CN112316875A - 一种高效化工合成反应釜 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及化工反应器技术领域，具体为一种高效化工合成反应釜，包括釜体，设于釜体顶部的釜盖，内置于釜体顶部的内胆体，用于盖合内胆体的内胆盖，以及用于转动釜盖的施力杆，釜体底部开设有圆孔，圆孔中嵌设有与内胆体底部相抵接的复合底盘，复合底盘的底部一体成型有与圆孔相吻合的圆块，且复合底盘的中心轴处开设有T型孔，T型孔嵌设有陶瓷片，陶瓷片的表面粘附有保护膜，内胆体的内部放置有磁力搅拌子。本发明采用复合底盘替代耐高压玻璃作为内胆体的底部支承，通过安装陶瓷片避免隔绝磁力搅拌子的磁场，并通过保护膜对陶瓷片进行进一步保护，提高了复合底盘的耐压能力，反应釜组装简单，操作方便。

Description

一种高效化工合成反应釜
技术领域
本发明涉及化工反应器技术领域，具体为一种高效化工合成反应釜。
背景技术
水热合成反应釜是化学实验室常用小型反应器，可用于小剂量的合成反应；还可利用罐体内强酸或强碱且高温高压密闭的环境来达到快速消解难溶物质的目的。
如公开号为CN108554336A的发明专利公开了一种丙烯酸防水涂料生产用水热合成反应釜，其包括反应桶，反应桶的顶部安装顶盖，顶盖的顶部设置电机，反应桶内设有搅拌叶，且搅拌叶通过转动杆与电机之间呈转动连接，该发明通过增设搅拌结构提高釜内反应速率，但是搅拌结构需要通过电机驱动转轴实现搅拌叶旋转，导致转轴与釜体的动密封要求高，动密封结构复杂，且不便于维护。
又如公开号为CN201910160905.8的发明专利公开了一种可磁力搅拌和充惰性气体保护的水热合成反应釜，包括釜体、内胆体、内胆盖、釜盖、进气管、出气管和圆形垫片，该发明在釜体中设计耐热防爆玻璃材料制成的圆形垫片，适用于磁力搅拌，无需动密封，结构简单，但是，耐热防爆玻璃脆性大，安装使用不当容易造成耐热防爆玻璃破损，此外，耐高压玻璃抗压强度大小与玻璃面的大小及玻璃厚度的有直接关系，玻璃砖块、玻璃棒的抗压强度一答般在10～20MPa，片状耐高压玻璃的抗压强度一般在8～10MPa，现有技术中，水热合成反应釜中内胆材料主要为聚四氟乙烯或对位聚苯酚，聚四氟乙烯内胆最高使用温度为180～230℃，对位聚苯酚内胆的最高使用温度为290～300℃，耐高压玻璃的抗压强度会随着温度上升而下降，当反应温度在200℃以上时，耐高压玻璃有爆裂的危险。
因此，研发一种安全的高效化工合成反应釜具有重大的技术和经济意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效化工合成反应釜，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高效化工合成反应釜，包括釜体，设于所述釜体顶部的釜盖，内置于所述釜体顶部的内胆体，用于盖合所述内胆体的内胆盖，以及用于转动釜盖的施力杆，所述釜体底部开设有圆孔，所述圆孔中嵌设有与所述内胆体底部相抵接的复合底盘，所述复合底盘的底部一体成型有与所述圆孔相吻合的圆块，且所述复合底盘的中心轴处开设有T型孔，所述T型孔的顶部嵌设有陶瓷片，所述陶瓷片的表面粘附有保护膜，所述T型孔的顶部且位于所述陶瓷片的上方设有与所述内胆体底部相抵接的压环，所述内胆体的内部放置有磁力搅拌子，所述内胆盖的上表面和所述釜盖之间抵接设有压盖。
