CN111514831A - 一种多联化学合成反应器 - Google Patents

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Abstract

本发明属于化学仪器技术领域，具体涉及一种多联化学合成反应器；包括水浴箱、一组试管、一号轴、加热单元、刻度注射器和支撑单元；加热单元包括调速电机、二号轴、加热板、一号齿轮和二号齿轮；支撑单元包括支撑杆、一号磁铁和二号磁铁；本发明通过设置加热单元和支撑单元，一方面，利用一号磁铁和二号磁铁间的相互作用，使得试管悬浮在水浴箱内进行水浴加热，另一方面，将加热板的长度设为自下至上逐渐变短，在调速电机带动下，会使得水浴箱内产生向两侧运动的水涡，水涡冲击试管的外壁，使得试管沿竖直方向向远离水浴箱底部的一侧运动，从而使得试管内化学合成物质的抖动，加快试管内化学合成物质的合成效率。

Description

一种多联化学合成反应器
技术领域
本发明属于化学仪器技术领域，具体涉及一种多联化学合成反应器。
背景技术
反应器是一种实现反应过程的设备，广泛应用于化工、炼油、冶金等领域，反应器用于实现液相单相反应过程和液液、气液、液固、气液固等多相反应过程，器内常设有搅拌(机械搅拌、气流搅拌等)装置。在高径比较大时，可用多层搅拌桨叶。在反应过程中物料需加热或冷却时，可在反应器壁处设置夹套，或在器内设置换热面，也可通过外循环进行换热。
目前化学上所用的多联化学合成反应器结构相对复杂，不易操作，并且化学合成后容器的冲洗不便，且化学合成的效率较低；本发明具有如下特点：
1.通过设置加热单元和支撑单元，一方面，利用一号磁铁和二号磁铁间的相互作用，使得试管悬浮在水浴箱内进行水浴加热，另一方面，将加热板的长度设为自下至上逐渐变短，在调速电机带动下，会使得水浴箱内产生向两侧运动的水涡，水涡冲击试管的外壁，使得试管沿竖直方向向远离水浴箱底部的一侧运动，从而使得试管内化学合成物质的抖动，加快试管内化学合成物质的合成效率。
2.通过设置清理扇叶，并手动拨动一号轴，使得清理扇叶转动，并利用清理扇叶对试管的内壁进行清理，降低了试管内部的清理难度；同时，试管转动与清理扇叶转动的速度差，加快了试管内部清理的效率。
发明内容
为解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供了一种多联化学合成反应器，具有更节约、更便捷的特点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：本发明所述的一种多联化学合成反应器，包括水浴箱、一组试管、一号轴、加热单元、刻度注射器和支撑单元；所述加热单元安装在水浴箱的底部，且水浴箱内放有清水，加热单元包括调速电机、二号轴、加热板、一号齿轮和二号齿轮；所述调速电机固定安装在水浴箱的底部；所述二号轴一端与调速电机的输出轴固连，另一端与一号齿轮固连；所述加热板的均匀套设在二号轴的外圈上；所述二号齿轮位于一号齿轮的两侧，二号齿轮均一侧与一号齿轮啮合，另一侧位于水浴箱侧壁上的环形槽内，二号齿轮的中部设有一号孔；一组所述试管一端位于一号孔处，另一端位于水浴箱的外部，其试管与水浴箱的接触处间隙设置，且试管的口部转动安装有塞子；所述一号轴为空心轴，且一号轴上设有出料孔，一号轴一端贯穿塞子并位于试管内，另一端插有刻度注射器，一号轴与塞子的连接处转动安装；所述支撑单元位于每组试管的下方，支撑单元包括支撑杆、一号磁铁和二号磁铁；所述一号磁铁粘接在试管的底部；所述二号磁铁位于一号磁铁正下方，并通过支撑杆安装在水浴箱的侧壁上，一号磁铁和二号磁铁间存在磁力排斥；通过加