CN113019260A - 一种恒压反应装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种恒压反应装置，包括：反应釜、带压加药装置、恒压管、单向阀、冷却系统、压力传感器以及控制装置。带压加药装置包括加药仓、空气泵、第一密封阀以及第二密封阀。本申请提供的恒压反应装置，采用恒压管压力补偿机构，在反应釜温度升高的过程中保持压力恒定，在加药过程中加药仓压力大于反应釜压力，通过恒压管补偿，使加药程中保持反应釜压力恒定。从而使反应釜内部压力始终保持在设定压力范围内。另外，带压加药装置的结构简单，使用方便，通过第一密封阀控制进料口的开启或关闭、第二密封阀控制出料口的开启或关闭以及空气泵控制容纳腔内的压力，使得反应的过程可控，大大提升反应产生的产品的品质。

Description

一种恒压反应装置

技术领域

本申请涉及生物医药制造等技术领域，尤其涉及一种恒压反应装置。

背景技术

目前，生物医药在制药过程中，一些药物的生产通常需要高温高压条件，因此一般采用密闭反应釜进行反应，反应前一次性投加所有药剂，再关闭进出料口，对反应釜加温加压达到反应条件，经过一定时间的持续反应后，再经过泄压出药完成整个反应过程。由于反应过程中的高压，整个反应过程中反应釜全程密闭，对于较为复杂的药物，需要在反应的不同阶段加入相应的药剂则较难实现；如果将全部药物添加到反应釜内，无法有效进行过程控制，造成产品品质不稳定。

发明内容

本申请的目的是提供一种结构简单、使用方便、保证反应稳定的恒压反应装置。

为了实现上述至少之一的目的，本申请第一方面的实施例提供了一种恒压反应装置，其特征在于，包括：反应釜； 带压加药装置，所述带压加药装置设置在所述反应釜上，并与所述反应釜的内部连通；恒压管，所述恒压管的一端与所述反应釜的顶部连通，另一端与所述反应釜的底部连通；单向阀，所述单向阀设置在所述恒压管上，用于控制所述流体从所述恒压管的一端流向另一端； 冷却系统，所述冷却系统设置在所述恒压管上，用于调节恒压管的温度； 压力传感器，所述压力传感器设置在所述反应釜上，用于检测反应釜内的压力并发送电信号；以及控制装置，所述控制装置分别与所述压力传感器、所述冷却系统及所述单向阀连接，用于根据电信号控制所述冷却系统及所述单向阀的开启或关闭；其中，所述带压加药装置包括：加药仓，所述加药仓具有容纳腔以及与所述容纳腔连通的进料口及出料口，所述出料口用于与所述反应釜连通；空气泵，所述空气泵与所述进料口连通，用于向所述容纳腔内泵入空气；第一密封阀，所述第一密封阀设置在所述加药仓上，并位于所述进料口处，用于控制所述进料口的开启或关闭；以及第二密封阀，所述第二密封阀设置在所述加药仓上，并位于所述出料口处，用于控制所述出料口的开启或关闭；其中，在其中的一些实施例中，所述第二密封阀包括：旋转轴，所述旋转轴设置在所述容纳腔内，并能够相对于加药仓转动；以及密封部，所述密封部与所述旋转轴连接，用于控制所述出料口的开启或关闭。

在其中的一些实施例中，恒压反应装置还包括：第一压力检测件，所述第一压力检测件设置在所述加药仓上，用于检测所述容纳腔内的压力，并发送第一压力信号；第二压力检测件，所述第二压力检测件用于检测所述反应釜内的压力，并发送第二压力信号；以及第一控制器，所述第一控制器分别与所述第一压力检测件、所述第二压力检测件以及所述空气泵连接，用于根据第一压力信号及第二压力信号控制所述空气泵的启停。

在其中的一些实施例中，所述第一控制器根据所述第一压力信号及所述第二压力信号判断所述容纳腔内的压力大于所述反应釜内的压力0.01MPa~0.03MPa时，所述第一控制器关闭所述空气泵。