可选的，所述陶瓷片包括四方氧化锆陶瓷片，所述保护膜包括防爆玻璃贴膜，所述防爆玻璃贴膜通过耐高温胶水贴合于所述四方氧化锆陶瓷片的下表面，所述耐高温胶水为有机高温胶。
可选的，所述压环呈圆管形，所述压环的底部抵接有硅胶环，所述硅胶环伸入所述T型孔的顶部且与所述复合底盘相抵接，所述硅胶环的侧壁开设有环形槽，所述环形槽沿所述硅胶环的轴向呈等间距平行分布。
可选的，所述施力杆的一端部一体成型有垫片，所述施力杆的另一端部为圆杆，所述复合底盘的下表面开设有与圆杆相吻合的定位孔；所述内胆体包括聚四氟乙烯衬套或对位聚苯酚衬套，所述内胆体的顶部开设有圆形榫槽，所述内胆盖上一体成型有与所述圆形榫槽相吻合的圆形榫头。
可选的，所述施力杆的一端部固设有强磁铁，所述内胆盖的顶部开设有凹槽，所述内胆盖的顶部固设有铁片，所述铁片恰好完全嵌入凹槽中；所述内胆盖丝扣连接有所述内胆体。
可选的，所述釜体丝扣连接有所述釜盖，所述釜盖的顶部一体成型有提手，所述提手上开设有径向孔，所述径向孔中穿设有所述施力杆。
可选的，所述磁力搅拌子包括永磁性磁钢和包覆在永磁性磁钢外部的聚四氟乙烯外套；所述磁力搅拌子呈菱形，或橄榄形，或圆杆形。
可选的，所述釜体的底部开设有呈对称设置的两个第一切槽，所述釜盖的顶部开设有呈间隔设置的六个第二切槽。
与现有技术相比，本发明提供了一种高效化工合成反应釜，具备以下有益效果：
1.本发明采用复合底盘替代耐高压玻璃作为内胆体的底部支承，通过安装陶瓷片避免隔绝磁力搅拌子的磁场，并通过保护膜对陶瓷片进行进一步保护，提高了复合底盘的耐压能力，反应釜组装简单，操作方便；
2.本发明通过硅胶环一方避免压环压伤环形槽，另一方面可以通过压缩在T型孔内，使得陶瓷片被约束在T型孔中，避免安装复合底盘的过程中，复合底盘和陶瓷片发生错动。
附图说明
图1为本发明整体除去施力杆的结构示意图；
图2为本发明中实施例1的结构示意图；
图3为图2中A部放大结构示意图；
图4为本发明中实施例2的结构示意图。
图中：1、釜体；2、圆孔；3、复合底盘；4、圆块；5、T型孔；6、陶瓷片；7、保护膜；8、压环；9、内胆体；10、内胆盖；11、磁力搅拌子；12、压盖；13、釜盖；14、提手；15、施力杆；16、第一切槽；17、第二切槽；18、硅胶环；19、环形槽；20、垫片；21、强磁铁；22、定位孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
请参阅图1，本发明提供了一种高效化工合成反应釜，包括釜体1，釜体1的顶部丝扣连接有釜盖13，釜盖13的顶部一体成型有提手14，提手14上开设有径向孔，径向孔用于容纳施力杆15水平通过，通过转动施力杆15给与釜盖13旋转作用力，方便在釜体1上拧紧或旋松釜盖13。釜体1的底部开设有呈对称设置的两个第一切槽16，釜盖13的顶部开设有呈间隔设置的六个第二切槽17。第一切槽16和第二切槽17为外部夹具分别夹持釜体1和釜盖13提供施力点。
请参阅图2和图3，釜体1的内部为圆柱形空腔，圆柱形空腔中放置有内胆体9，内胆体9顶部盖合有内胆盖10，内胆体9和内胆盖10组合成的封闭容器用于作为水热合成反应的场所。内胆体9的内部放置有磁力搅拌子11，磁力搅拌子11由永磁性磁钢和包覆在永磁性磁钢外部的聚四氟乙烯外套组成，为本技术领域公知技术，根据物料粘度不同，磁力搅拌子11的形状可选用菱形，或橄榄形，或圆杆形。
