方法包括下面的步骤：上部竖向杆17插入到底部竖向杆16内，并且上部竖向杆17在底部竖向杆16内移动至需要的位置，通过固定件19把上部竖向杆17固定在底部竖向杆16上。

第四实施例：

本实施例的与上述第三实施例基本相同，下面仅就其不同之处详细介绍。

如图6和图7所示，本实施例的液体供应组件70包括筒体72，筒体72插入到容纳体52的顶壁55上，顶壁55上可以设置通孔，而通孔内具有密封垫，密封垫为具有开口结构，而筒体72则沿着密封垫的开口结构插入到容纳体52内。筒体72内设置有注射器71，注射器71包括注射筒73、移动胶塞74和移动杆75，移动杆75与移动胶塞74连接，移动杆75带动移动胶塞74在注射筒73内移动时能够把注射器71内的反应液体推送至容纳体52内；液体供应组件70还包括推送组件，推送组件设置在筒体72内，且推送组件包括推动杆77、齿轮78和电机79，电机79和齿轮78连接，推动杆77上具有齿部76，齿轮78与齿部76啮合，齿轮78在电机79的带动下能够带动推动杆77在轴向方向上移动，推动杆77的一端与移动杆75连接。另外，电机还可以通过其它的传动部件带动移动杆72的移动，例如电机驱动丝杆而带动移动杆75推送注射筒73内的液体。相比于人工推送移动杆的方式，采用自动推送的方式不仅实现了自动控制，而且容易实现定量控制，例如在第一时间段内提供第一定量的液体，而经过一定时间后再推送一定量的液体，而量的控制能够根据电机的转动的圈数来控制，或者通过移动杆移动的距离来控制。

本实施例的工作方法包括下面的步骤：

电机79提供动力，带动齿轮78旋转，齿轮78旋转时带动推动杆77沿着轴向方向移动，推动杆77带动移动杆75移动，移动杆75带动移动胶塞74移动，移动胶塞74把注射筒73内的液体推送至容纳体52内。

第五实施例：

本实施例的与上述第四实施例基本相同，下面仅就其不同之处详细介绍。

如图6和图7所示，筒体72的内壁上设置有光电眼81，推动杆77的上部设置有多个依次排列的标识82，光电眼81用于检测识别标识82。当标识82经过光电眼81下方位置的时候，控制器就能够实时得到该信号，根据设定，当感应到第一个标识82的时候，则说明移动杆开始推送液体进入到容纳体52内，而当感应到第二个标识的时候，则说明移动杆已经把10%的液体推送到了容纳体52内，而当感应到第三个标识的时候，则说明移动杆已经把20%的液体推送到了容纳体52内。由此，实现了定量控制，使得加入反应液的过程更加精准，反应更容易控制。另外，还可以在推送杆上设置多个接触位点，而在筒体72的顶部设置一个接触式传感器，每当一个接触位点与传感器接触时，则产生一个信号，而每一个信号对应一定的液体量，表示加入到容纳体52内的液体量，由此，也能够实现定量控制加入反应液体的目的。

本实施例的工作方法包括下面的步骤：推动杆77沿着轴向方向移动，光电眼81感应到推动杆77上的第一个标识，该感应信号传输至控制器，推动杆77继续沿着轴向方向移动，光电眼81感应到推动杆77上其它标识，该感应信号传输至控制器，控制器停止电机的运动，从而停止推动杆77的移动，最终停止向容纳体52内供应反应液体。

在其它实施例中，如图8所示，第一子注射器711和第二子注射器712均能够设置在筒体73内，而第一子注射器711用第一个推送组件推动，第二子注射器712用第二个推送组件推动，根据需要，两者可以推送不同比例的液体，进而在混合室713配置得到用户需要的混合液，而该混合液能够由导管714加入到容纳体52内进行反应。

Claims (10)

1.一种化学反应装置，其特征在于，包括：

左侧竖向支撑杆；

右侧竖向支撑杆，与所述左侧竖向支撑杆平行设置；

横向连接杆，分别与所述左侧竖向支撑杆和右侧竖向支撑杆连接；

电机组件，设置在所述横向连接杆上；

搅拌杆，与所述电机组件连接，所述电机组件能够带动所述搅拌杆转动；

容纳桶体，所述容纳桶体包括盖体和容纳体，所述盖体与所述容纳体可拆卸地密封连接，所述盖体上设置通孔，所述搅拌杆穿过所述通孔并深入到所述容纳体内；

液体供应组件，与所述容纳桶体连接，所述液体供应组件包括注射器，所述注射器用于向所述容纳体内供应反应液体，所述注射器包括第一子注射器和第二子注射器，所述第一子注射器和第二子注射器均与混合室连接，所述混合室通过导管连接到所述容纳体的内部。

2.根据权利要求1所述的化学反应装置，其特征在于，

所述化学反应装置包括第一导流管和第二导流管，所述第一导流管与所述第一子注射器连接，所述第二导流管与所述第二子注射器连接，所述第一导流管和所述第二导流管均与所述混合室连接。