在其中的一些实施例中，恒压反应装置还包括：第二控制器，所述第二控制器与所述第二密封阀连通，所述第二控制器控制所述第二密封阀开启5s-30s后关闭。

在其中的一些实施例中，恒压反应装置还包括：加热装置，所述加热装置设置在所述加药仓上；第一温度传感器，所述第一温度传感器设置在所述加药仓上，用于检测所述容纳腔内的温度，并发送第一温度信号；第二温度传感器，所述第二温度传感器用于检测所述反应釜内的温度，并发送第二温度信号；以及第三控制器，所述第三控制器分别与所述第一温度传感器、所述第二温度传感器及所述加热装置连接，用于根据所述第一温度信号以及所述第二温度信号控制所述加热装置的启停。

在其中的一些实施例中，所述加药仓包括依次设置的内壳、隔热层及外壳，所述加热装置设置在所述内壳与所述隔热层之间。

在其中的一些实施例中，恒压反应装置还包括：疏液层，所述疏液层设置在所述容纳腔的腔壁上。

在其中的一些实施例中，恒压反应装置还包括：分散室，所述分散室包括喷洒口、第一口以及第二口，所述第一口与所述出料口连通，所述分散室设置在所述反应釜内；以及气体循环装置，所述气体循环装置与所述第二口连通，并设置在所述反应釜内，用于将所述反应釜内的空气循环送入所述分散室内。

本申请的上述技术方案具有如下优点：当反应釜温度升高或压力变大时，气相部分压力迅速增加，气体进入恒压管，冷却系统后对恒压管内的气体进行降温，从而使气体的体积减小，体积变小的气体从反应釜底部液相部分进入反应釜，恒压管的设置能保持反应釜内压力恒定，且所有反应物质无任何外泄，避免贵重物料的损失以及对环境的污染。另外，带压加药装置的结构简单，使用方便，通过第一密封阀控制进料口的开启或关闭、第二密封阀控制出料口的开启或关闭以及空气泵控制容纳腔内的压力，在反应过程中将药剂添加到反应釜内，从而干预反应的进程，避免了在反应过程中添加药剂影响反应过程的情况发生，使得反应的过程可控，大大提升反应产生的产品的品质。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，另外，本申请附图仅为说明目的提供，图中各部件的比例与数量不一定与实际产品一致。其中：

图1是本申请所述恒压反应装置的第一种实施例的结构示意图；

图2是本申请所述带压加药装置第一种实施例的结构示意图；

图3是本申请所述带压加药装置第二种实施例的结构示意图；

图4是本申请所述第二密封阀的结构示意图；

图5是本图4所示第二密封阀另一状态的结构示意图；

图6是本申请所述带压加药装置第三种实施例的结构示意图；

图7是本申请所述加药仓的局部剖视结构示意图；

图8是本申请所述恒压反应装置第二中实施例的局部结构示意图。

其中，图1至图8的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

加药仓10，内壳11，隔热层12，外壳13，空气泵20，第一密封阀30，第二密封阀40，旋转轴41，密封部42，第一压力检测件51，第二压力检测件52，第一控制器53，分散室61，气体循环装置62，第二控制器70，加热装置81，第一温度传感器82，第二温度传感器83，第三控制器84，疏液层90，带压加药装置100，反应釜200，恒压管300，单向阀400，冷却系统500，压力传感器600，控制装置700。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

下述讨论提供了本申请的多个实施例。虽然每个实施例代表了申请的单一组合，但是本申请不同实施例可以替换，或者合并组合，因此本申请也可认为包含所记载的相同和/或不同实施例的所有可能组合。因而，如果一个实施例包含A、B、C，另一个实施例包含B和D的组合，那么本申请也应视为包括含有A、B、C、D的一个或多个所有其他可能的组合的实施例，尽管该实施例可能并未在以下内容中有明确的文字记载。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，本申请的实施例提供的一种恒压反应装置包括：反应釜200、带压加药装置100、恒压管300、单向阀400、冷却系统500、压力传感器600以及控制装置700。