热单元和支撑单元间的相互配合，为试管内的化学合成提供水浴环境；工作时，首先，将需要化学合成的物质放入到试管内，待试管内放入的化学合成的物质达到试管体积的三分之二时，停止继续向试管内投放化学合成的物质，然后，将塞子放入到试管的口部；接着，利用加热板对水浴箱内的清水进行加热，利用水浴箱内加热后的清水对试管进行加热，待加热板加热十分钟后，启动调速电机，调速电机带动加热板在水浴箱内转动，边对水浴箱内的水进行加热，边使得水浴箱内的水旋起并冲击试管的外壁，加快试管内化学合成物质的加热；另外，由于调速电机的作用，使得一号齿轮转动，且由于一号齿轮和二号齿轮间的相互啮合，使得试管进行转动，增大了与水浴箱内加热后清水的接触面积，并使得试管与加热后清水的接触相同，从而使得对试管的水浴加热的质量的一致性，进而加快试管内化学物质合成的水平；当试管内的化学合成物质合成完毕后，将试管内的化学合成物质倒离试管，此时，停止加热板的工作，而调速电机继续运作，加快水浴箱内的清水的冷却，以便较快的适应于下一次试管内化学物质的合成。
作为本发明的一种实施方式，所述加热板的长度自下至上逐渐减小；通过此种设置，在调速电机带动加热板转动中，会使得水浴箱内产生向两侧运动的水涡，水涡冲击试管的外壁，使得试管沿竖直方向向远离水浴箱底部的一侧运动，从而使得试管内化学合成物质的抖动，加快试管内化学合成物质的合成效率。
作为本发明的一种实施方式，所述一号孔处设有环形气囊，通过环形气囊减小试管破裂的概率；通过设置环形气囊，既能适应不同直径大小的试管，又能避免试管在水涡作用下沿竖直方向运动中，试管的破裂，从而提高了试管的使用寿命。
作为本发明的一种实施方式，所述一号磁铁的截面形状为凸形；所述二号磁铁的截面形状为凹形；通过凸形截面的一号磁铁和凹形截面的二号磁铁间的相互配合，保证试管在竖直方向上的稳定；通过此种设置，在水涡冲击试管外壁时，能够保证试管始终沿竖直方向进行运动，避免由于试管脱离该竖直方向而导致试管破裂，同时可以使得试管在竖直方向上运动的更顺畅，既保护了试管，又能加快试管内化学合成物质的合成。
作为本发明的一种实施方式，所述二号磁铁由一号磁块和二号磁块组成，一号磁块和二号磁块分别固连在支撑杆的端部并形成凹形，且支撑杆、一号磁块和二号磁块间形成一号通道；通过此种设计，使得由于自下至上长度逐渐变小的加热板作用产生的水涡，该水涡能够沿着一号通道进入，并作用于试管的底部，给予试管一个自下至上的推力，加快试管在竖直方向上的运动，从而加大了试管内化学合成物质的抖动，进而提高了试管内化学合成物质的合成。
作为本发明的一种实施方式，所述一号轴的宽度自上至下逐渐增大，且一号轴上设有清理扇叶，通过手动拨动一号轴转动，试管内产生旋涡使得清理扇叶沿一号轴自下向上运动；通过此种设置，当试管内的化学合成物质合成后，再将试管内合成的化学合成物质倒出后，由于试管的管径很小很难清理，在下次利用该试管对不同成分的化学合成物质进行合成时，由于试管内壁附着的物质，影响现有试管内化学物质的合成品质，因此，此时，只需要手动拨动一号轴，使得一号轴转动，从而带动清理扇叶转动，因为一号轴的转动，清理扇叶由于离心力作用会沿着一号轴自下而上的运动，并对试管内壁进行清理，降低了试管清理的难度，同时，由于一号轴为手动拨动，而试管由于调速电机、一号齿轮和二号齿轮间的协同作用，试管的转动幅度大于一号轴的转动幅度，因此清理扇叶与试管间存在速度差，进一步加大了对试管内壁的清理效果。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.通过设置加热单元和支撑单元，一方面，利用一号磁铁和二号磁铁间的相互作用，使得试管悬浮在水浴箱内进行水浴加热，另一方面，将加热板的长度设为自下至上逐渐变短，在调速电机带动下，会使得水浴箱内产生向两侧运动的水涡，水涡冲击试管的外壁，使得试管沿竖直方向向远离水浴箱底部的一侧运动，从而使得试管内化学合成物质的抖动，加快试管内化学合成物质的合成效率。
