CN109289712A

CN109289712A - 实验反应器

Info

Publication number: CN109289712A
Application number: CN201811471750.1A
Authority: CN
Inventors: 陈桂; 邹琼宇; 李秀运; 郭凤仪; 徐春雪
Original assignee: Huaihua University
Current assignee: Huaihua University
Priority date: 2018-12-04
Filing date: 2018-12-04
Publication date: 2019-02-01

Abstract

本发明涉及一种实验反应器，包括筒体、盖体及反应内筒。反应内筒的外壁具有过滤网孔。实验前，可将固体催化剂、树脂等固态物质置于反应腔内，而待反应的溶液则可注入容置腔中。透过反应内筒外壁的过滤网孔，液态的溶液则可进入反应腔内并与固体催化剂等固态物质接触而反生物理或化学反应，而固态物质则受反应内筒的限制无法进入容置腔。反应完成后，直接将反应内筒取出或者将反应液从筒体内倒出，便可实现反应液与固体催化剂等固态物质分离。可见，利用上述实验反应器进行反应后，无需另外进行过滤便可实现固液分离，故使得操作方便。

Description

实验反应器

技术领域

本发明涉及实验设备技术领域，特别涉及一种实验反应器。

背景技术

在进行化学或吸附实验的过程中，常需要将固态物质与液态物质进行分离。例如，对于酯化、酰基化、烷基化等反应，常用到固体酸催化剂。反应完成后，需将固催化剂与反应液分离。而对于树脂类聚合物，包括阳离子交换树脂和阴离子交换树脂，以其独到的化学特性而广泛应用于有机催化合成、中药提纯分离、污水处理、重金属吸附等领域。反应完成后，也需将树脂与反应液分离，从而对树脂再生后重复使用。

目前，在进行有机催化反应及中药提纯分离等实验时，常用的反应器为三口瓶。反应结束后，需先将混合物从三口瓶内倒出，再经过布氏漏斗抽滤使反应液与树脂或固体催化剂实现分离。可见，现有反应器导致反应后的固液分离操作不方便。

发明内容

基于此，有必要针对现有反应器在反应后导致固液分离不便的问题，提供一种便于反应后固液分离的实验反应器。

一种实验反应器，包括：

筒体，为一端开口的中空筒状结构，所述筒体的内部形成有容置腔；

盖体，与所述筒体的开口可盖合，以封闭所述容置腔；及

反应内筒，其内部形成有反应腔，所述反应内筒的外壁至少部分区域具有与所述反应腔连通的过滤网孔；

其中，所述反应内筒可分离地收容于所述容置腔内，且所述容置腔与所述反应腔通过所述过滤网孔连通。

在其中一个实施例中，所述筒体包括瓶身及与所述瓶身连通的颈部，所述反应内筒与所述颈部的内壁卡持。

在其中一个实施例中，所述筒体的侧壁设置有与所述容置腔连通的进液管及出液管。

在其中一个实施例中，所述进液管及所述出液管分别位于所述筒体相对的两端。

在其中一个实施例中，还包括快拆法兰，所述盖体通过所述快拆法兰与所述筒体的开口盖合。

在其中一个实施例中，所述盖体上设置有多个贯穿所述盖体的瓶口。

在其中一个实施例中，所述反应内筒为一端开口的中空筒状结构，且所述反应内筒的开口与所述筒体的开口朝向相同。

在其中一个实施例中，所述反应内筒开口的边缘设置有提环。

在其中一个实施例中，所述反应内筒包括由具有所述过滤网孔的滤网围绕形成的侧壁及与所述侧壁的一端固定连接的底壁，所述底壁为无孔板状结构。

在其中一个实施例中，所述反应内筒还包括固定于所述反应腔并与所述底壁间隔设置的承载网板，所述承载网板具有网孔。

上述实验反应器，可将固体催化剂、树脂等固态物质置于反应腔内，而待反应的溶液则可注入容置腔中。透过反应内筒外壁的过滤网孔，液态的溶液则可进入反应腔内并与固体催化剂等固态物质接触而反生物理或化学反应，而固态物质则受反应内筒的限制无法进入容置腔。反应完成后，直接将反应内筒取出或者将反应液从筒体内倒出，便可实现反应液与固体催化剂等固态物质分离。可见，利用上述实验反应器进行反应后，无需另外进行过滤便可实现固液分离，故使得操作方便。