带压加药装置100设置在反应釜200上，并与反应釜200的内部连通。

恒压管300的一端与反应釜200的顶部连通，另一端与反应釜200的底部连通

单向阀400设置在恒压管300上，用于控制流体从恒压管300的一端流向另一端

冷却系统500设置在恒压管300上，用于调节恒压管300的温度

压力传感器600设置在反应釜200上，用于检测反应釜200内的压力并发送电信号

控制装置700分别与压力传感器600、冷却系统500及单向阀400连接，用于根据电信号控制冷却系统500及单向阀400的开启或关闭

本申请提供的恒压反应装置，采用恒压管压力补偿机构，在反应釜温度升高的过程中保持压力恒定，在加药过程中加药仓压力大于反应釜压力，通过恒压管补偿，使加药过程中保持反应釜压力恒定，从而使反应釜内部压力始终保持在设定压力范围内，精准控制反应条件，以确保产品均一稳定。具体地，当反应釜温度升高或压力变大时，气相部分压力迅速增加，气体进入恒压管，冷却系统后对恒压管内的气体进行降温，从而使气体的体积减小，体积变小的气体从反应釜底部液相部分进入反应釜，恒压管的设置能保持反应釜内压力恒定，且所有反应物质无任何外泄，避免贵重物料的损失以及对环境的污染。

如图2所示，带压加药装置100包括：加药仓10、空气泵20、第一密封阀30以及第二密封阀40。

加药仓10具有容纳腔以及与容纳腔连通的进料口及出料口，出料口用于与反应釜200连通。容纳腔内设置有向出料口倾斜的斜面，从而保证了药剂更顺利的添加到反应釜200内。

空气泵20与进料口连通，用于向容纳腔内泵入空气。

第一密封阀30设置在加药仓10上，并位于进料口处，用于控制进料口的开启或关闭。

第二密封阀40设置在加药仓10上，并位于出料口处，用于控制出料口的开启或关闭。

带压加药装置100的各个部件之间的密封采用聚四氟乙烯垫圈密封，以达到耐压耐腐蚀耐高温的要求。

带压加药装置100的使用方式如下：

在反应釜200工作过程中，需要向反应釜200中添加药剂时，先将药剂添加到加药仓10的容纳腔内，然后通过第一密封阀30关闭进料口；打开空气泵20，向容纳腔内充入空气，将容纳腔的压力提高到与反应釜200内的压力相同，然后关闭空气泵20，同时通过第二密封阀40打开出料口，将药剂添加反应釜200，药剂添加完成后，关闭第二密封阀40，使反应釜200内密封。

带压加药装置100的结构简单，使用方便，通过第一密封阀30控制进料口的开启或关闭、第二密封阀40控制出料口的开启或关闭以及空气泵20控制容纳腔内的压力，在反应过程中将药剂添加到反应釜200内，从而干预反应的进程，避免了在反应过程中添加药剂影响反应过程的情况发生，使得反应的过程可控，大大提升反应产生的产品的品质。

如图3所示，在本申请的一个实施例中，恒压反应装置还包括：第一压力检测件51、第二压力检测件52以及第一控制器53。

第一压力检测件51设置在加药仓10上，用于检测容纳腔内的压力，并发送第一压力信号。

第二压力检测件52用于检测反应釜200内的压力，并发送第二压力信号。

第一控制器53分别与第一压力检测件51、第二压力检测件52以及空气泵20连接，用于根据第一压力信号及第二压力信号控制空气泵20的启停。

第一压力检测件51实时检测加药仓10内的压力，并发送第一压力信号；第二压力检测件52实时检测反应釜200内的压力，并发送第二压力信号；第一控制器53接收第一压力信号及第二压力信号，当第一控制器53根据第一压力信号及第二压力信号判断容纳腔的压力与反应釜200内的压力相同时，第一控制器53控制空气泵20停止工作，上述控制过程提高了产品的自动化程度，从而增加了产品的市场竞争力。

在本申请的一个实施例中，第一控制器根据第一压力信号及第二压力信号判断容纳腔内的压力大于反应釜200内的压力0.01MPa~0.03MPa时，第一控制器关闭空气泵20。