2.通过设置清理扇叶，并手动拨动一号轴，使得清理扇叶转动，并利用清理扇叶对试管的内壁进行清理，降低了试管内部的清理难度；同时，试管转动与清理扇叶转动的速度差，加快了试管内部清理的效率。
附图说明
图1为本发明的剖视图；
图2为图1中A处的局部放大图；
图3为图2中B处的局部放大图；
图4为图1中C处的局部放大图；
图中：水浴箱1、试管2、一号轴3、清理扇叶31、加热单元4、调速电机41、二号轴42、加热板43、一号齿轮44、二号齿轮45、一号孔451、环形气囊452、刻度注射器5、支撑单元6、支撑杆61、一号磁铁62、二号磁铁63、一号磁块631、二号磁块632。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图4所示，本发明所述的一种多联化学合成反应器，包括水浴箱1、一组试管2、一号轴3、加热单元4、刻度注射器5和支撑单元6；所述加热单元4安装在水浴箱1的底部，且水浴箱1内放有清水，加热单元4包括调速电机41、二号轴42、加热板43、一号齿轮44和二号齿轮45；所述调速电机41固定安装在水浴箱1的底部；所述二号轴42一端与调速电机41的输出轴固连，另一端与一号齿轮44固连；所述加热板43的均匀套设在二号轴42的外圈上；所述二号齿轮45位于一号齿轮44的两侧，二号齿轮45均一侧与一号齿轮44啮合，另一侧位于水浴箱1侧壁上的环形槽内，二号齿轮45的中部设有一号孔451；一组所述试管2一端位于一号孔451处，另一端位于水浴箱1的外部，其试管2与水浴箱1的接触处间隙设置，且试管2的口部转动安装有塞子；所述一号轴3为空心轴，且一号轴3上设有出料孔，一号轴3一端贯穿塞子并位于试管2内，另一端插有刻度注射器5，一号轴3与塞子的连接处转动安装；所述支撑单元6位于每组试管2的下方，支撑单元6包括支撑杆61、一号磁铁62和二号磁铁63；所述一号磁铁62粘接在试管2的底部；所述二号磁铁63位于一号磁铁62正下方，并通过支撑杆61安装在水浴箱1的侧壁上，一号磁铁62和二号磁铁63间存在磁力排斥；通过加热单元4和支撑单元6间的相互配合，为试管2内的化学合成提供水浴环境；工作时，首先，将需要化学合成的物质放入到试管2内，待试管2内放入的化学合成的物质达到试管2体积的三分之二时，停止继续向试管2内投放化学合成的物质，然后，将塞子放入到试管2的口部；接着，利用加热板43对水浴箱1内的清水进行加热，利用水浴箱1内加热后的清水对试管2进行加热，待加热板43加热十分钟后，启动调速电机41，调速电机41带动加热板43在水浴箱1内转动，边对水浴箱1内的水进行加热，边使得水浴箱1内的水旋起并冲击试管2的外壁，加快试管2内化学合成物质的加热；另外，由于调速电机41的作用，使得一号齿轮44转动，且由于一号齿轮44和二号齿轮45间的相互啮合，使得试管2进行转动，增大了与水浴箱1内加热后清水的接触面积，并使得试管2与加热后清水的接触相同，从而使得对试管2的水浴加热的质量的一致性，进而加快试管2内化学物质合成的水平；当试管2内的化学合成物质合成完毕后，将试管2内的化学合成物质倒离试管2，此时，停止加热板43的工作，而调速电机41继续运作，加快水浴箱1内的清水的冷却，以便较快的适应于下一次试管2内化学物质的合成。