3.根据权利要求2所述的化学反应装置，其特征在于，

所述左侧竖向支撑杆包括底部竖向杆和上部竖向杆，所述上部竖向杆包括多个竖向依次排列的第一连接通孔，所述底部竖向杆包括多个依次排列的第二连接通孔，所述上部竖向杆能够深入到所述底部竖向杆内移动，并且所述上部竖向杆与所述底部竖向杆之间能够通过固定件进行固定，所述固定件依次插入第二连接通孔和第一连接通孔而把所述底部竖向杆和上部竖向杆进行固定。

4.根据权利要求3所述的化学反应装置，其特征在于，

所述液体供应组件包括筒体，所述筒体插入到所述容纳体的顶壁上，所述筒体内设置有注射器，所述注射器包括注射筒、移动胶塞和移动杆，所述移动杆与所述移动胶塞连接，所述移动杆带动所述移动胶塞在所述注射筒内移动时能够把所述注射器内的反应液体推送至所述容纳体内；

所述液体供应组件还包括推送组件，所述推送组件设置在所述筒体内，且所述推送组件包括推动杆、齿轮和电机，所述电机和齿轮连接，所述推送杆上具有齿部，所述齿轮与所述齿部啮合，所述齿轮在电机的带动下能够带动所述推动杆在轴向方向上移动，所述推动杆的一端与所述移动杆连接。

5.根据权利要求4所述的化学反应装置，其特征在于，

所述筒体的内壁上设置有光电眼，所述推动杆的上部设置有多个依次排列的标识，所述光电眼用于检测识别所述标识。

6.根据权利要求1所述的化学反应装置的工作方法，其特征在于，包括下面的步骤：

S1：所述盖体与所述容纳体处于分离状态，把反应所需要的物料加入到所述容纳体内；

S2:把所述盖体固定在所述容纳体上，把所述搅拌杆穿过所述通孔并且与所述电机组件连接，启动所述电机组件工作；

S3：当所述容纳体内的反应进行到一定时间段的时候，所述液体供应组件通过所述注射器向所述容纳体内提供一定量的反应液体，所述容纳体内的反应继续进行，具体地，第一反应液体经过第一子注射器进入到混合室，而第二反应液经过第二子注射器进入到混合室，第一反应液和第二反应液在混合室混合后由所述导管排入到所述容纳体内。

7.根据权利要求6所述的化学反应装置的工作方法，其特征在于，

所述化学反应装置包括第一导流管和第二导流管，所述第一导流管与所述第一子注射器连接，所述第二导流管与所述第二子注射器连接，所述第一导流管和所述第二导流管均与所述混合室连接；

该工作方法包括下面的步骤：第一子注射器的第一反应液进入到第一导流管内，所述第二子注射器的第二反应液进入到所述第二导流管内，第一反应液和第二反应液流入汇集到所述混合室内，所述混合室内的液体由导管流入到所述容纳体内。

8.根据权利要求7所述的化学反应装置的工作方法，其特征在于，

所述左侧竖向支撑杆包括底部竖向杆和上部竖向杆，所述上部竖向杆包括多个竖向依次排列的第一连接通孔，所述底部竖向杆包括多个依次排列的第二连接通孔，所述上部竖向杆能够深入到所述底部竖向杆内移动，并且所述上部竖向杆与所述底部竖向杆之间能够通过固定件进行固定，所述固定件依次插入第二连接通孔和第一连接通孔而把所述底部竖向杆和上部竖向杆进行固定；

该工作方法包括下面的步骤：所述上部竖向杆插入到所述底部竖向杆内，并且所述上部竖向杆在所述底部竖向杆内移动至需要的位置，通过固定件把所述上部竖向杆固定在底部竖向杆上。

9.根据权利要求8所述的化学反应装置的工作方法，其特征在于，

所述液体供应组件包括筒体，所述筒体插入到所述容纳体的顶壁上，所述筒体内设置有注射器，所述注射器包括注射筒、移动胶塞和移动杆，所述移动杆与所述移动胶塞连接，所述移动杆带动所述移动胶塞在所述注射筒内移动时能够把所述注射器内的反应液体推送至所述容纳体内；所述液体供应组件还包括推送组件，所述推送组件设置在所述筒体内，且所述推送组件包括推动杆、齿轮和电机，所述电机和齿轮连接，所述推动杆上具有齿部，所述齿轮与所述齿部啮合，所述齿轮在电机的带动下能够带动所述推动杆在轴向方向上移动，所述推动杆的一端与所述移动杆连接；

该工作方法包括下面的步骤：

所述电机提供动力，带动所述齿轮旋转，所述齿轮旋转时带动所述推动杆沿着轴向方向移动，所述推动杆带动所述移动杆移动，所述移动杆带动所述移动胶塞移动，所述移动胶塞把所述注射筒内的液体推送至所述容纳体内。

10.根据权利要求9所述的化学反应装置的工作方法，其特征在于，

所述筒体的内壁上设置有光电眼，所述推动杆的上部设置有多个依次排列的标识，所述光电眼用于检测识别所述标识；

该工作方法包括下面的步骤：所述推动杆沿着轴向方向移动，所述光电眼感应到所述推动杆上的第一个标识，该感应信号传输至控制器，推动杆继续沿着轴向方向移动，所述光电眼感应到所述推动杆上其它标识，该感应信号传输至控制器，控制器停止电机的运动，从而停止推动杆的移动，最终停止向所述容纳体内供应反应液体。