容纳腔内的压力略微大于反应釜内压力，避免了向反应釜内补充药剂时导致反应釜内压力降低，即避免了反应釜内压力有较大的波动，从而保证反应釜内的药剂充分反应。

如图4和图5所示，在本申请的一个实施例中，第二密封阀40包括：旋转轴41以及密封部42。

旋转轴41设置在容纳腔内，并能够相对于加药仓10转动。

密封部42与旋转轴41连接，用于控制出料口的开启或关闭。

向容纳腔内添加好药剂同时容纳腔内的压力达到要求后，如图4所示，密封部42通过旋转轴41相对于加药仓10转动，从而将出料口打开将药剂补充到反应釜200内，药剂补充完毕后，如图3所示，将密封部42通过旋转轴41相对于加药仓10反向转动，使密封部42密封出料口将出料口关闭；第二密封阀40的结构简单，操作方便。

如图3所示，在本申请的一个实施例中，恒压反应装置还包括：第二控制器70。

第二控制器70与第二密封阀40连通，第二控制器70控制第二密封阀40开启5s-30s后关闭。

根据液体药剂的粘稠度，第二控制器70控制打开的时间为5s-30s，能够保证液体药剂全部添加到反应釜200内，从而保证液体药剂能够足量地添加到反应釜200内。

如图6所示，在本申请的一个实施例中，恒压反应装置还包括：加热装置81、第一温度传感器82、第二温度传感器83以及第三控制器84。

加热装置81设置在加药仓10上。

第一温度传感器82设置在加药仓10上，用于检测容纳腔内的温度，并发送第一温度信号。

第二温度传感器83用于检测反应釜200内的温度，并发送第二温度信号。

第三控制器84分别与第一温度传感器82、第二温度传感器83及加热装置81连接，用于根据第一温度信号以及第二温度信号控制加热装置81的启停。

第一温度传感器82实时检测加药仓10内的温度，并发送第一温度信号；第二温度传感器83实时检测反应釜200内的温度，并发送第二温度信号；第三控制器84接收第一温度信号及第二温度信号，当第三控制器84根据第一温度信号及第二温度信号判断容纳腔的温度与反应釜200内的温度相同时，第三控制器84控制加热装置81停止工作，一方面，上述控制过程提高了产品的自动化程度，从而增加了产品的市场竞争力；另一方面，避免了向反应釜200内补充药剂时导致反应釜200内温度降低，即避免了反应釜200内温度有较大的波动，从而保证反应釜200内的药剂充分反应。

如图7所示，在本申请的一个实施例中，加药仓10包括依次设置的内壳11、隔热层12及外壳13。

加热装置81设置在内壳11与隔热层12之间。

加热装置81设置在加药仓10的内，使加热装置81对容纳腔内药剂充分加热；隔热层12避免了加热装置81的热量散失，使加热装置81产生的热量全部作用于容纳腔。

在本申请的一个实施例中，恒压反应装置还包括：疏液层90。

疏液层90设置在容纳腔的腔壁上。

液体药剂放到疏液层90上后，使液体药剂在疏液层90上形成液滴，使液体药剂不会残留在容纳腔的腔壁上，从而保证了液体药剂全部添加到反应釜200内，保证液体药剂能够足量地添加到反应釜200内。

如图8所示，在本申请的一个实施例中，恒压反应装置还包括：分散室61以及气体循环装置62。

分散室61包括喷洒口、第一口以及第二口，第一口与出料口连通，分散室61用于设在反应釜200内。

气体循环装置62与第二口连通，并设置在反应釜200内，用于将反应釜200内的空气循环送入分散室61内。

当药剂为液态时，打开气体循环装置62，气体循环装置62将向反应釜200内的气体循环供入分散室61内，加药仓10通过出料口向分散室61内提供液体药剂，气体与液体药剂在分散室61内混合，液体药剂被气体打散呈雾状，从喷洒口喷出，雾状的液体药剂与反应釜200内的药剂接触面积比较大，从而保证了液体药剂与反应釜200内的药剂充分混合，反应充分进行。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。在本申请中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。在本申请中，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种恒压反应装置，其特征在于，包括：