内胆盖10的上表面和釜盖13之间抵接设有压盖12。釜体1底部开设有与圆柱形空腔相连通的圆孔2，圆孔2中嵌设有与内胆体9底部相抵接的复合底盘3。釜体1、复合底盘3、压盖12和釜盖13的材料相同，均为304不锈钢，304属于亚稳定态的不锈钢，在退火状态后属于单一奥氏体组织状态，不带有磁性，但是在经过冷加工变形(如冲压、拉伸、轧制等)后部分奥氏体组织会发生相变(一般诱变为马氏体)而带有磁性，所以认为釜体1、复合底盘3、压盖12和釜盖13均带磁性。
复合底盘3的底部一体成型有与圆孔2相吻合的圆块4，圆块4的下表面与釜体1的下表面相平齐。复合底盘3的中心轴处开设有T型孔5，T型孔5的顶部嵌设有陶瓷片6，陶瓷片6选用四方氧化锆陶瓷片。陶瓷片6的表面粘附有保护膜7，保护膜7选用防爆玻璃贴膜。防爆玻璃贴膜由多层PET夹层合成，为本技术领域公知技术，防爆玻璃贴膜通过耐高温胶水贴合于四方氧化锆陶瓷片的下表面，其中，耐高温胶水为有机高温胶具体为耐温环氧胶。当陶瓷片6发生爆裂或破损后，保护膜7可以将破碎的陶瓷片块固定在原位，减轻陶瓷片6造成的危害影响。
进行水热合成反应时，釜体1底部放置磁力搅拌器，陶瓷片6避免复合底盘3对磁力搅拌子11形成磁场屏蔽。本发明采用复合底盘3包覆陶瓷片6替代耐高压玻璃，并通过保护膜7对陶瓷片6进行进一步保护，提高反应釜的安全可靠度，反应釜组装简单，操作方便。
T型孔5的顶部且位于陶瓷片6的上方设有与内胆体9底部相抵接的压环8，压环8呈圆管形，压环8的底部抵接有硅胶环18，硅胶环18伸入T型孔5的顶部且与复合底盘3相抵接，硅胶环18的侧壁开设有环形槽19，环形槽19沿硅胶环18的轴向呈等间距平行分布。硅胶环18一方避免压环8压伤环形槽19，另一方面可以通过压缩在T型孔5内，使得陶瓷片6被约束在T型孔5中，避免安装复合底盘3的过程中，复合底盘3和陶瓷片6发生错动。
本发明根据反应后取样方式不同，分为两个实施例。
实施例1：请参阅图2和图3，内胆体9选用对位聚苯酚衬套，内胆体9的顶部开设有圆形榫槽，内胆盖10上一体成型有与圆形榫槽相吻合的圆形榫头。通过圆形榫槽和圆形榫头，内胆体9和内胆盖10可以手动螺旋坚固。为了方便将内胆体9和内胆盖10以一个整体从釜体1中取出，施力杆15的一端部一体成型有垫片20，施力杆15的另一端部为圆杆，复合底盘3的下表面开设有与圆杆相吻合的定位孔22。取样时，首先旋开取走釜盖13，然后将垫片20平置在水平地面上，接着将复合底盘3上的定位孔22对齐施力杆15的圆杆端，下压釜体1，施力杆15可以将压盖12、内胆盖10、内胆体9和复合底盘3依次顶出釜体1。其中定位孔22可以保持施力杆15与复合底盘3位置不变，避免施力杆15误伸入T型孔5中撞击陶瓷片6，很好的保护陶瓷片6。
实施例2：请参阅图4，内胆体9选用对位聚苯酚衬套，内胆盖10丝扣连接有内胆体9，施力杆15的一端部胶连接有强磁铁21，内胆盖10的顶部开设有凹槽(未画出)，内胆盖10的顶部固设有铁片(未画出)，铁片恰好完全嵌入凹槽中。取样时，首先旋开取走釜盖13，然后利用施力杆15上的强磁铁21依次吸附取出压盖12和铁片，即可将与内胆盖10丝扣连接的内胆体9一起取出。