附图说明

图1为本发明较佳实施例中实验反应器的结构示意图；

图2为图1所示实验反应器中反应内筒的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，本发明较佳实施例中的实验反应器100包括筒体110、盖体120及反应内筒130。

筒体110为一端开口的中空筒状结构，筒体110的内部形成有容置腔101。容置腔101内可容纳待反应的溶液及反应后的反应液。筒体110与常见的磨口瓶结构相似。具体在本实施中，筒体110为玻璃瓶结构。因此，通过筒体110透明的外壁可对容置腔101的反应过程进行实时观察。

盖体120与筒体110的开口可盖合，以封闭容置腔101。盖体120的材质与筒体110的材质可相同。在反应前，打开盖体120便可向容置腔101内放入待反应的溶液或催化剂。反应时则将盖体120盖合，以使容置腔101闭合。

具体在本实施例中，实验反应器100还包括快拆法兰140。盖体120通过快拆法兰140与筒体110的开口盖合。快拆法兰140可快速实现盖体120与筒体110盖合及分离，从而提升实验效率。

在本实施例中，盖体120上设置有多个贯穿盖体120的瓶口121。当盖体120与筒体110的开口盖合时，瓶口121与容置腔101连通。因此，通过瓶口121可将温度计、搅拌桨、冷凝管等实验器材插入容置腔101辅助完成实验，也可以瓶口121实现加料、搅拌等操作。

如图1所示，盖体120具有三个瓶口121，且每个瓶口121均相对于盖体120的表面突出。因此，盖体120与筒体110的开口盖合时，两者的组合相当于常见的反应容器三口瓶。

请一并参阅图2，反应内筒130的内部形成有反应腔102。反应腔102可用于盛放固体催化剂等固态物质。其中，反应内筒130可分离地收容于容置腔101内。具体在本实施例中，筒体110包括瓶身111及与瓶身111连通的颈部113，反应内筒130与颈部113的内壁卡持。

颈部113的直径小于瓶身111的直径，反应内筒130的高度可设计为略高于瓶身111的高度，而直径则略大于颈部113的直径。因此，当反应内筒130收容于容置腔101内时，其部分位于颈部113内并与颈部113的内壁实现过盈配合，以实现限位。而需要将反应内筒130从容置腔101内分离时，则施加一较大作用力，使得过盈配合脱离即可。

反应内筒130的外壁至少部分区域具有与反应腔102连通的过滤网孔(图未示)，且容置腔101与反应腔102通过过滤网孔连通。过滤网孔可分布于反应内筒130的局部，也可布满于反应内筒130整个外壁。

在本实施例中，反应内筒130为一端开口的中空筒状结构，且反应内筒130的开口与筒体110的开口朝向相同。因此，便于向反应腔102内添加固体催化剂或其他固态物质。

进一步的，在本实施例中，反应内筒130开口的边缘设置有提环131。提环131方便对反应内筒130进行提拉操作。提环131一般呈半圆形，且为两个。两个提环131相对设置于反应内筒130开口的边缘，便于将反应内筒130从容置腔101中取出。

进行反应之前，先打开盖体120并将待反应溶液及固体催化剂分别加入容置腔101及反应腔102中。透过反应内筒130外壁的过滤网孔，液态的溶液则可进入反应腔102内并与固体催化剂等固态物质接触而反生物理或化学反应，而固态物质则受反应内筒130的限制无法进入容置腔101。

反应完成后，由于反应内筒130与容置腔101可分离，故可直接将反应内筒130取出实现反应液与固体催化剂等固态物质分离。或者，将反应液从筒体110内倒出也可。因此，利用上述实验反应器100进行实验时，无需另外进行过滤便可在反应后实现固液分离。

在本实施例中，筒体110的侧壁设置有与容置腔101连通的进液管115及出液管117。具体的，进液管115及出液管117均可通过阀体控制通断。一方面，通过进液管115及出液管117可快速实现待反应溶液的输入及反应后反应液的排出。

另一方面，在进行动态循环吸附或流动吸附实验时，可在反应腔102内放置树脂。吸附液可经进液管115流入容置腔101内，并经过树脂吸附后由出液管117流出，以实现不间断的循环。相较于传统的锥形瓶置于振荡器中进行吸附实验的手段相比，使得动态循环吸附及流动吸附实验的操作简单可行。