反应釜；

带压加药装置，所述带压加药装置设置在所述反应釜上，并与所述反应釜的内部连通；

恒压管，所述恒压管的一端与所述反应釜的顶部连通，另一端与所述反应釜的底部连通；

单向阀，所述单向阀设置在所述恒压管上，用于控制所述流体从所述恒压管的一端流向另一端；

冷却系统，所述冷却系统设置在所述恒压管上，用于调节恒压管的温度；

压力传感器，所述压力传感器设置在所述反应釜上，用于检测反应釜内的压力并发送电信号；以及

控制装置，所述控制装置分别与所述压力传感器、所述冷却系统及所述单向阀连接，用于根据电信号控制所述冷却系统及所述单向阀的开启或关闭；

其中，所述带压加药装置包括：

加药仓，所述加药仓具有容纳腔以及与所述容纳腔连通的进料口及出料口，所述出料口与所述反应釜连通；

空气泵，所述空气泵与所述进料口连通，用于向所述容纳腔内泵入空气；

第一密封阀，所述第一密封阀设置在所述加药仓上，并位于所述进料口处，用于控制所述进料口的开启或关闭；以及

第二密封阀，所述第二密封阀设置在所述加药仓上，并位于所述出料口处，用于控制所述出料口的开启或关闭；

所述第二密封阀包括：旋转轴，所述旋转轴设置在所述容纳腔内，并能够相对于加药仓转动；以及

密封部，所述密封部与所述旋转轴连接，用于控制所述出料口的开启或关闭。

2.根据权利要求1所述的恒压反应装置，其特征在于，还包括：

第一压力检测件，所述第一压力检测件设置在所述加药仓上，用于检测所述容纳腔内的压力，并发送第一压力信号；

第二压力检测件，所述第二压力检测件用于检测所述反应釜内的压力，并发送第二压力信号；以及

第一控制器，所述第一控制器分别与所述第一压力检测件、所述第二压力检测件以及所述空气泵连接，用于根据第一压力信号及第二压力信号控制所述空气泵的启停。

3.根据权利要求2所述的恒压反应装置，其特征在于，

所述第一控制器根据所述第一压力信号及所述第二压力信号判断所述容纳腔内的压力大于所述反应釜内的压力0.01MPa~0.03MPa时，所述第一控制器关闭所述空气泵。

4.根据权利要求1所述的恒压反应装置，其特征在于，还包括：

第二控制器，所述第二控制器与所述第二密封阀连通，所述第二控制器控制所述第二密封阀开启5s-30s后关闭。

5.根据权利要求1所述的恒压反应装置，其特征在于，还包括：

加热装置，所述加热装置设置在所述加药仓上；

第一温度传感器，所述第一温度传感器设置在所述加药仓上，用于检测所述容纳腔内的温度，并发送第一温度信号；

第二温度传感器，所述第二温度传感器用于检测所述反应釜内的温度，并发送第二温度信号；以及

第三控制器，所述第三控制器分别与所述第一温度传感器、所述第二温度传感器及所述加热装置连接，用于根据所述第一温度信号以及所述第二温度信号控制所述加热装置的启停。

6.根据权利要求5所述的恒压反应装置，其特征在于，

所述加药仓包括依次设置的内壳、隔热层及外壳，所述加热装置设置在所述内壳与所述隔热层之间。

7.根据权利要求1所述的恒压反应装置，其特征在于，还包括：

疏液层，所述疏液层设置在所述容纳腔的腔壁上。

8.根据权利要求1所述的恒压反应装置，其特征在于，还包括：

分散室，所述分散室包括喷洒口、第一口以及第二口，所述第一口与所述出料口连通，所述分散室设置在所述反应釜内；以及

气体循环装置，所述气体循环装置与所述第二口连通，并设置在所述反应釜内，用于将所述反应釜内的空气循环送入所述分散室内。

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