作为本发明的一种实施方式，所述加热板43的长度自下至上逐渐减小；通过此种设置，在调速电机41带动加热板43转动中，会使得水浴箱1内产生向两侧运动的水涡，水涡冲击试管2的外壁，使得试管2沿竖直方向向远离水浴箱1底部的一侧运动，从而使得试管2内化学合成物质的抖动，加快试管2内化学合成物质的合成效率。
作为本发明的一种实施方式，所述一号孔451处设有环形气囊452，通过环形气囊452减小试管2破裂的概率；通过设置环形气囊452，既能适应不同直径大小的试管2，又能避免试管2在水涡作用下沿竖直方向运动中，试管2的破裂，从而提高了试管2的使用寿命。
作为本发明的一种实施方式，所述一号磁铁62的截面形状为凸形；所述二号磁铁63的截面形状为凹形；通过凸形截面的一号磁铁62和凹形截面的二号磁铁63间的相互配合，保证试管2在竖直方向上的稳定；通过此种设置，在水涡冲击试管2外壁时，能够保证试管2始终沿竖直方向进行运动，避免由于试管2脱离该竖直方向而导致试管2破裂，同时可以使得试管2在竖直方向上运动的更顺畅，既保护了试管2，又能加快试管2内化学合成物质的合成。
作为本发明的一种实施方式，所述二号磁铁63由一号磁块631和二号磁块632组成，一号磁块631和二号磁块632分别固连在支撑杆61的端部并形成凹形，且支撑杆61、一号磁块631和二号磁块632间形成一号通道；通过此种设计，使得由于自下至上长度逐渐变小的加热板43作用产生的水涡，该水涡能够沿着一号通道进入，并作用于试管2的底部，给予试管2一个自下至上的推力，加快试管2在竖直方向上的运动，从而加大了试管2内化学合成物质的抖动，进而提高了试管2内化学合成物质的合成。
作为本发明的一种实施方式，所述一号轴3的宽度自上至下逐渐增大，且一号轴3上设有清理扇叶31，通过手动拨动一号轴3转动，试管2内产生旋涡使得清理扇叶31沿一号轴3自下向上运动；通过此种设置，当试管2内的化学合成物质合成后，再将试管2内合成的化学合成物质倒出后，由于试管2的管径很小很难清理，在下次利用该试管2对不同成分的化学合成物质进行合成时，由于试管2内壁附着的物质，影响现有试管2内化学物质的合成品质，因此，此时，只需要手动拨动一号轴3，使得一号轴3转动，从而带动清理扇叶31转动，因为一号轴3的转动，清理扇叶31由于离心力作用会沿着一号轴3自下而上的运动，并对试管2内壁进行清理，降低了试管2清理的难度，同时，由于一号轴3为手动拨动，而试管2由于调速电机41、一号齿轮44和二号齿轮45间的协同作用，试管2的转动幅度大于一号轴3的转动幅度，因此清理扇叶31与试管2间存在速度差，进一步加大了对试管2内壁的清理效果。
工作时，首先，将需要化学合成的物质放入到试管2内，待试管2内放入的化学合成的物质达到试管2体积的三分之二时，停止继续向试管2内投放化学合成的物质，然后，将塞子放入到试管2的口部；接着，利用加热板43对水浴箱1内的清水进行加热，利用水浴箱1内加热后的清水对试管2进行加热，待加热板43加热十分钟后，启动调速电机41，调速电机41带动加热板43在水浴箱1内转动，边对水浴箱1内的水进行加热，边使得水浴箱1内的水旋起并冲击试管2的外壁，加快试管2内化学合成物质的加热；另外，由于调速电机41的作用，使得一号齿轮44转动，且由于一号齿轮44和二号齿轮45间的相互啮合，使得试管2进行转动，增大了与水浴箱1内加热后清水的接触面积，并使得试管2与加热后清水的接触相同，从而使得对试管2的水浴加热的质量的一致性，进而加快试管2内化学物质合成的水平；当试管2内的化学合成物质合成完毕后，将试管2内的化学合成物质倒离试管2，此时，停止加热板43的工作，而调速电机41继续运作，加快水浴箱1内的清水的冷却，以便较快的适应于下一次试管2内化学物质的合成。