进一步的，在本实施例中，进液管115及出液管117分别位于筒体110相对的两端。

具体的，进液管115一般位于靠近筒体110开口的一端，而出液管117则位于筒体110的底部。因此，出液管117有利于反应后的反应液完全排出。此外，在进行动态循环吸附或流动吸附实验时，可增加吸附液在容置腔101内的行程，从而利于树脂对吸附液进行充分的吸附。

在本实施例中，反应内筒130包括侧壁133及底壁135。侧壁133由具有过滤网孔的滤网围绕形成。滤网一般为不锈钢网，卷绕形成两端开口的中空筒状结构的侧壁133。底壁135与侧壁133的一端固定连接，且底壁135为无孔板状结构。

具体的，滤网围绕形成的侧壁133使得反应内筒130的表面沿周向均匀地分布有过滤网孔，故容置腔101内的溶液可沿个方向流入及流出反应腔102，从而有利于溶液能充分地与反应腔102内的固体催化剂等固态物质接触。

而且，由于反应腔102内的固体物质可以是粉末，也可是大颗粒树脂。因此，构成反应内筒130侧壁133的滤网配置了不同的孔径。根据固体物质的粒径，可选取合适孔径的滤网。

而且，固体催化剂等固态物质在反应过程中可能会产生碎屑，由于底壁135为无孔板状结构。因此，产生的碎屑也不会落入容置腔101中，从而使得固液分离效果更好。

此外，为了避免底壁135上的碎屑在搅拌时从侧壁133上的过滤网孔中进入容置腔101，底壁135的周缘一般形成有折边，从而使得底壁135呈具有一定深度的槽状结构，从而更好的容纳碎屑。

进一步的，在本实施例中，反应内筒130还包括固定于反应腔102并与底壁135间隔设置的承载网板137，承载网板137具有网孔(图未示)。

具体的，承载网板137也可由不锈钢网制成。反应时，反应腔102内的固体催化剂等固态物质可承载于承载网板137上。因此，固体催化剂等固态物质相当于悬空，从而增加与溶液的接触面积，提升利用率。另外，反应过程中产生的碎屑则在重力作用下落到底壁135收集，并不会进入容置腔101中。

上述实验反应器100，可将固体催化剂、树脂等固态物质置于反应腔102内，而待反应的溶液则可注入容置腔101中。透过反应内筒130外壁的过滤网孔，液态的溶液则可进入反应腔102内并与固体催化剂等固态物质接触而反生物理或化学反应，而固态物质则受反应内筒130的限制无法进入容置腔101。反应完成后，直接将反应内筒130取出或者将反应液从筒体110内倒出，便可实现反应液与固体催化剂等固态物质分离。可见，利用上述实验反应器100进行反应后，无需另外进行过滤便可实现固液分离，故使得操作方便。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种实验反应器，其特征在于，包括：

盖体，与所述筒体的开口可盖合，以封闭所述容置腔；及

2.根据权利要求1所述的实验反应器，其特征在于，所述筒体包括瓶身及与所述瓶身连通的颈部，所述反应内筒与所述颈部的内壁卡持。

3.根据权利要求1所述的实验反应器，其特征在于，所述筒体的侧壁设置有与所述容置腔连通的进液管及出液管。

4.根据权利要求3所述的实验反应器，其特征在于，所述进液管及所述出液管分别位于所述筒体相对的两端。

5.根据权利要求1所述的实验反应器，其特征在于，还包括快拆法兰，所述盖体通过所述快拆法兰与所述筒体的开口盖合。

6.根据权利要求1所述的实验反应器，其特征在于，所述盖体上设置有多个贯穿所述盖体的瓶口。

7.根据权利要求1所述的实验反应器，其特征在于，所述反应内筒为一端开口的中空筒状结构，且所述反应内筒的开口与所述筒体的开口朝向相同。

8.根据权利要求7所述的实验反应器，其特征在于，所述反应内筒开口的边缘设置有提环。

9.根据权利要求1所述的实验反应器，其特征在于，所述反应内筒包括由具有所述过滤网孔的滤网围绕形成的侧壁及与所述侧壁的一端固定连接的底壁，所述底壁为无孔板状结构。

10.根据权利要求9所述的实验反应器，其特征在于，所述反应内筒还包括固定于所述反应腔并与所述底壁间隔设置的承载网板，所述承载网板具有网孔。