实施例1和实施例2均可实现内胆盖10、内胆体9作为一个整体被完整取出，避免物料泄露，结构简单，操作方便。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种高效化工合成反应釜，包括釜体(1)，设于所述釜体(1)顶部的釜盖(13)，内置于所述釜体(1)顶部的内胆体(9)，用于盖合所述内胆体(9)的内胆盖(10)，以及用于转动釜盖(13)的施力杆(15)，其特征在于：所述釜体(1)底部开设有圆孔(2)，所述圆孔(2)中嵌设有与所述内胆体(9)底部相抵接的复合底盘(3)，所述复合底盘(3)的底部一体成型有与所述圆孔(2)相吻合的圆块(4)，且所述复合底盘(3)的中心轴处开设有T型孔(5)，所述T型孔(5)的顶部嵌设有陶瓷片(6)，所述陶瓷片(6)的表面粘附有保护膜(7)，所述T型孔(5)的顶部且位于所述陶瓷片(6)的上方设有与所述内胆体(9)底部相抵接的压环(8)，所述内胆体(9)的内部放置有磁力搅拌子(11)，所述内胆盖(10)的上表面和所述釜盖(13)之间抵接设有压盖(12)。
2.根据权利要求1所述的一种高效化工合成反应釜，其特征在于：所述陶瓷片(6)包括四方氧化锆陶瓷片，所述保护膜(7)包括防爆玻璃贴膜，所述防爆玻璃贴膜通过耐高温胶水贴合于所述四方氧化锆陶瓷片的下表面，所述耐高温胶水为有机高温胶。
3.根据权利要求1所述的一种高效化工合成反应釜，其特征在于：所述压环(8)呈圆管形，所述压环(8)的底部抵接有硅胶环(18)，所述硅胶环(18)伸入所述T型孔(5)的顶部且与所述复合底盘(3)相抵接，所述硅胶环(18)的侧壁开设有环形槽(19)，所述环形槽(19)沿所述硅胶环(18)的轴向呈等间距平行分布。
4.根据权利要求1所述的一种高效化工合成反应釜，其特征在于：所述施力杆(15)的一端部一体成型有垫片(20)，所述施力杆(15)的另一端部为圆杆，所述复合底盘(3)的下表面开设有与圆杆相吻合的定位孔(22)；所述内胆体(9)包括聚四氟乙烯衬套或对位聚苯酚衬套，所述内胆体(9)的顶部开设有圆形榫槽，所述内胆盖(10)上一体成型有与所述圆形榫槽相吻合的圆形榫头。
5.根据权利要求1所述的一种高效化工合成反应釜，其特征在于：所述施力杆(15)的一端部固设有强磁铁(21)，所述内胆盖(10)的顶部开设有凹槽，所述内胆盖(10)的顶部固设有铁片，所述铁片恰好完全嵌入凹槽中；所述内胆盖(10)丝扣连接有所述内胆体(9)。
6.根据权利要求1所述的一种高效化工合成反应釜，其特征在于：所述釜体(1)丝扣连接有所述釜盖(13)，所述釜盖(13)的顶部一体成型有提手(14)，所述提手(14)上开设有径向孔，所述径向孔中穿设有所述施力杆(15)。
7.根据权利要求1所述的一种高效化工合成反应釜，其特征在于：所述磁力搅拌子(11)包括永磁性磁钢和包覆在永磁性磁钢外部的聚四氟乙烯外套；所述磁力搅拌子(11)呈菱形，或橄榄形，或圆杆形。
8.根据权利要求1所述的一种高效化工合成反应釜，其特征在于：所述釜体(1)的底部开设有呈对称设置的两个第一切槽(16)，所述釜盖(13)的顶部开设有呈间隔设置的六个第二切槽(17)。
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