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图1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保护范围的限制。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.一种多联化学合成反应器，其特征在于：包括水浴箱(1)、一组试管(2)、一号轴(3)、加热单元(4)、刻度注射器(5)和支撑单元(6)；所述加热单元(4)安装在水浴箱(1)的底部，且水浴箱(1)内放有清水，加热单元(4)包括调速电机(41)、二号轴(42)、加热板(43)、一号齿轮(44)和二号齿轮(45)；所述调速电机(41)固定安装在水浴箱(1)的底部；所述二号轴(42)一端与调速电机(41)的输出轴固连，另一端与一号齿轮(44)固连；所述加热板(43)的均匀套设在二号轴(42)的外圈上；所述二号齿轮(45)位于一号齿轮(44)的两侧，二号齿轮(45)均一侧与一号齿轮(44)啮合，另一侧位于水浴箱(1)侧壁上的环形槽内，二号齿轮(45)的中部设有一号孔(451)；一组所述试管(2)一端位于一号孔(451)处，另一端位于水浴箱(1)的外部，其试管(2)与水浴箱(1)的接触处间隙设置，且试管(2)的口部转动安装有塞子；所述一号轴(3)为空心轴，且一号轴(3)上设有出料孔，一号轴(3)一端贯穿塞子并位于试管(2)内，另一端插有刻度注射器(5)，一号轴(3)与塞子的连接处转动安装；所述支撑单元(6)位于每组试管(2)的下方，支撑单元(6)包括支撑杆(61)、一号磁铁(62)和二号磁铁(63)；所述一号磁铁(62)粘接在试管(2)的底部；所述二号磁铁(63)位于一号磁铁(62)正下方，并通过支撑杆(61)安装在水浴箱(1)的侧壁上，一号磁铁(62)和二号磁铁(63)间存在磁力排斥；通过加热单元(4)和支撑单元(6)间的相互配合，为试管(2)内的化学合成提供水浴环境。
2.根据权利要求1所述的一种多联化学合成反应器，其特征在于：所述加热板(43)的长度自下至上逐渐减小。
3.根据权利要求1所述的一种多联化学合成反应器，其特征在于：所述一号孔(451)处设有环形气囊(452)，通过环形气囊(452)减小试管(2)破裂的概率。
4.根据权利要求1所述的一种多联化学合成反应器，其特征在于：所述一号磁铁(62)的截面形状为凸形；所述二号磁铁(63)的截面形状为凹形；通过凸形截面的一号磁铁(62)和凹形截面的二号磁铁(63)间的相互配合，保证试管(2)在竖直方向上的稳定。
5.根据权利要求4所述的一种多联化学合成反应器，其特征在于：所述二号磁铁(63)由一号磁块(631)和二号磁块(632)组成，一号磁块(631)和二号磁块(632)分别固连在支撑杆(61)的端部并形成凹形，且支撑杆(61)、一号磁块(631)和二号磁块(632)间形成一号通道。
6.根据权利要求1所述的一种多联化学合成反应器，其特征在于：所述一号轴(3)的宽度自上至下逐渐增大，且一号轴(3)上设有清理扇叶(31)，通过手动拨动一号轴(3)转动，试管(2)内产生旋涡使得清理扇叶(31)沿一号轴(3)自下向上运动。
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WW01 Invention patent application withdrawn after publication

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